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由于學(xué)生接觸的主要是確定性事物,對(duì)于不確定性事物的認(rèn)識(shí)非常有限,學(xué)生有關(guān)概率與統(tǒng)計(jì)的認(rèn)識(shí)大都來(lái)自于個(gè)體的一些零碎的、不成熟的經(jīng)驗(yàn).盡管現(xiàn)在義務(wù)教育階段已經(jīng)增加了概率與統(tǒng)計(jì)的內(nèi)容,但其教學(xué)目標(biāo)定位于感性和定性認(rèn)識(shí)的水平.因此,學(xué)生對(duì)許多問題還無(wú)法進(jìn)行理性判斷,往往只能借助于已有的經(jīng)驗(yàn)或先前概念(學(xué)生在未學(xué)習(xí)嚴(yán)格定義之前就有的概念)來(lái)進(jìn)行判斷.例如:有5個(gè)足球迷欲通過抽簽的方式?jīng)Q定誰(shuí)獲得唯一的一張足球賽入場(chǎng)券,為此設(shè)有5張卡片,其中只有一個(gè)寫有入場(chǎng)券字樣,5個(gè)人依次從中抽?。畬?duì)此類問題有不少學(xué)生認(rèn)為,先抽取的人比后抽取的人得到入場(chǎng)券的可能性大.但是,概率的確定卻不依賴直覺,通過事件之間的關(guān)系以及乘法公式嚴(yán)格的推理可以證明:在抽取過程中,不論先抽還是后抽,抽到的概率都是相同的,均為15.學(xué)生在作業(yè)中經(jīng)常出現(xiàn)的一個(gè)錯(cuò)誤,當(dāng)一個(gè)事件的概率為1時(shí),如P(A)1,學(xué)生往往會(huì)不假思索地寫出結(jié)論:ABB或者ABA.在這里學(xué)生犯錯(cuò)誤的原因仍然是直覺判斷,很多學(xué)生認(rèn)為概率為1的事件一定會(huì)發(fā)生,從而是必然事件,因此得出錯(cuò)誤結(jié)論.其實(shí)在講概率的幾何概型時(shí),可以通過向邊長(zhǎng)為1的正方形內(nèi)投飛鏢的試驗(yàn),說(shuō)明概率為1的事件不一定會(huì)發(fā)生.
2注意數(shù)學(xué)命題的轉(zhuǎn)換命題轉(zhuǎn)換
簡(jiǎn)單地說(shuō)就是把一個(gè)命題轉(zhuǎn)換為另一個(gè)命題.命題轉(zhuǎn)換本質(zhì)上就是變換問題,通過改變問題的敘述和形式,改變觀察和分析問題的角度,使問題呈現(xiàn)出新的面貌,引發(fā)新的思考和聯(lián)想,從而使問題獲得解答.命題轉(zhuǎn)換是數(shù)學(xué)命題理解的一種重要方法,對(duì)數(shù)學(xué)命題的學(xué)習(xí)具有非常重要的意義.命題轉(zhuǎn)換不僅可以深化對(duì)原有命題的理解,優(yōu)化學(xué)習(xí)者的認(rèn)知結(jié)構(gòu),而且有利于學(xué)生創(chuàng)造性思維能力的培養(yǎng)以及良好數(shù)學(xué)素養(yǎng)的形成.在概率統(tǒng)計(jì)的教學(xué)中,有時(shí)需要將嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)語(yǔ)言轉(zhuǎn)換成通俗語(yǔ)言.如在講授參數(shù)估計(jì)中點(diǎn)估計(jì)問題時(shí),教材是這樣描述的:所謂點(diǎn)估計(jì)問題就是要構(gòu)造一個(gè)適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)量12ˆ,,,nXXX,用它的觀測(cè)值12ˆ,,,nxxx來(lái)估計(jì)未知參數(shù).通過提問發(fā)現(xiàn),學(xué)生對(duì)點(diǎn)估計(jì)并不十分理解,但看了例題后不用知道這個(gè)概念也會(huì)做相關(guān)習(xí)題.其實(shí)完全可以將點(diǎn)估計(jì)概念換一種方式敘述,即所謂點(diǎn)估計(jì)就是通過構(gòu)造樣本函數(shù)的方法將未知參數(shù)的值估計(jì)出來(lái).這樣一來(lái),學(xué)生對(duì)點(diǎn)估計(jì)理解就會(huì)很容易了.由于形象記憶比抽象記憶更容易被學(xué)生接受,因此,在授課過程中有時(shí)也需要將代數(shù)語(yǔ)言與幾何語(yǔ)言做轉(zhuǎn)換.如在講授連續(xù)型隨機(jī)變量的概率密度函數(shù)的性質(zhì)時(shí),概率密度函數(shù)有2個(gè)基本的性質(zhì):轉(zhuǎn)換成幾何語(yǔ)言就是:概率密度函數(shù)f(x)幾何上表示一條位于x軸上方的曲線并且此曲線與x軸之間所圍圖形的面積是1.如果學(xué)生能記住這樣一個(gè)幾何印象,那么對(duì)于概率密度函數(shù)的性質(zhì)就會(huì)牢記于心了.另外,在概率統(tǒng)計(jì)課程的教學(xué)中有時(shí)也需要注意數(shù)學(xué)命題的邏輯轉(zhuǎn)換.如在講授隨機(jī)變量的數(shù)學(xué)期望的性質(zhì)時(shí),有命題:如果2個(gè)隨機(jī)變量X和Y相互獨(dú)立,由于原命題與逆否命題是等價(jià)的,因此,則一定可以推出隨機(jī)變量X和Y不獨(dú)立.?dāng)?shù)值反映了隨機(jī)變量X和Y之間的某種關(guān)系,這就是后面要學(xué)習(xí)的協(xié)方差概念.
3注重對(duì)概念的正確理解
數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的關(guān)鍵是理解,概率統(tǒng)計(jì)的學(xué)習(xí)也不例外.理解與記憶是相互滲透、相互促進(jìn)的.就一本教材而言,它的內(nèi)容無(wú)非主要是概念、性質(zhì)以及例題和習(xí)題等.其中,對(duì)概念的正確理解是第一步的,是理解性質(zhì)、例題和習(xí)題的基礎(chǔ),如果對(duì)概念能正確理解,那么對(duì)性質(zhì)、例題、習(xí)題的理解也會(huì)融會(huì)貫通.相反,如果學(xué)生從一開始就通過死記硬背的方式把概念記下來(lái),那么學(xué)生就只能從頭背到尾,無(wú)法深入地理解和掌握所學(xué)的知識(shí).所以,正確地理解數(shù)學(xué)概念是非常重要的.如在講授隨機(jī)變量的數(shù)字特征方差時(shí),隨機(jī)變量X的方差D(X)定義為:隨機(jī)變量X的期望E(X)表示隨機(jī)變量X的平均取值,這樣2(XE(X))的大小可以表示隨機(jī)變量X的取值與其平均取值的偏離程度,再取期望后偏離程度就變成平均偏離程度了,因此隨機(jī)變量X的方差2D(X)E(XE(X))表示隨機(jī)變量X的取值與其平均取值的平均偏離程度.在講授點(diǎn)估計(jì)量的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)時(shí),課本對(duì)有效性的定義為:設(shè)1ˆ和2ˆ都是參數(shù)的無(wú)偏估計(jì)量,則稱1ˆ較2ˆ有效.在講完有效性定義后,可以向?qū)W生提出問題:為什么稱一個(gè)方差小的無(wú)偏估計(jì)量比方差大的無(wú)偏估計(jì)量更有效.這時(shí)有的學(xué)生就會(huì)覺得這個(gè)問題有些奇怪,因?yàn)樗麄冇X得這就是一個(gè)定義沒有為什么.在他們看來(lái)定義就是一個(gè)一成不變的東西,其實(shí)不然,作為教師應(yīng)該向?qū)W生闡明定義總是有根據(jù)的,既然稱1ˆ較2ˆ有效,就一定有其緣由的.方差刻畫的是隨機(jī)變量取值偏離其平均取值的平均偏離程度.由于1ˆ和2ˆ都是參數(shù)的無(wú)偏估計(jì)量,故1ˆ和2ˆ的平均取值都是參數(shù)的真值,所以方差小意味著其與參數(shù)的真值偏離來(lái)得小,從而方差小的無(wú)偏估計(jì)量更有效.通過這樣的解釋,學(xué)生對(duì)這個(gè)定義的理解就相當(dāng)透徹,也無(wú)需刻意對(duì)這個(gè)定義進(jìn)行記憶.
