本科統(tǒng)計(jì)學(xué)課程中不同統(tǒng)計(jì)軟件教學(xué)的綜合選用

摘 要：在網(wǎng)絡(luò)信息時(shí)代，統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)必須順應(yīng)高效捕捉和利用信息的要求，強(qiáng)化計(jì)算機(jī)軟件應(yīng)用教學(xué)。本科統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)應(yīng)當(dāng)以EXCEL軟件為基礎(chǔ)，綜合運(yùn)用EXCEL、SPSS和EViews等統(tǒng)計(jì)軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生統(tǒng)計(jì)思想和統(tǒng)計(jì)方法的有效訓(xùn)練。

關(guān)鍵詞：本科統(tǒng)計(jì)學(xué);統(tǒng)計(jì)教學(xué);統(tǒng)計(jì)軟件

統(tǒng)計(jì)學(xué)是關(guān)于數(shù)據(jù)的學(xué)科，是我們認(rèn)識(shí)客觀事物數(shù)量特征、數(shù)量關(guān)系和數(shù)量規(guī)律的方法論科學(xué)。在網(wǎng)絡(luò)信息時(shí)代，數(shù)據(jù)信息已成為人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)和生活不可或缺的重要組成部分，它的價(jià)值正在被越來越多的政府、機(jī)構(gòu)、企業(yè)和個(gè)人所發(fā)現(xiàn)和重視。2020年4月9日，在《中共中央、國(guó)務(wù)院關(guān)于構(gòu)建更加完善的要素市場(chǎng)配置機(jī)制的意見》中，首次把數(shù)據(jù)作為與土地、勞動(dòng)力、資本和技術(shù)并列的五大生產(chǎn)要素，標(biāo)志著數(shù)據(jù)的采集、整理和分析挖掘等活動(dòng)將在我國(guó)實(shí)現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)。為了迎接即將到來的數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的高速增長(zhǎng)，統(tǒng)計(jì)必須承擔(dān)起它在其中基礎(chǔ)性的重要作用。為了體現(xiàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)的時(shí)代特征，用先進(jìn)的計(jì)算技術(shù)提高教學(xué)水平，在統(tǒng)計(jì)學(xué)課程中進(jìn)行統(tǒng)計(jì)軟件教學(xué)必不可少。

1 本科統(tǒng)計(jì)學(xué)課程教學(xué)選用統(tǒng)計(jì)軟件的要求

本科統(tǒng)計(jì)學(xué)主要培養(yǎng)學(xué)生理解和領(lǐng)會(huì)統(tǒng)計(jì)思想，掌握基本的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)收集、整理、分析和解釋的方法。如果我們不考慮學(xué)習(xí)時(shí)間的價(jià)值，用手工或借助于簡(jiǎn)單的計(jì)算工具學(xué)習(xí)統(tǒng)計(jì)學(xué)的思想和方法是最可靠、最有效的。然而，我們處在一個(gè)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的社會(huì)，時(shí)間就是效率，必須考慮學(xué)習(xí)的時(shí)間價(jià)值，用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)軟件的高效和精準(zhǔn)性，提高統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)和應(yīng)用的效率。結(jié)合本科教學(xué)的特點(diǎn)，在統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)中選用統(tǒng)計(jì)軟件，應(yīng)滿足以下三個(gè)基本要求。

1.1 軟件容易獲得

作為基本方法論的統(tǒng)計(jì)學(xué)，是本科階段許多專業(yè)的基礎(chǔ)課程，選課的學(xué)生多，課程學(xué)習(xí)和后續(xù)的應(yīng)用時(shí)間長(zhǎng)，教學(xué)中需要學(xué)生掌握的統(tǒng)計(jì)軟件必須能夠較容易獲得，或者能夠以較低的成本獲得。如果教給學(xué)生的統(tǒng)計(jì)軟件不能在日常的環(huán)境下獲得，或者需要花費(fèi)較高的成本才能獲得，這就是為學(xué)習(xí)而學(xué)習(xí)，在今后的學(xué)習(xí)和工作中很難得以繼續(xù)使用，就達(dá)不到統(tǒng)計(jì)教學(xué)的目的。

1.2 軟件程序易于理解

本科統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)應(yīng)注重基本統(tǒng)計(jì)思想和方法的訓(xùn)練，用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)教學(xué)，應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生在提高統(tǒng)計(jì)效率的同時(shí)，也能準(zhǔn)確理解和把握從數(shù)據(jù)、方法到結(jié)論的具體生成過程，保證運(yùn)用正確的統(tǒng)計(jì)方法得出正確的統(tǒng)計(jì)結(jié)論。如果統(tǒng)計(jì)軟件提供的只是一些無法看到數(shù)據(jù)處理和分析過程的封裝黑匣子程序，就不能讓學(xué)生理解軟件的運(yùn)行過程，縱使學(xué)生能夠熟練操作軟件并解釋統(tǒng)計(jì)結(jié)論，統(tǒng)計(jì)思想和方法的教學(xué)就會(huì)流于形式，最終會(huì)被學(xué)生所忽視。

