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文件名称:“统计分析方法及应用”教学改革方法研究.docx
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更新时间:2025-05-28
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文档摘要

“统计分析方法及应用”教学改革方法研究

李佳,李海舰

(北京工业大学交通工程北京市重点实验室,北京100124)

统计分析是现代工程、信息、社会和经济问题研究的基本方法,学习统计思想和运用统计方法已成为新时代的要求。“数理统计”是工科研究生的公共基础课,而对于要步入研究生阶段的理工科学生来说,选择适合的研究方向十分重要。一般情况下,理工科研究生有四大主攻方向:实验方向、理论研究方向、模拟研究方向、统计分析方向。对于实验方向和统计分析方向来说,统计分析方法是研究生顺利完成研究的主要工具。

对于交通运输专业的研究生而言,随着多源交通数据、交通大数据的日益丰富,掌握数据统计分析方法对于发现、分析、解决交通运输专业问题至关重要。因此,面向专业硕士的“统计分析方法及应用”课程改革研究迫在眉睫[1]。

作者通过调研发现,硕士研究生经过本科阶段“概率论与数理统计”课程的学习后,在统计方法的掌握和应用方面存在以下特点。

概念是一门学科的基础,大多数学生了解统计学中涉及的诸如总体、抽样、均值、标准差等概念的含义,但不明确其拓展知识及如何深入解决问题。这反映出学生在本科教学中所接受到的统计学知识仅为书本上死记硬背的概念,其理解不够深入。

不同于其他学科,统计学是建立在一些思想或者假设基础上的学科。很多本科生在学习统计学知识的过程中,仅掌握了各类知识点,往往对学科背后的原理不了解甚至不重视,即“知其然而不知其所以然”。

对于同一个统计分析问题,如数据的差异性分析或统计分析建模,有不同的分析方法。本科生迈入研究生阶段后,需要开展基于数据的科学研究,而选择什么方法进行检验、选择什么模型进行因素分析,成为每个研究生都会遇到的难点。刚刚开课时,很多学生会拿着自己的实验数据咨询关于统计方法选择的问题,说明解决工具选择问题至关重要。也就是说,统计分析软件表面上会帮助学生进行统计分析,如同一把“宝剑”,但如何使用这把“宝剑”是“统计分析方法及应用”课程需要让学生掌握的关键能力。

经历过本科毕业设计的本科生或多或少都会使用一些简单的统计分析软件,诸如SPSS、R软件,但大多数学生仅会使用某一个或几个功能,对于软件的功能缺乏系统的了解,同时对于统计分析结果缺乏深入的解析。因而“统计分析方法及应用”课程应在介绍统计学理论知识时,兼顾对统计分析软件操作系统的介绍,以有效帮助学生从本科生转向研究生解决,实际问题。

我校城市交通学院于2019年之前并未针对专业学位硕士研究生开设关于统计学的理论课程。随着信息时代的来临,统计学的作用日益重要,统计分析技能对于研究生能力的提升及就业的选择具有重要作用。因而我院于2019年秋季学期面向交通运输专业的专业硕士研究生首次开设“统计分析方法及应用”课程。课程首次开班,选课人数就达到31人,且课程出勤率为100%;在第二、三轮授课过程中,选课人数分别为30人、40人。可见,研究生对于“统计分析方法及应用”课程学习的需求较大。

“统计分析方法及应用”作为交通运输专业的一门专业知识课程,对于提升我国未来道路交通工程师的统计分析技能、增强学生数学方面的专业知识与工程应用能力,以及提升我国道路交通建设水平具有积极的作用。然而,我国各高校及研究机构在“统计分析方法及应用”课程建设过程中存在以下问题。

参考学术型硕士的统计类专业课程,授课内容大多为统计分析数据分布、差异性检验介绍等。一方面,差异性检验内容着重介绍了t检验的相关内容,涉及详细的理论推导;另一方面,未对统计分析模型构建与结果解读开展教学。因而有必要完善原有教学大纲,形成从数据描述到差异性分析,再到模型构建的系统化教学内容。

在本科教育阶段,理工科研究生基本已学习过“概率论与数理统计”课程,但教学内容偏重基础数学,而现有的面向学术型硕士研究生的教学内容仅较为宽泛地向学生介绍了各种统计分析方法,包括差异分析方法及建模方法,但没有深入地介绍各类方法在统计思想这一根源上的差异性。因而交通运输专业研究生在使用各类方法时,往往会遇到不知道该选择什么检验方法、什么模型的问题。

虽然目前关于统计分析的案例介绍很多,但往往都是面向医学、经济学的案例,面向我们更为关心的道路、交通等专业方面的案例较少。因而收集面向道路交通数据的统计分析案例对于解决研究生在实际科研中遇到的统计分析问题显得尤为重要[2]。

所以,有必要在以下三方面对“统计分析方法及应用”课程进行改革研究:一是完善教学内容,使学生通过一学期的学习,系统掌握统计学知识。二是在教学内容中加入统计学思想相关内容,使学生能从理论根源上解读、了解不同统计分析方法的异同。三是建设基于道路交通数据的统计分析案例库,使学生熟悉道路交通数据分析方法。

面向交通运输专业工程硕士开设的“统计分析方法及应用”课程的具体建设内容如下。

综观全国乃至全世界高等教育中数