4運(yùn)用案例教學(xué)法
關(guān)鍵詞:數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法;企業(yè);質(zhì)量管理
一、引言
在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)生巨大變革的同時(shí),傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)方法也面臨著應(yīng)用繁瑣、誤差大等一系列問題,不利于企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升。在此背景下,數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法因其具有統(tǒng)計(jì)效率高、統(tǒng)計(jì)方法多樣、分析過程簡(jiǎn)單等特點(diǎn),逐漸引起不同領(lǐng)域企業(yè)的關(guān)注。企業(yè)質(zhì)量是企業(yè)管理的核心,本文通過整體數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法的概念與作用,進(jìn)而分析梳理統(tǒng)計(jì)方法在企業(yè)質(zhì)量管理中的運(yùn)用,為找出影響企業(yè)工作質(zhì)量的因素及規(guī)律,提高企業(yè)質(zhì)量管理效率提供理論參考依據(jù)。
二、數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法的概念與作用
隨著信息傳播速度逐漸加快,我國(guó)信息逐漸處于大爆炸的狀態(tài)。而數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法便是基于這種信息變化趨勢(shì),在相關(guān)的數(shù)據(jù)上采用不同的方法進(jìn)行分析,可以判斷出事物發(fā)展的趨勢(shì),進(jìn)而根據(jù)數(shù)據(jù)發(fā)展趨勢(shì)歸納出客觀的規(guī)律,用以指導(dǎo)人們生活與生產(chǎn),提高生活質(zhì)量與生產(chǎn)效率。而數(shù)理統(tǒng)計(jì)便是指運(yùn)用數(shù)理之中定量描述的方法對(duì)隨機(jī)變量進(jìn)行分析,通過一定次數(shù)觀察實(shí)驗(yàn)獲得的相關(guān)數(shù)據(jù),進(jìn)而根據(jù)數(shù)據(jù)來(lái)判斷事物的發(fā)展規(guī)律。數(shù)理統(tǒng)計(jì)法的基本特征是以實(shí)驗(yàn)觀察為手段,以概論分析與統(tǒng)計(jì)為基礎(chǔ),選擇適宜的數(shù)學(xué)分析模型并進(jìn)行驗(yàn)證。而正確應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法的原則便是要準(zhǔn)確掌握數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法的基本概念與思路,而在應(yīng)用過程中,研究總體與樣本便是數(shù)理統(tǒng)計(jì)的基本概念。其中,總體是使用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法研究樣本的全體,樣本即是數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法研究的對(duì)象。在實(shí)際應(yīng)用過程中,數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法具有以下幾點(diǎn)作用。其一,節(jié)約管理成本。數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法在實(shí)際分析中是利用基本的控制圖與數(shù)學(xué)模型進(jìn)行樣本檢查。檢查過程根據(jù)實(shí)際情況采取隨機(jī)抽查的方法進(jìn)行。伴隨著被檢查量的增加與企業(yè)生產(chǎn)量的加大,數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法這種隨機(jī)抽樣檢查方法,不僅能夠選取具有代表性的樣本進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,而且還能大量減少樣本抽取的量與時(shí)間,大量的節(jié)約了管理成本,極大的提高了企業(yè)管理的工作效率。其二,及時(shí)識(shí)別不安全信號(hào),提高企業(yè)管理的安全性。數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法主要是通過動(dòng)態(tài)與靜態(tài)兩種分析方式進(jìn)行數(shù)理分析與企業(yè)質(zhì)量管理控制。在進(jìn)行分析時(shí),各種數(shù)據(jù)的采集都伴隨著企業(yè)生產(chǎn)工序的變化而變化。這樣即使企業(yè)在生產(chǎn)中某道工序發(fā)出預(yù)警信號(hào),數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法也能夠及時(shí)做出反應(yīng),將這種信號(hào)傳達(dá)于管理者,便于及時(shí)對(duì)相關(guān)工序做出處理,大大提高了企業(yè)管理的安全性。其三,資料積累,為后期企業(yè)管理提供參考依據(jù)。數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法不僅采用動(dòng)態(tài)監(jiān)管方式對(duì)企業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量進(jìn)行分析,而且還能夠在大量的分析過程中積累歷史資料。企業(yè)在每一次生產(chǎn)中,經(jīng)過幾次的數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析,都會(huì)促進(jìn)企業(yè)的質(zhì)量管理,這些一系列的分析過程均會(huì)通過數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行數(shù)據(jù)積累,形成企業(yè)質(zhì)量管理的歷史數(shù)據(jù),且每一種數(shù)據(jù)都是企業(yè)按照不同的時(shí)間與地點(diǎn)進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)的,對(duì)企業(yè)后期質(zhì)量管理具有重要的參考價(jià)值。
三、數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法在企業(yè)質(zhì)量管理中的運(yùn)用
1.數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法在農(nóng)業(yè)企業(yè)質(zhì)量管理中的運(yùn)用
數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法應(yīng)用與農(nóng)業(yè)企業(yè)中的主要方面便是田間試驗(yàn)。田間試驗(yàn)是在田間進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)與分析,基于田間的生產(chǎn)情況,運(yùn)用數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法推理出相關(guān)規(guī)律,然后進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),可有效指導(dǎo)生產(chǎn)。數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法在農(nóng)業(yè)企業(yè)質(zhì)量管理應(yīng)用的另一個(gè)領(lǐng)域是數(shù)量遺傳學(xué)領(lǐng)域。例如,農(nóng)業(yè)企業(yè)在培育高質(zhì)量的農(nóng)產(chǎn)品時(shí),可應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法中的回歸分析與方差分析法進(jìn)行農(nóng)作物遺傳力的計(jì)算,然后運(yùn)用于實(shí)際生產(chǎn)中,促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的規(guī)?;?/p>
2.數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法在醫(yī)學(xué)企業(yè)質(zhì)量管理中的運(yùn)用
醫(yī)學(xué)是最早使用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法的領(lǐng)域之一。在醫(yī)學(xué)企業(yè)中,數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法常用于防治疾病的研究工具,通過相關(guān)分析方法對(duì)某種疾病的相關(guān)誘發(fā)因素進(jìn)行分析,進(jìn)而驗(yàn)證這種疾病的病原體。例如,醫(yī)學(xué)企業(yè)運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法分析肺癌與吸煙有關(guān),由此得知了預(yù)防肺癌的主要方法便是減少或禁止吸煙。除此之外,數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法還應(yīng)用交叉設(shè)計(jì)、正交設(shè)計(jì)、方差分析、回歸分析等方法,來(lái)確定某種藥物對(duì)所需治療的疾病是否有幫助,治愈的可能性有多大,以及比較不同藥物對(duì)某種疾病的效果等等,均為醫(yī)院藥物質(zhì)量管理做出突出貢獻(xiàn)。
3.數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法在工業(yè)企業(yè)質(zhì)量管理中的運(yùn)用
數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法運(yùn)用于工業(yè)企業(yè)質(zhì)量管理中主要包括以下兩方面。一方面,可以應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法中的回歸分析、方差分析、多元線性分析等方法來(lái)解決工業(yè)企業(yè)產(chǎn)品革新等問題。并且,通過分析工業(yè)企業(yè)產(chǎn)品革新問題還可以改進(jìn)企業(yè)工藝流程,判定企業(yè)生產(chǎn)的原材料與配方,進(jìn)而得知影響企業(yè)生產(chǎn)的主要與次要影響因素,有利于指導(dǎo)企業(yè)生產(chǎn)。另一方面,應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法可繪制多種質(zhì)量管理圖表,相關(guān)人員可根據(jù)該圖表進(jìn)行可行性分析,解決工業(yè)生產(chǎn)中連續(xù)生產(chǎn)與大批量生產(chǎn)的有關(guān)問題,提高企業(yè)生產(chǎn)的可靠性。
四、運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行企業(yè)質(zhì)量管理的建議
由上可知,數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法涉及的企業(yè)范圍較廣,企業(yè)要想利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法,達(dá)到預(yù)期的管理效果,還需從以下幾點(diǎn)入手。其一,建立全面的質(zhì)量管理領(lǐng)導(dǎo)機(jī)制。企業(yè)在利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行相關(guān)問題的分析時(shí),在生產(chǎn)車間建立全面的質(zhì)量管理機(jī)構(gòu),用于統(tǒng)籌企業(yè)質(zhì)量管理,保證企業(yè)生產(chǎn)的順利進(jìn)行。其二,加強(qiáng)對(duì)生產(chǎn)人員的培訓(xùn)教育。數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法只是企業(yè)進(jìn)行科學(xué)統(tǒng)籌與管理的一種方法,企業(yè)在推行這種方法時(shí),應(yīng)注重前期的準(zhǔn)備工作,即應(yīng)加強(qiáng)對(duì)生產(chǎn)人員的培訓(xùn)與教育,使其明白這種方法的有效性與可行性,進(jìn)而在實(shí)際管理中,初步掌握數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法的基本操作,在企業(yè)質(zhì)量管理中發(fā)揮重要的作用,方便企業(yè)質(zhì)量管理工作的運(yùn)行。其三,充分利用試點(diǎn)應(yīng)用工作。在推行數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法時(shí),由于對(duì)于該方法的不理解,很難以較快的時(shí)間在企業(yè)進(jìn)行推廣并應(yīng)用。因此,企業(yè)應(yīng)充分利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法的試點(diǎn)應(yīng)用工作,在實(shí)際應(yīng)用之前先進(jìn)行試運(yùn)行,排除相關(guān)操作者的顧慮,提高后期實(shí)際應(yīng)用的成功幾率,保障數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法在相關(guān)企業(yè)質(zhì)量管理中的可實(shí)施性。
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一、調(diào)整教學(xué)內(nèi)容
教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該改變以往“重概率、輕統(tǒng)計(jì)”和“重運(yùn)算技巧、輕數(shù)學(xué)思想”的傳統(tǒng)教學(xué)思想,刪減其中一些復(fù)雜的計(jì)算,加強(qiáng)統(tǒng)計(jì)中基本理論和基本數(shù)學(xué)方法的教學(xué)。減少概率論課時(shí),加大統(tǒng)計(jì)內(nèi)容,增加統(tǒng)計(jì)課時(shí)。
1.概率方面,古典概型概率、期望與方差等內(nèi)容在中學(xué)接觸過,學(xué)生接受較快故可以弱化;減少概率論課時(shí),將重點(diǎn)放在條件概率、乘積公式、全概率公式與貝葉斯公式上,加強(qiáng)隨機(jī)變量的內(nèi)容。
2.統(tǒng)計(jì)方面,突出“厚基礎(chǔ)”“重應(yīng)用”的特色,增加統(tǒng)計(jì)課時(shí),強(qiáng)調(diào)假設(shè)檢驗(yàn)和回歸分析等原理的分析與實(shí)際應(yīng)用,著重培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用統(tǒng)計(jì)中的基本原理去解決實(shí)際問題的能力。
二、改進(jìn)教學(xué)方法
概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)是一門在解決實(shí)際問題的過程中發(fā)展起來(lái)的學(xué)科,概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)的思想方法、原理、公式的引入,最能激發(fā)學(xué)生的興趣,并印象深刻的是從貼近生活的問題及案例引入。教師在授課過程中可從每個(gè)概念的直觀背景入手,精心選擇一些跟我們的生活密切相關(guān)而又有趣的實(shí)例,從而激發(fā)學(xué)生的興趣.調(diào)動(dòng)他們學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。
1.概率論部分的教學(xué)。(1)概率論內(nèi)容的學(xué)習(xí)中,學(xué)生一般不能很好地理解全概率公式與貝葉斯公式的原理。舉例:某大學(xué)學(xué)生對(duì)概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)課程的興趣程度可分為四個(gè)層次:很感興趣,較感興趣,一般,沒有興趣。最近的一項(xiàng)調(diào)研統(tǒng)計(jì)表明此四個(gè)層次的學(xué)生數(shù)之比為:1∶3∶4∶2。而這在四類同學(xué)中該課程一次性能通過的可能性分別為:0.98,0.88,0.50,0.20。1)考試在即,在即將參加此門課程考試的學(xué)生中任抓一學(xué)生考察,試問該生此次考試該門課程一次性通過的可能性為多大?2)考試結(jié)束,閱卷老師發(fā)現(xiàn)某名學(xué)生順利通過此次考試,試問該生對(duì)此課程興趣層次是屬于一般的可能性有多大?身邊的例子激起了學(xué)生的興趣,通過1)的解答很快讓學(xué)生理解全概率公式,通過2)的分析讓學(xué)生理解貝葉斯公式的原理。(2)大數(shù)定理的教學(xué)。大數(shù)定理是概率論中非常重要的定理,在教學(xué)中如果僅僅將定理的內(nèi)容告訴學(xué)生,很多學(xué)生不能理解。講課時(shí)舉例子:在裝有7白球與3黑球的盒子里任意抽取一個(gè)記下結(jié)果再放回去,當(dāng)抽取白球時(shí)計(jì)1,抽到黑球時(shí)計(jì)0,不停地重復(fù)下去,就得到一組由1、0構(gòu)成的數(shù)字,如一人抽取得到:10010111010111000101111111100000001010010111011000從數(shù)據(jù)中你看不出任何特征與規(guī)律,換一個(gè)人來(lái)重復(fù)這一試驗(yàn),他也會(huì)得到這樣一串由1、0構(gòu)成的數(shù)據(jù),同樣雜亂無(wú)章,但結(jié)果與第一人的結(jié)果不同。雖然如此,當(dāng)做的試驗(yàn)次數(shù)越來(lái)越多時(shí),這一串串雜亂的數(shù)中1所占的比例隨做的試驗(yàn)次數(shù)的增加愈來(lái)愈穩(wěn)定到一個(gè)值上,這個(gè)值就是盒子內(nèi)白球的比率7/10。比率的穩(wěn)定性只有在數(shù)串長(zhǎng)度足夠大(實(shí)驗(yàn)的次數(shù)足夠多)時(shí)才能表現(xiàn)出來(lái),這就是大數(shù)定理這個(gè)名稱的由來(lái)。歷史上概率論方面重要的學(xué)者雅各布•伯努利證明了在一定條件下“當(dāng)試驗(yàn)次數(shù)愈來(lái)愈大時(shí),頻率愈來(lái)愈接近于概率”,這個(gè)結(jié)論稱為伯努利大數(shù)定理。此定理的意義在于對(duì)經(jīng)驗(yàn)規(guī)律的合理性給出了一個(gè)理論上的解釋。在現(xiàn)實(shí)生活中,很難甚至于不可能達(dá)到伯努利大數(shù)定理中的理想化條件,但大部分的情況下與之非常接近,因此伯努利證明的結(jié)論“基本上”能適應(yīng)。
2.統(tǒng)計(jì)部分的教學(xué)。學(xué)生經(jīng)常覺得統(tǒng)計(jì)部分的參數(shù)估計(jì)、假設(shè)檢驗(yàn)、回歸分析等內(nèi)容雜、頭緒亂。在教學(xué)過程中,可以引入案例,對(duì)每一個(gè)案例進(jìn)行分析:(1)要解決什么問題?(2)有些什么方法,而這些方法的基本思想是什么?合理性?(3)運(yùn)用這些方法解決問題的基本步驟是什么?(4)如何將這些方法運(yùn)用于實(shí)際問題中?這樣能使學(xué)生理清思路,從整體上把握統(tǒng)計(jì)的基本思想,如假設(shè)檢驗(yàn)可以用食品生產(chǎn)線上的產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)的案例分析;回歸分析可以用資源評(píng)估的案例來(lái)分析等。
利用現(xiàn)代化學(xué)習(xí)工具學(xué)習(xí)當(dāng)今社會(huì)發(fā)展所需要的知識(shí)是時(shí)代的要求,因此應(yīng)轉(zhuǎn)變教育思想和更新教育觀念,改變以往的教學(xué)方式、學(xué)習(xí)方式和學(xué)習(xí)內(nèi)容,探索適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、科技及文化發(fā)展的教育觀念和人才培養(yǎng)模式,形成培養(yǎng)適合21世紀(jì)所需要人才的教學(xué)體系.醫(yī)藥院校的數(shù)學(xué)應(yīng)以應(yīng)用為主要目的,應(yīng)改變以掌握基本知識(shí)、基本理論及基本方法為目的的方式,把教學(xué)重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到講解數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)概念、思考方法、形成及應(yīng)用背景等,引導(dǎo)學(xué)生思考數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)的思維特征,理解數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)思想,引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)方法解決實(shí)際問題,以達(dá)到學(xué)以致用的目的.學(xué)好和用好醫(yī)藥數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)并不需要高深的數(shù)學(xué)知識(shí),而是要促使學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)的時(shí)候改變思維模式,使學(xué)生從醫(yī)藥學(xué)的形象思維模式向數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)的抽象思維和邏輯推斷模式轉(zhuǎn)變,并結(jié)合教材中例題的講解、學(xué)生自身實(shí)例資料的分析及作業(yè)的批閱使學(xué)生理解和掌握統(tǒng)計(jì)學(xué)中的基本概念、基本方法、統(tǒng)計(jì)符號(hào)及公式等.
2精簡(jiǎn)和更新教學(xué)內(nèi)容
在教學(xué)內(nèi)容方面做到突出實(shí)用性,適當(dāng)?shù)販p少或減弱概率論部分的理論性和難度,以直觀、趣味和易于理解的方式把概率論作為數(shù)理統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)加以介紹.在假設(shè)檢驗(yàn)部分注意闡述數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法的思想、應(yīng)用的背景及應(yīng)用中所需的條件,重點(diǎn)講解假設(shè)檢驗(yàn)應(yīng)該如何選取原假設(shè)和備擇假設(shè),如何對(duì)得出的結(jié)論進(jìn)行合理的解釋;在參數(shù)估計(jì)部分著重地講解參數(shù)估計(jì)在實(shí)際應(yīng)用中的重要性、合理性及應(yīng)用中應(yīng)注意的問題,區(qū)間估計(jì)中置信區(qū)間的理解及單側(cè)置信限在應(yīng)用中的意義等;在方差分析部分講清楚引進(jìn)方差分析的意義、假設(shè)檢驗(yàn)的方法對(duì)多個(gè)總體進(jìn)行多次t檢驗(yàn)時(shí)的缺點(diǎn)、方差分析應(yīng)用的條件及合理解釋檢驗(yàn)結(jié)果等;在回歸分析部分注意闡述量與量之間的關(guān)系、回歸方程的理論意義及對(duì)回歸方程結(jié)果在應(yīng)用中的解釋等.目前SPSS軟件是國(guó)際醫(yī)學(xué)論文中應(yīng)用最廣泛的統(tǒng)計(jì)軟件[2],國(guó)內(nèi)的大部分醫(yī)學(xué)期刊也要求論文數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析要應(yīng)用統(tǒng)計(jì)軟件處理,統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)結(jié)果要用P值來(lái)表示,更要求學(xué)生了解統(tǒng)計(jì)軟件的使用方法,做到正確使用統(tǒng)計(jì)軟件.
3互動(dòng)式的教學(xué)方法培養(yǎng)應(yīng)用、創(chuàng)新型人才
傳統(tǒng)的教學(xué)方式是知識(shí)傳授型教學(xué),即教師在課堂上灌輸知識(shí),在有限的時(shí)間內(nèi)按教學(xué)大綱要求把大量的教學(xué)內(nèi)容盡可能地講授完畢,不能有效地調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,忽視學(xué)生應(yīng)用能力的發(fā)展,結(jié)果導(dǎo)致學(xué)生把主要精力投入到統(tǒng)計(jì)計(jì)算上,很難有時(shí)間去深入分析統(tǒng)計(jì)結(jié)果.互動(dòng)式教學(xué)方法要求教師在教學(xué)中充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用,同時(shí)讓學(xué)生處于教學(xué)的中心,在加強(qiáng)課堂討論的同時(shí),由教員歸納總結(jié),充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)造性.統(tǒng)計(jì)學(xué)應(yīng)用能力的培養(yǎng)主要指可正確選擇和應(yīng)用統(tǒng)計(jì)分析方法解決醫(yī)藥學(xué)科學(xué)研究和醫(yī)藥工作中的實(shí)際問題[3].為了避免學(xué)生濫用及錯(cuò)用統(tǒng)計(jì)方法,教師要重點(diǎn)講清各種方法的適用條件及特點(diǎn).在考試方法上亦采用開卷考試,使學(xué)生不再花大量時(shí)間去推敲和死記那些復(fù)雜的公式,不再難于分清和理解符號(hào)及公式.通過幾年來(lái)的改革實(shí)踐,發(fā)現(xiàn)上述教學(xué)內(nèi)容、方法及手段的改革增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生真正體會(huì)到數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)的內(nèi)容在醫(yī)藥及日常生活中的應(yīng)用價(jià)值,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維,取得了良好的效果.
[參考文獻(xiàn)]
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【關(guān)鍵詞】數(shù)理統(tǒng)計(jì) 現(xiàn)代金融 定價(jià) 計(jì)量金融 風(fēng)險(xiǎn)管理
數(shù)理統(tǒng)計(jì)可以看作是概率論的推廣應(yīng)用,其中許多內(nèi)容都是建立在概率論基礎(chǔ)之上的。然而,數(shù)理統(tǒng)計(jì)作為純數(shù)學(xué)的一個(gè)方向,如果僅僅研究數(shù)理統(tǒng)計(jì)的數(shù)學(xué)性質(zhì),就脫離了數(shù)學(xué)在科學(xué)研究中發(fā)揮的作用。數(shù)學(xué)以其邏輯性和嚴(yán)密性被其他各個(gè)學(xué)科作為有力的工具運(yùn)用于其分析應(yīng)用中。數(shù)理統(tǒng)計(jì)也是因?yàn)槠溥壿嫼蛧?yán)密性被引用到金融領(lǐng)域中,廣泛地運(yùn)用于產(chǎn)品定價(jià),計(jì)量分析等方面。
一 數(shù)理統(tǒng)計(jì)在產(chǎn)品定價(jià)中的作用
現(xiàn)代金融中,由于金融創(chuàng)新的不斷發(fā)展,涌現(xiàn)出許多新的金融產(chǎn)品和金融工具,尤其是金融衍生工具的大量涌現(xiàn)使得數(shù)學(xué)在金融中的使用更加具體和廣泛,它們的定價(jià)成為金融學(xué)中重要的研究?jī)?nèi)容。
1.嵌入期權(quán)的結(jié)構(gòu)性產(chǎn)品的定價(jià)模型
結(jié)構(gòu)性產(chǎn)品多是由期權(quán)與其他金融工具組合得到,如可轉(zhuǎn)換債券由看漲期權(quán)與普通債權(quán)組合而成。羅伯特?諾普的《結(jié)構(gòu)性產(chǎn)品》這本書中對(duì)20種常見的結(jié)構(gòu)性產(chǎn)品給出了詳細(xì)的介紹,在他的介紹中,我們?cè)俅沃魂P(guān)心定價(jià)問題,給出一個(gè)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)性產(chǎn)品的定價(jià),“股票收益性存款”的定價(jià)模型。
股票收益性存款是由一種零息票存款和看漲期權(quán)構(gòu)成的結(jié)構(gòu)性產(chǎn)品,因此,其公式為:
Ped=Call(S,K,σ,r,T,δ)+Capital
在前邊已經(jīng)知道Call(S,K,σ,r,T,δ)是期權(quán)價(jià)格的定價(jià)用到了數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行模擬計(jì)算,那么Ped的計(jì)算方式中就必然用到了數(shù)理統(tǒng)計(jì)的計(jì)算方法。Capital是指本金或者承諾償還本金的百分比。
2.不含期權(quán)的產(chǎn)品定價(jià)
嵌入期權(quán)的金融產(chǎn)品知識(shí)最近涌現(xiàn)出的金融產(chǎn)品中很少的一部分,如最近幾年出現(xiàn)的CDO(債務(wù)抵押債券),CDS(信用違約互換)等出名的金融產(chǎn)品都與違約率有關(guān),當(dāng)然也存在規(guī)避其他風(fēng)險(xiǎn)的金融產(chǎn)品。CDO的構(gòu)建規(guī)則中就用到數(shù)理統(tǒng)計(jì)統(tǒng)計(jì)量和抽樣分布的理論,另外在分析其構(gòu)建的基礎(chǔ)工具時(shí)也需要方差分析和參數(shù)估計(jì)的方法來(lái)計(jì)算構(gòu)建出的CDO的統(tǒng)計(jì)特性。
二 數(shù)理統(tǒng)計(jì)在計(jì)量分析中的作用
計(jì)量分析作為數(shù)理統(tǒng)計(jì)的應(yīng)用和延拓,在金融學(xué)中應(yīng)用最為廣泛。其中包括計(jì)量模型的參數(shù)估計(jì),參數(shù)的顯著性檢驗(yàn)和參數(shù)置信區(qū)間的確定,以及計(jì)量中時(shí)間序列模型的分析。
在金融市場(chǎng)上,分析資本市場(chǎng)總量與貨幣供給量之間的關(guān)系,即建立某種資本市場(chǎng)總量與政府貨幣供給量之間的模型。模型的確定首先要具體考慮資本市場(chǎng)和貨幣供給的經(jīng)濟(jì)學(xué)關(guān)系,在這種關(guān)系的基礎(chǔ)上,運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的知識(shí),確定某一個(gè)或?yàn)閿?shù)不多的幾個(gè)模型的形式,然后用參數(shù)估計(jì)的方法,代入統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),計(jì)算參數(shù),并計(jì)算模型的解釋能力R2。
計(jì)量分析中大量用到了數(shù)理統(tǒng)計(jì)中的顯著性檢驗(yàn),包括對(duì)參數(shù)的顯著性檢驗(yàn)用到t統(tǒng)計(jì)量分布,模型總體的顯著性檢驗(yàn)用到F統(tǒng)計(jì)量的分布。構(gòu)造統(tǒng)計(jì)函數(shù),檢驗(yàn)參數(shù)是否為UMVUE,或求參數(shù)的UMVUE等。
三 數(shù)理統(tǒng)計(jì)在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和決策分析中的作用
不同的學(xué)者對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估有不同的模型進(jìn)行分析判斷,然而在對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的量化處理的過程中都用到了參數(shù)估計(jì)等方法,因?yàn)楦鶕?jù)測(cè)量誤差和其他誤差的存在,不可能通過某種特定的函數(shù)式把所有的被解釋變量精確地用解釋變量表達(dá)出來(lái)。在風(fēng)險(xiǎn)一定的約束下,獲得最大的收益或者在收益一定的約束下規(guī)避風(fēng)險(xiǎn),兩種方法都需要進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估。評(píng)估就是對(duì)歷史數(shù)據(jù)所做的統(tǒng)計(jì)分析,并進(jìn)行未來(lái)預(yù)測(cè)的一種方法。為完成這種評(píng)估,就需要概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)的相關(guān)知識(shí),分析其出現(xiàn)概率的大小,構(gòu)造合適的統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行顯著性的檢驗(yàn)。最后綜合比較各種方案的風(fēng)險(xiǎn)收益,模型誤差等,作出最后的決策。
如對(duì)信用風(fēng)險(xiǎn)的計(jì)量模型中常分為四大模型:信用度量模型、KMV模型、Credit Risk模型和信用組合觀點(diǎn)模型。信用度量模型中主要運(yùn)用Var的思想度量風(fēng)險(xiǎn);KMV模型中把企業(yè)股票看作歐式看漲期權(quán),以期權(quán)定價(jià)的形式來(lái)度量風(fēng)險(xiǎn);Credit Risk模型則是把貸款組合違約概率分布近似看作泊松分布進(jìn)行衡量;信用組合觀點(diǎn)模型利用計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)的模型,根據(jù)歷史數(shù)據(jù)模擬概率分布。可見概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和決策分析中的巨大作用。
四 數(shù)理統(tǒng)計(jì)在風(fēng)險(xiǎn)管理中的作用
不同金融工具存在不同程度和不同方式的風(fēng)險(xiǎn),當(dāng)某一金融工具發(fā)生損失時(shí),另外一種金融工具可能發(fā)生盈利,因此,我們的主要思想就是通過金融工具的組合,使損失與盈利相抵。風(fēng)險(xiǎn)因其不確定性可能為投資者造成損失,但是這種不確定性很大程度上是可識(shí)別和度量的。在經(jīng)典的現(xiàn)代資產(chǎn)組合理論中,創(chuàng)始人馬克維茨就通過相關(guān)系數(shù)反映兩個(gè)或多個(gè)隨機(jī)變量的之間變動(dòng)程度的相關(guān)關(guān)系,根據(jù)相關(guān)系數(shù),運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)中的相關(guān)知識(shí),就可以計(jì)算組合的方差,也就是風(fēng)險(xiǎn)。
現(xiàn)代風(fēng)險(xiǎn)管理中多運(yùn)用衍生金融工具,如金融期權(quán),期貨,互換交易進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)的對(duì)沖。這些衍生工具的定價(jià)需要定價(jià)模型的作用,而且,定價(jià)模型中有許多希臘字母代表的概念,如Delta值、Gamma值、Vega值,正是這些值的加權(quán)求和,最終降低損失程度。這些值的運(yùn)算中需要綜合數(shù)學(xué)中各個(gè)學(xué)科的方法,如求導(dǎo)、求偏導(dǎo)、概率分布函數(shù)、順序統(tǒng)計(jì)量等各種方法,數(shù)理統(tǒng)計(jì)作為重要的應(yīng)用,為風(fēng)險(xiǎn)管理提供了精確的數(shù)學(xué)邏輯推導(dǎo)。
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1.1概率論部分
教材中概率論偏重于理論基礎(chǔ),理論性較強(qiáng)。但概率論部分作為數(shù)理統(tǒng)計(jì)入門階段,更應(yīng)注重基本概念的理解,便于后期的教學(xué)。因此在教學(xué)中應(yīng)適當(dāng)減弱概率論部分的理論性和難度,多結(jié)合專業(yè)知識(shí)和用簡(jiǎn)潔易懂的闡釋來(lái)介紹概率論部分的內(nèi)容。
1.2數(shù)理統(tǒng)計(jì)部分
數(shù)理統(tǒng)計(jì)偏重于應(yīng)用,在教學(xué)內(nèi)容方面要做到突出實(shí)用性。注重假設(shè)檢驗(yàn)部分的講解,注意闡述數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法的思想、應(yīng)用的背景及應(yīng)用中所需的條件,重點(diǎn)講解假設(shè)檢驗(yàn)應(yīng)該如何選取原假設(shè)和備擇假設(shè),如何對(duì)得出的結(jié)論進(jìn)行合理的解釋[2];在區(qū)間估計(jì)中置信區(qū)間的講解中結(jié)合在生產(chǎn)中片重差異或含量質(zhì)量時(shí)正常值的范圍,以確定藥品是否合格等;在方差分析部分結(jié)合藥理學(xué)中如何進(jìn)行藥效學(xué)實(shí)驗(yàn)分組結(jié)果的分析與多重比較的應(yīng)用等;在一元線性回歸部分結(jié)合藥品質(zhì)量分析時(shí)如何建立標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的應(yīng)用等。
1.3定理公式部分
教材中定理、公式、法則比較抽象,較難理解。在定理、公式、法則的教學(xué)中更應(yīng)結(jié)合專業(yè)知識(shí),加深理解與應(yīng)用。一般不要求對(duì)公式等進(jìn)行推導(dǎo),也不要求記憶。課后做適量的作業(yè)加深定理公式的應(yīng)用與理解。但樣本的均值、方差、變異系數(shù)的公式要求掌握,這些不僅是后續(xù)課程的基礎(chǔ),更在藥品質(zhì)量分析中如重現(xiàn)性、回收率等實(shí)驗(yàn)中有著廣泛應(yīng)用。
2以試驗(yàn)設(shè)計(jì)為導(dǎo)向講述統(tǒng)計(jì)應(yīng)用
在藥學(xué)專業(yè)中,特別是制劑工藝研究中,有多種比較性試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法,每種方法有其特點(diǎn)和適用范圍,較常用的有兩組比較試驗(yàn)設(shè)計(jì)、多組比較試驗(yàn)設(shè)計(jì)、析因設(shè)計(jì)、正交設(shè)計(jì)和均勻設(shè)計(jì)等[3]。在講完教材內(nèi)容后,再以試驗(yàn)設(shè)計(jì)為導(dǎo)向梳理闡釋t檢驗(yàn)、方差分析、回歸分析等知識(shí)的具體應(yīng)用。
兩組比較試驗(yàn)設(shè)計(jì)用于不同處理間指標(biāo)差異的比較,常采用t檢驗(yàn)分析方法,分為配對(duì)比較和兩組比較。配對(duì)比較常用于用藥前后觀察指標(biāo)的變異情況等,兩組比較一般用于兩種技術(shù)或工藝對(duì)指標(biāo)差異的比較。多組比較試驗(yàn)設(shè)計(jì)用于多組試驗(yàn)處理結(jié)果的比較,常采用方差分析與多重比較,如研究不同濃度乙醇提取某中藥有效成分的影響等。正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)與均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì)均是適合多因素多水平的試驗(yàn)設(shè)計(jì),在制藥工藝研究中應(yīng)用更為廣泛,前者是基于方差分析模型,后者是基于回歸分析模型。這兩部分教學(xué)中結(jié)合自己在工作中的應(yīng)用重點(diǎn)講述如何選因素水平,如何利用相應(yīng)的表來(lái)安排試驗(yàn),對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的分析處理及相關(guān)軟件如正交設(shè)計(jì)助手的應(yīng)用等。新晨
3重視現(xiàn)代方法在教學(xué)中的應(yīng)用
教學(xué)中,應(yīng)對(duì)部分內(nèi)容嘗試引入計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)。利用現(xiàn)代化學(xué)習(xí)工具學(xué)習(xí)當(dāng)今社會(huì)發(fā)展所需要的知識(shí)是時(shí)代的要求,本課程是以應(yīng)用為主要目的,教學(xué)重點(diǎn)講解數(shù)理統(tǒng)計(jì)的概念、思考方法、形成及應(yīng)用背景等,引導(dǎo)學(xué)生用數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)的知識(shí)去思維,理解數(shù)理統(tǒng)計(jì),而不是大量的計(jì)算。因此,結(jié)合實(shí)際,利用計(jì)算機(jī)講述Excel在統(tǒng)計(jì)學(xué)中的應(yīng)用、SPSS統(tǒng)計(jì)軟件的使用等。
4不斷提高自身素質(zhì)
作為應(yīng)用性很強(qiáng)的課程,在教學(xué)過程中,要不斷進(jìn)行高等數(shù)學(xué)、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、教學(xué)方法等方面的研究,夯實(shí)基礎(chǔ),不斷提高教學(xué)質(zhì)量。更要通曉在藥學(xué)科研工作中數(shù)理統(tǒng)計(jì)應(yīng)用方面的知識(shí),結(jié)合教材便于更好地組織教學(xué),使學(xué)生學(xué)到統(tǒng)計(jì)知識(shí)并能在專業(yè)領(lǐng)域正確應(yīng)用。因此,教師須不斷研究、探討教育思想、教學(xué)觀念和教學(xué)方法,不斷提高自己的教學(xué)能力,才能培養(yǎng)出合格的應(yīng)用型藥學(xué)人才。
【參考文獻(xiàn)】
1祝國(guó)強(qiáng).醫(yī)藥數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法.高等教育出版社,2004.
關(guān)鍵詞:數(shù)理統(tǒng)計(jì);教學(xué)模式;案例教學(xué);統(tǒng)計(jì)建模
數(shù)理統(tǒng)計(jì)課程是我校工科相關(guān)專業(yè)研究生的一門必修學(xué)位基礎(chǔ)課程,學(xué)習(xí)該課程的工科專業(yè)研究生在其課題研究中要求具備較高的統(tǒng)計(jì)分析水平。然而,由于受計(jì)劃學(xué)時(shí)少、教材內(nèi)容偏理論、統(tǒng)計(jì)方法繁多、教學(xué)手段單一、學(xué)生基礎(chǔ)參差不齊、學(xué)習(xí)價(jià)值取向差異大等因素的影響,教學(xué)質(zhì)量提高緩慢,影響了學(xué)生統(tǒng)計(jì)素質(zhì)的培養(yǎng)和創(chuàng)新能力的提升。針對(duì)上述問題,作者在在近幾年的數(shù)理統(tǒng)計(jì)課程的教學(xué)中,嘗試更新教學(xué)理念,擴(kuò)充教學(xué)內(nèi)容,引進(jìn)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù),以案例教學(xué)為突破口,進(jìn)行了一系列的改革研究和實(shí)踐探索,使學(xué)生能夠熟練掌握現(xiàn)代數(shù)理統(tǒng)計(jì)的基本思想和方法、樹立統(tǒng)計(jì)建模思想,學(xué)會(huì)使用統(tǒng)計(jì)思維分析和解決問題,達(dá)到其專業(yè)對(duì)統(tǒng)計(jì)工具的科研要求。
一、變革教學(xué)理念,調(diào)整教學(xué)內(nèi)容以適應(yīng)學(xué)生的知識(shí)需求
目前大多數(shù)工科研究生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)現(xiàn)狀并不能適應(yīng)飛速發(fā)展的新技術(shù)的需要,他們?cè)诒究齐A段的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)僅限于微積分、線性代數(shù)、初等概率統(tǒng)計(jì)的范疇,對(duì)現(xiàn)代數(shù)學(xué)知識(shí)知之甚少,計(jì)算機(jī)工具的運(yùn)用能力較弱,嚴(yán)重影響了他們?cè)趯I(yè)研究中的能力發(fā)展。所以研究生階段的數(shù)理統(tǒng)計(jì)課程在某種意義上承擔(dān)著培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)、鍛煉學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力的重任。這就需要教師在教學(xué)中更新教學(xué)觀念,強(qiáng)調(diào)理論與應(yīng)用并重、研究與實(shí)踐并重,促進(jìn)教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變和教學(xué)方式方法的變革,以素質(zhì)培養(yǎng)為中心,把課程重點(diǎn)放在素質(zhì)培養(yǎng)上,而不是放在知識(shí)的簡(jiǎn)單灌輸上。在教學(xué)中,如何培養(yǎng)學(xué)生的概率統(tǒng)計(jì)思維是一大難點(diǎn)。在教學(xué)中我注重對(duì)每一種統(tǒng)計(jì)方法的思想進(jìn)行詳盡解讀,力圖使學(xué)生真正掌握統(tǒng)計(jì)方法的內(nèi)涵。比如,假設(shè)檢驗(yàn)包含了非常重要的統(tǒng)計(jì)思想,其思想原理幾乎貫穿整個(gè)統(tǒng)計(jì)領(lǐng)域。因此在教學(xué)中,首先利用簡(jiǎn)單的實(shí)際問題從直觀角度引入假設(shè)檢驗(yàn)的思想,推斷依據(jù)原理,可能存在的風(fēng)險(xiǎn),各種不同假設(shè)下所得結(jié)論的關(guān)系和區(qū)別等問題,然后再上升到理論層面,給出正態(tài)總體各種情況下參數(shù)的檢驗(yàn)?zāi)J?,再進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)非正態(tài)總體的參數(shù)檢驗(yàn)、非參數(shù)檢驗(yàn)、方差分析、回歸分析等其它統(tǒng)計(jì)方法,并且引導(dǎo)學(xué)生分析對(duì)比各種統(tǒng)計(jì)分析方法的區(qū)別和聯(lián)系。如果前期的基礎(chǔ)比較扎實(shí),學(xué)生對(duì)后續(xù)的各種統(tǒng)計(jì)方法掌握起來(lái)就順利很多。在教學(xué)內(nèi)容上,針對(duì)學(xué)生知識(shí)層次不齊,需求各異的特點(diǎn),改變教學(xué)思想,在教學(xué)內(nèi)容上淡化理論、強(qiáng)化統(tǒng)計(jì)思想和方法,重點(diǎn)講授統(tǒng)計(jì)方法的內(nèi)涵、特點(diǎn)和限制、統(tǒng)計(jì)建模和求解、結(jié)果檢驗(yàn)及應(yīng)用等。對(duì)理論性較強(qiáng)的部分內(nèi)容進(jìn)行了刪減,而對(duì)應(yīng)用性較強(qiáng)的內(nèi)容進(jìn)行了補(bǔ)充。例如壓縮了參數(shù)點(diǎn)估計(jì)的有關(guān)理論,加強(qiáng)了試驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析、多元線性回歸和非線性回歸等統(tǒng)計(jì)方法的教學(xué),并布置了相應(yīng)的大作業(yè)進(jìn)行案例討論,強(qiáng)化其應(yīng)用。在教學(xué)內(nèi)容的選擇上,我還注重培養(yǎng)研究生的建模能力。大部分研究生在本科階段沒有受過建模的訓(xùn)練,幾乎不知各種建模工具和建模步驟,更談不上靈活應(yīng)用。所以我經(jīng)常選擇與工科專業(yè)有關(guān)的實(shí)際案例,融合多種統(tǒng)計(jì)方法建模,配合統(tǒng)計(jì)軟件的應(yīng)用,并且對(duì)分析結(jié)果重點(diǎn)解讀,效果很好。
二、采用案例教學(xué),提高學(xué)生分析問題解決問題的能力
由于工科研究生的數(shù)理統(tǒng)計(jì)課程是在研一開設(shè),幾年的教學(xué)下來(lái)就發(fā)現(xiàn)一個(gè)問題,在研一時(shí)學(xué)生學(xué)的還不錯(cuò),然而等升到研二、研三開始進(jìn)行課題研究時(shí),卻不知怎么著手進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,經(jīng)常有學(xué)生再回到教室旁聽,或找老師求教。其原因主要是因?yàn)閷W(xué)生在學(xué)到的仍然是書本知識(shí),缺乏對(duì)實(shí)際問題的深入分析,缺乏解決實(shí)際問題的能力,不能夠很好地把所學(xué)知識(shí)用到自己的研究工作中。在教學(xué)改革研究過程中,我大量采用案例教學(xué),收集了數(shù)十例與研究生專業(yè)領(lǐng)域有關(guān)的案例,如環(huán)境、生物、經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域,編寫成文檔與學(xué)生共享。通過對(duì)典型案例的分析和研究,提高學(xué)生分析問題的能力,并充分利用互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái),采取互動(dòng)教學(xué)方式,引導(dǎo)學(xué)生尋求最好的解決問題途徑。在教學(xué)中所選擇的案例大致分兩類:一類是成熟的數(shù)據(jù)案例,比如教材中或已發(fā)表文獻(xiàn)中的案例,只需要對(duì)案例涉及到實(shí)際問題進(jìn)行分析,適當(dāng)抽象后選擇合適的統(tǒng)計(jì)模型,求出其模型中的參數(shù),檢驗(yàn),應(yīng)用即可;還有一類是往屆研究生提出來(lái)的研究課題中的問題,經(jīng)過加工整理后形成的案例,更像是數(shù)學(xué)建模訓(xùn)練。比如,河道水質(zhì)治理,企業(yè)污水凈化、空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)、經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)分析等,這些案例都有可能是他們?nèi)蘸竺媾R的問題,因此更具有實(shí)際意義。在這些案例的研究討論中,更側(cè)重整個(gè)工作流程,在制訂試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案、收集試驗(yàn)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)分析、計(jì)算機(jī)求解、研究結(jié)論與應(yīng)用等每個(gè)環(huán)節(jié),初步幫助學(xué)生了解利用統(tǒng)計(jì)方法解決實(shí)際問題的過程,提高他們的分析能力和應(yīng)用能力。經(jīng)過這樣的訓(xùn)練,不少研究生的統(tǒng)計(jì)分析水平和數(shù)據(jù)計(jì)算水平有極大提高,不但在研一階段就開始申請(qǐng)到校、省級(jí)科研項(xiàng)目,而且積極參加全國(guó)研究生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽,取得了不錯(cuò)的戰(zhàn)績(jī)。還有一類案例是反面的案例,我們收集了部分錯(cuò)用統(tǒng)計(jì)、誤用統(tǒng)計(jì)、惡用統(tǒng)計(jì)的例子,有已經(jīng)發(fā)表在正式刊物的論文,有網(wǎng)絡(luò)文章,有實(shí)踐過程中出現(xiàn)的問題,還有學(xué)生作業(yè)中的錯(cuò)誤等等,借用這些反面問題警示學(xué)生,在使用統(tǒng)計(jì)方法解決問題時(shí)一定要慎重,要善用統(tǒng)計(jì),用好統(tǒng)計(jì),正確利用統(tǒng)計(jì)方法提高自己的統(tǒng)計(jì)分析水平。
三、利用統(tǒng)計(jì)軟件和計(jì)算技術(shù),提高教學(xué)效率和學(xué)生統(tǒng)計(jì)分析水平
目前許多統(tǒng)計(jì)軟件都能夠方便、快速、有效的處理數(shù)據(jù)。在教學(xué)過程中,主要采取統(tǒng)計(jì)軟件和多媒體課件相結(jié)合的教學(xué)方式,以加大信息量,擴(kuò)展知識(shí)面,挖掘出教材文字達(dá)不到的直觀、動(dòng)態(tài)效果,使難以理解的抽象理論形象化、生動(dòng)化,并且為學(xué)生以后的研究發(fā)展提供統(tǒng)計(jì)處理技術(shù)手段。對(duì)于工科研究生來(lái)說(shuō),應(yīng)用統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理,至少要掌握一種軟件工具幫助其計(jì)算,比如,Excel,SAS,JMP,SPSS,Eviews,Minitab等,除Excel外,其它的統(tǒng)計(jì)軟件都提供了方便的菜單式操作,便于學(xué)習(xí)和應(yīng)用。為方便學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握,筆者在課堂教學(xué)中,不但介紹常用統(tǒng)計(jì)軟件的特點(diǎn),而且對(duì)所有例題都至少使用一種統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行求解演示,同時(shí)要求研究生在案例分析研究中,使用統(tǒng)計(jì)軟件完成計(jì)算,并給出軟件輸出結(jié)果的合理解釋。近幾年的教學(xué)實(shí)踐結(jié)果表明,許多學(xué)生不但理解和掌握了統(tǒng)計(jì)方法,也掌握了數(shù)據(jù)分析計(jì)算工具,有效地提高了教學(xué)效率和學(xué)生的統(tǒng)計(jì)分析水平。
四、建立網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境,為學(xué)生提供靈活持續(xù)的知識(shí)學(xué)習(xí)和交流平臺(tái)
我們利用學(xué)校天空教室網(wǎng)絡(luò)課程系統(tǒng),建設(shè)了工科研究生數(shù)理統(tǒng)計(jì)網(wǎng)絡(luò)課程,為學(xué)生營(yíng)造一個(gè)持續(xù)的知識(shí)學(xué)習(xí)輔助教學(xué)環(huán)境,以及師生課余時(shí)間的交流平臺(tái),成為課堂教學(xué)的重要補(bǔ)充,從而適應(yīng)不同專業(yè)學(xué)生對(duì)統(tǒng)計(jì)知識(shí)和方法的需求。在網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)資源中,我們不但設(shè)立了教學(xué)大綱、教學(xué)進(jìn)度、教學(xué)課件等常規(guī)教學(xué)資源的節(jié)點(diǎn),還設(shè)立了統(tǒng)計(jì)軟件學(xué)習(xí)、案例討論、大作業(yè)、閱讀等拓展類節(jié)點(diǎn),同時(shí)網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái)還有通知、留言、在線答疑、論壇等互動(dòng)窗口,方便研究生課后學(xué)習(xí)、交流和研究。網(wǎng)絡(luò)課程運(yùn)行三年來(lái),受到學(xué)生的大力支持和好評(píng)。同時(shí)也有不少研究生提出了許多好的建議,希望能提供更多的教學(xué)資源,加大交流互動(dòng)的力度,增加更多的實(shí)際案例進(jìn)行討論學(xué)習(xí)。
五、改革考核方式,建立綜合考核評(píng)價(jià)系統(tǒng)
數(shù)學(xué)課程傳統(tǒng)的教學(xué)評(píng)價(jià)方式一般是閉卷考核,評(píng)價(jià)內(nèi)容主要以記憶性知識(shí)為主,對(duì)于培養(yǎng)創(chuàng)新性工科研究生的數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)目標(biāo)來(lái)說(shuō)并不適合。工科研究生學(xué)習(xí)現(xiàn)代數(shù)學(xué)的特點(diǎn)應(yīng)體現(xiàn)應(yīng)用和創(chuàng)新,因此改革傳統(tǒng)的考核評(píng)價(jià)方式就是必然。我們根據(jù)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)度,適時(shí)安排課堂作業(yè)、大作業(yè)、案例討論、讀書報(bào)告等多種方式的練習(xí),建立綜合考核評(píng)價(jià)系統(tǒng),采取多項(xiàng)加權(quán)的考核評(píng)價(jià)方式,結(jié)合期末的開卷考試成績(jī)進(jìn)行加權(quán)綜合評(píng)定。平時(shí)的多種形式的考點(diǎn)為如何運(yùn)用已掌握的統(tǒng)計(jì)理論和方法,對(duì)于給定的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行分析、篩選、抽象、建立模型、計(jì)算或軟件應(yīng)用、檢驗(yàn)及結(jié)論解讀等方面的訓(xùn)練,同時(shí)要求以科研小論文的形式提交電子文檔,相當(dāng)于撰寫科研論文的模擬訓(xùn)練。期末考核則是綜合性的開卷考核,題目多樣化、靈活化,重點(diǎn)考核研究生的學(xué)習(xí)能力和所掌握知識(shí)的扎實(shí)程度??偟膩?lái)看,重視統(tǒng)計(jì)思想的教學(xué),加強(qiáng)統(tǒng)計(jì)思維方式的培養(yǎng)和訓(xùn)練是工科研究生數(shù)理統(tǒng)計(jì)教學(xué)中的一項(xiàng)長(zhǎng)期重要內(nèi)容和任務(wù),需要師生的共同努力,來(lái)探討如何更好地培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)統(tǒng)計(jì)知識(shí)的能力、提升研究生在所研究專業(yè)中統(tǒng)計(jì)方法的應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。
參考文獻(xiàn)
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一激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
興趣是最好的老師,只有真正感興趣,學(xué)生才能主動(dòng)地、輕松地獲得知識(shí),成為學(xué)習(xí)的主人。因此本課程的第一次課的教授很重要,應(yīng)該讓學(xué)生認(rèn)識(shí)這門課程的重要性,讓學(xué)生有興趣去學(xué)習(xí)這門課程,這是教師首先應(yīng)該注意的問題。首先可以向?qū)W生介紹概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)的起源和發(fā)展,如講些歷史上有名的分賭本問題,擲骰子問題等,然后再介紹這門學(xué)科發(fā)展至今,在金融業(yè)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生物醫(yī)藥業(yè)等方面的應(yīng)用。這樣即能讓學(xué)生感到這門課程應(yīng)用的廣泛性,又能引起學(xué)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)興趣,消除學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)的畏難心理,產(chǎn)生良好的效應(yīng)。在以后的教學(xué)過程中,始終要重視學(xué)生興趣的培養(yǎng),由于概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)所研究的問題與日常生活密切相關(guān),每一理論都有其直觀背景,因此,在引入基本概率,講解有關(guān)定理時(shí)揭示其直觀背景和實(shí)際意義,多舉生活中的例子,激發(fā)學(xué)生的興趣,使學(xué)生在體會(huì)每個(gè)基本概念、定理和公式的過程中掌握概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)解題的思想和方法。例如:在講解古典概率時(shí)可舉生日問題,彩票中獎(jiǎng)問題等;在講解貝葉斯問題時(shí)可談?wù)劯伟┰\斷中的血清甲胎蛋白法;在講解事件的獨(dú)立性時(shí)可例舉工廠的工作效率問題的例子;在講解指數(shù)分布時(shí)可舉顧客到自動(dòng)取款機(jī)上取款時(shí)的等候時(shí)間問題;在講解假設(shè)檢驗(yàn)時(shí)可舉判斷工廠的生產(chǎn)線工作是否正常的問題,等等。通過生活中的事例說(shuō)明本課程在實(shí)踐中應(yīng)用的廣泛性,從而激發(fā)學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣的內(nèi)在動(dòng)力。
二采取靈活多樣的教學(xué)方法
1、運(yùn)用案例教學(xué)法培養(yǎng)學(xué)生分析問題,解決問題的能力。案例教學(xué)法是將案例作為一種教學(xué)工具,把學(xué)生引導(dǎo)到實(shí)際問題中去,通過分析和相互討論,提出解決問題的基本方法和途徑的一種教學(xué)方法。案例教學(xué)法不僅直觀體現(xiàn)了有關(guān)知識(shí)的客觀背景,而且還可以把結(jié)論的發(fā)現(xiàn)過程予以還原或模擬,使學(xué)生通過自己的思維再現(xiàn)知識(shí)發(fā)生的各個(gè)方面,使課堂的教學(xué)效果達(dá)到較好的水平。例如,正態(tài)分布是概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)中最常用的一種概率分布,它在解決實(shí)際問題中有廣泛的應(yīng)用。中心極限定理揭示了正態(tài)分布大量存在的原因。如果某一個(gè)量的變化受到許多中隨機(jī)因素的影響,這種影響的總后臺(tái)是各個(gè)因素的疊加,而且這些因素中沒有任何一個(gè)是起主導(dǎo)作用,那么這個(gè)量就是一個(gè)服從正態(tài)分布的隨機(jī)變量,至少它近似地服從正態(tài)分布,這種情況在經(jīng)濟(jì)問題中是常見的。我們可以選用下面的案例:銀行為支付某日到期的債券需準(zhǔn)備一筆現(xiàn)金,已知這批債券共發(fā)放了500張,每張須支付本息1000元,設(shè)持券人(1人1券)到期日來(lái)銀行領(lǐng)取本息的概率為0.4,問銀行于該日應(yīng)準(zhǔn)備多少現(xiàn)金才能以99.9%以上的把握滿足客戶的兌換需求?
2、進(jìn)行對(duì)比式教學(xué)方法,提高課堂效果。對(duì)比式教學(xué)方法是指教師在教學(xué)過程中,有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生將相近或相似的事物進(jìn)行對(duì)比,使學(xué)生更好地了解和掌握事物共性和個(gè)性的一種教學(xué)方法。這要求教師精心鉆研教材,將教材前后知識(shí)融會(huì)貫通。在概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)教學(xué)中,有些概念學(xué)生容易混淆,因此通過對(duì)比式教學(xué),有助于學(xué)生對(duì)抽象概念的理解。如概率與頻率、概率與條件概率、離散型與連續(xù)型隨機(jī)變量、事件的兩兩獨(dú)立與相互獨(dú)立、全概率公式與貝葉斯公式、分布函數(shù)與密度函數(shù)、期望與方差、區(qū)間估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)等內(nèi)容,由于兩兩之間有許多聯(lián)系,因此教師在講這些內(nèi)容時(shí),最好是前后進(jìn)行比較,把它們之間的關(guān)系講解透徹。又如在講解二維隨機(jī)變量時(shí),應(yīng)與一維隨機(jī)變量的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行對(duì)比,則有關(guān)知識(shí)點(diǎn)更清晰,更容易理解,且能使學(xué)生更好地把握知識(shí)體系,加深對(duì)隨機(jī)變量概念的理解。
3、采用直觀教學(xué)法,使學(xué)生易于理解。在概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)的教學(xué)過程中,對(duì)概念和定義的理解是學(xué)生掌握課程內(nèi)容的關(guān)鍵,它直接影響到課堂效果的好壞。在概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)的內(nèi)容中,有些概念和定義,如果用數(shù)學(xué)理論來(lái)講解,在學(xué)生缺乏相關(guān)的知識(shí)結(jié)構(gòu)和直觀背景下,是很難理解和消化的,但如果我們采用直觀形象的講解,則能起到很好的效果。例如在講解極大似然估計(jì)法的概念時(shí),我們可以把樣本的聯(lián)合概率分布具體化為離散情形,通過比較在觀測(cè)結(jié)果已知的條件下,參數(shù)取各種值的概率大小(可能性大?。?,使學(xué)生容易明白極大似然估計(jì)法的定義。在講解定理的證明和應(yīng)用時(shí),我們也可以采用直觀教學(xué)法。例如在講解伯努利公式時(shí),我們可以采用“某射手對(duì)同一目標(biāo)進(jìn)行重復(fù)射擊,恰好命中的次數(shù)”這樣一個(gè)具體形象的例子來(lái)弱化學(xué)生對(duì)此公式的理解難度,使學(xué)生能夠靈活地掌握和運(yùn)用伯努利公式。
關(guān)鍵詞:林業(yè);數(shù)理統(tǒng)計(jì);應(yīng)用
林業(yè)發(fā)展不僅僅包括森林樹木的種植養(yǎng)護(hù),其實(shí)林業(yè)包含了非常廣泛的內(nèi)容,涉及到土壤結(jié)構(gòu)、氣象環(huán)境、森林生物種類、植樹造林、樹木育種、微生物繁殖、森林經(jīng)營(yíng)管理、防火、病蟲害防治以及其他森林管理工作。諸多的管理項(xiàng)目如果不能進(jìn)行及時(shí)有效的管理,容易造成管理混亂,影響林業(yè)發(fā)展。
1 林業(yè)樹立統(tǒng)計(jì)應(yīng)用
1.1 統(tǒng)計(jì)推斷 很多學(xué)科都會(huì)涉及到數(shù)理統(tǒng)計(jì),所以它的應(yīng)用范圍十分廣泛。數(shù)理統(tǒng)計(jì)包括抽樣調(diào)查、估計(jì)、頻率等問題,在林業(yè)管理方面可以發(fā)揮很大作用。比如測(cè)量誤差計(jì)算,林業(yè)種植的時(shí)候需要計(jì)算區(qū)域面積內(nèi)種植數(shù)量,種植距離等等,都需要考慮到誤差的問題。再比如,林業(yè)樹木進(jìn)行質(zhì)量抽樣檢查,大片區(qū)的樹木無(wú)法逐一進(jìn)行檢查,此時(shí)就需要進(jìn)行抽樣檢查,確定區(qū)域范圍內(nèi)樹木的質(zhì)量好壞和成活率等。此外,對(duì)林區(qū)的病蟲害調(diào)查以其他問題調(diào)查研究都需要有可靠有效的數(shù)字作為依據(jù),才能夠進(jìn)行下一步處理。
遇到比較復(fù)雜的問題還需要運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的二項(xiàng)分布原理,有時(shí)候還會(huì)用到分布計(jì)算總體的頻率。比如計(jì)算種子的發(fā)芽率、樹木成活率、病蟲害染株率等等。還有的時(shí)候需要用到t分布原理,或者是較大樣本資料用正太分布檢驗(yàn)整體的數(shù)理特征是否滿足一定的要求和標(biāo)準(zhǔn),比如種子的重量是否符合某個(gè)規(guī)定的數(shù)值,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)林地的某項(xiàng)指標(biāo)是否突破了常規(guī)標(biāo)準(zhǔn),種植樹苗的平均高度有沒有達(dá)到規(guī)定高度等等。不僅如此,數(shù)理統(tǒng)計(jì)的正態(tài)分布更廣泛地應(yīng)用在總體平均、總量或者總體頻率方面,比如樹木的總量估計(jì),病蟲害損失抽樣檢查等。
1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)分析 林業(yè)是一個(gè)較大的范圍,涵蓋了很多相關(guān)方面,其中對(duì)土壤、造林、病蟲害防治的科學(xué)研究中,經(jīng)常會(huì)遇到很多個(gè)總體平均數(shù)出現(xiàn)差異的問題。比如在研究不同種類的植物肥料和它們對(duì)樹木生長(zhǎng)影響、鑒定分層抽樣監(jiān)測(cè)是否成功,還有在比較不同種類樹木的好壞,種子的優(yōu)選和貯存方法,樹苗的培育方案比較研究。病蟲害治療防范等問題的研究,都需要進(jìn)行一定的實(shí)驗(yàn),只有通過實(shí)驗(yàn)才檢測(cè),觀察才能得到有效數(shù)據(jù),才能根據(jù)數(shù)據(jù)采取措施。
1.3 回歸分析 回歸分析在各學(xué)科中的應(yīng)用十分廣泛,其主要是運(yùn)用回歸分析知識(shí)討論變量之間的關(guān)系,對(duì)總體條件平均數(shù)或因變量作預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。例如,探討林木生長(zhǎng)量與生態(tài)環(huán)境因子(含氣候、土壤、生物、地形、人為等因子)之間的關(guān)系,植物生長(zhǎng)周期規(guī)律的研究,林分生長(zhǎng)過程分析,各種原木、活立木材積表的編制和材種出材量表的編制,地位指數(shù)表的研究,林分?jǐn)?shù)
量成熟齡的確定,天氣預(yù)報(bào),市場(chǎng)預(yù)測(cè),火險(xiǎn)天氣預(yù)報(bào),病蟲害預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)等。對(duì)這些問題的討論,廣泛應(yīng)用了一元線性(或一元非線性)回歸分析。二元材積式的研究,林木生長(zhǎng)與生態(tài)環(huán)境因子之間關(guān)系,市場(chǎng)預(yù)測(cè),病蟲害預(yù)報(bào)等問題常用多元分析法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析數(shù)理統(tǒng)計(jì)與計(jì)算機(jī)應(yīng)用有著特殊的關(guān)系。,計(jì)算機(jī)是統(tǒng)計(jì)分析的工具,而數(shù)理統(tǒng)計(jì)為計(jì)算機(jī)應(yīng)用提供了各種統(tǒng)計(jì)方法和模式。
2 如何運(yùn)用好林業(yè)數(shù)理統(tǒng)計(jì)
以本作者在吉林省汪清縣林業(yè)局南溝林場(chǎng)43林班,對(duì)東北紅豆杉扦插苗生長(zhǎng)情況進(jìn)行綜合分析為例:
2001年采用東北紅豆杉扦插2a生壯苗在43林班林冠下造林,全坡位造林,株行距2m×2m。造林后連續(xù)3a除草割灌撫育管理,2003年設(shè)樣地調(diào)查造林成活率。2013年5月16日-5月17日,從造林地山腳至山頂垂直設(shè)置13塊樣地,每塊樣地面積20m×30m =600 m2,樣地間隔100m。在每塊樣地先查出東北紅豆杉苗木總數(shù),計(jì)算出保存率,再?gòu)闹须S機(jī)調(diào)查66株,測(cè)量每株苗木的地徑、樹高、冠幅、枝下高(第一活枝距地面高度)、側(cè)枝數(shù)、側(cè)枝平均間距、當(dāng)年高生長(zhǎng)量(2012年)。應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件SPSS17.0對(duì)調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析、性狀描述性統(tǒng)計(jì)及性狀間相關(guān)分析。
3 結(jié)果與分析
經(jīng)樣地調(diào)查,東北紅豆杉扦插苗造林成活率90%以上,保存率70%以上。
方差分析
對(duì)調(diào)查因子地徑、樹高、冠幅、枝下高、側(cè)枝數(shù)、側(cè)枝平均間距、當(dāng)年高生長(zhǎng)量分別進(jìn)行方差分析,結(jié)果見表1。
由表1知,各調(diào)查因子的顯著性數(shù)值0.05,說(shuō)明13塊樣地間各調(diào)查因子差異不顯著。
調(diào)查結(jié)果描述性統(tǒng)計(jì)
由方差分析知,13塊樣地間各調(diào)查因子差異不顯著,故將調(diào)查因子分別合并,進(jìn)行統(tǒng)計(jì)量描述,結(jié)果見表2。
由表2知,東北紅豆杉地徑在0.43cm-2.5cm之間,平均0.8896cm;樹高在27cm-156cm之間,平均69.0571cm;冠幅在10cm-68cm之間,平均19.1923cm;枝下高在2cm-20cm之間,平均10.6364cm;側(cè)枝數(shù)在4個(gè)-22個(gè)之間,平均9.211個(gè);側(cè)枝平均間距在2cm-11cm之間,平均5.8737cm;當(dāng)年高生長(zhǎng)量在2cm-17cm之間,平均7.4021cm。
相關(guān)分析
對(duì)調(diào)查因子地徑、樹高、冠幅、枝下高、側(cè)枝數(shù)、側(cè)枝平均間距、當(dāng)年高生長(zhǎng)量進(jìn)行相關(guān)分析,結(jié)果見表3。
從表3的相關(guān)系數(shù)看,地徑-樹高=0.88、地徑-冠幅=0.732、地徑-枝下高=0.806、地徑-側(cè)枝數(shù)=0.732;樹高-冠幅=0.806、樹高-枝下高=0.822、樹高-當(dāng)年高生長(zhǎng)量=0.76;枝下高-側(cè)枝數(shù)=0.712。相關(guān)系數(shù)的絕對(duì)值皆大于0.7,為高度線性相關(guān)。
地徑-當(dāng)年高生長(zhǎng)=0.675;樹高-側(cè)枝數(shù)=0.689、樹高-側(cè)枝平均間距=0.421;冠幅-枝下高=0.569、冠幅-側(cè)枝數(shù)=0.562、冠幅-當(dāng)年高生長(zhǎng)量=0.639;枝下高-當(dāng)年高生長(zhǎng)量=0.625;側(cè)枝數(shù)-當(dāng)年高生長(zhǎng)量=0.522。相關(guān)系數(shù)的絕對(duì)值皆大于0.4,小于0.7,為顯著線性相關(guān)。
地徑-側(cè)枝平均間距=0.191;冠幅-側(cè)枝平均間距=0.399;枝下高-側(cè)枝平均間距=0.072;側(cè)枝數(shù)-側(cè)枝平均間距=-0.27;側(cè)枝平均間距-當(dāng)年高生長(zhǎng)量=0.294。相關(guān)系數(shù)的絕對(duì)值皆小于0.4,為低度線性相關(guān)。其中側(cè)枝數(shù)-側(cè)枝平均間距=-0.27,為負(fù)低度線性相關(guān)。
通過數(shù)理統(tǒng)計(jì)在各學(xué)科中的廣泛應(yīng)用,我們可以看出,數(shù)理統(tǒng)計(jì)在林業(yè)生產(chǎn)和林業(yè)科研等諸方而有著及其廣泛的應(yīng)用。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,林業(yè)生產(chǎn)和科研對(duì)數(shù)理統(tǒng)計(jì)需求的廣度和深度迅速增加。在計(jì)算機(jī)已普遍應(yīng)用的今天,一些高難度的統(tǒng)計(jì)分析已成為現(xiàn)實(shí)。例如,森林監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)分析,森林收獲預(yù)測(cè),病蟲害預(yù)報(bào),市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)分析等問題已得到較廣泛應(yīng)用。
近幾年,我國(guó)由于經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展帶來(lái)的一系列環(huán)境問題已經(jīng)影響到人們的正常生活。土地沙漠化,水土流失,河水含沙量大,農(nóng)作生長(zhǎng)缺水等等,人與自然環(huán)境的矛盾不斷上升。林業(yè)發(fā)展不僅僅是植樹造林,更是進(jìn)行環(huán)境保護(hù)的有效措施。數(shù)理統(tǒng)計(jì)能夠?yàn)榱謽I(yè)發(fā)展提供有效的數(shù)據(jù),幫助其選擇正確的發(fā)展道路,降低風(fēng)險(xiǎn),提高樹木的成活率,所以,在今后的林業(yè)發(fā)展中更應(yīng)該合理地發(fā)展運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì),幫助林業(yè)實(shí)現(xiàn)更好的發(fā)展。
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