1.3 軟件操作簡(jiǎn)單、輸出豐富

本科統(tǒng)計(jì)學(xué)中的統(tǒng)計(jì)整理和分析所用的計(jì)算公式多數(shù)比較簡(jiǎn)單，編制一般的計(jì)算機(jī)公式都可以順利解決。但是，也有一些統(tǒng)計(jì)方法比較復(fù)雜，需要用反復(fù)多次的重復(fù)計(jì)算調(diào)試和優(yōu)化分析才能得出結(jié)論，而且做出結(jié)論需要依據(jù)多方面的指標(biāo)值進(jìn)行綜合評(píng)判。對(duì)于這些復(fù)雜統(tǒng)計(jì)方法的應(yīng)用，就需要一個(gè)集成的軟件包，把復(fù)雜的過程簡(jiǎn)化為一個(gè)簡(jiǎn)單的軟件操作過程，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)分析的高效性和精確性。

由于軟件開發(fā)者與使用者之間存在著一定的目的和利益上的矛盾，以上的三個(gè)基本要求往往不能得到完全統(tǒng)一。易得性與易于理解一般較好協(xié)調(diào)，而易得性與操作簡(jiǎn)單且輸出豐富、易于理解與操作簡(jiǎn)單且輸出豐富往往不可兼得。因此，為了實(shí)現(xiàn)教學(xué)目的，就需要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，綜合選用多款軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)課程的教學(xué)。

2 常用的統(tǒng)計(jì)軟件比較

統(tǒng)計(jì)軟件很多，在我國(guó)統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)中，常用的有EXCEL、SPSS、EViews、SAS、Stata、R等。

2.1 EXCEL軟件

作為Office辦公軟件的組成部分，EXCEL是目前計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中不可或缺的基本軟件之一，它的易得性毋庸置疑。EXCEL雖然只是一個(gè)用于處理辦公的電子表格軟件，但它集數(shù)據(jù)計(jì)算、數(shù)據(jù)整理和分析、圖表制作等多功能于一體，內(nèi)部集成了數(shù)學(xué)和三角函數(shù)、統(tǒng)計(jì)、會(huì)計(jì)、工程、信息、數(shù)據(jù)庫(kù)、邏輯、文本等多方面的計(jì)算函數(shù)，以及分類匯總、數(shù)據(jù)透視表、假設(shè)分析、數(shù)據(jù)分析等專有工具。用戶可以通過交互式的菜單操作，完成數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)和非標(biāo)準(zhǔn)的圖表制作;在編輯欄中編輯計(jì)算公式，綜合運(yùn)用EXCEL豐富的插入函數(shù)完成各種目標(biāo)單元格的數(shù)據(jù)計(jì)算分析。EXCEL插入函數(shù)的含義、計(jì)算公式和應(yīng)用實(shí)例，都可以通過查詢?cè)摵瘮?shù)得到詳細(xì)了解。對(duì)用戶來講，用EXCEL進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的過程是易于理解的。EXCEL還有非常強(qiáng)的軟件兼容性，幾乎所有的統(tǒng)計(jì)軟件都可以從EXCEL表中讀取數(shù)據(jù)，非常方便地與其他軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。但是，EXCEL不是專業(yè)的統(tǒng)計(jì)軟件，對(duì)一些更加專業(yè)的復(fù)雜統(tǒng)計(jì)分析過程，還不能給出簡(jiǎn)單易用的解決方案，需要用戶利用EXCEL集成的VBA編程語(yǔ)言，自己開發(fā)應(yīng)用統(tǒng)計(jì)程序。

2.2 SPSS和EViews軟件

SPSS是一款專業(yè)的統(tǒng)計(jì)軟件，是社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)、生物醫(yī)藥衛(wèi)生等統(tǒng)計(jì)領(lǐng)域廣泛使用的統(tǒng)計(jì)分析工具。EViews是一款專為計(jì)量經(jīng)濟(jì)分析開發(fā)的軟件，是經(jīng)濟(jì)學(xué)實(shí)證研究中廣泛應(yīng)用的分析工具。SPSS和EViews的易得性雖然不能與EXCEL軟件相提并論，但相對(duì)其他軟件還是比較好的。這兩個(gè)軟件的優(yōu)點(diǎn)是，它們都可以通過可視化的交互式菜單操作完成統(tǒng)計(jì)分析過程，而且還可以通過編程完成同樣的分析過程，軟件的操作簡(jiǎn)單，分析的輸出結(jié)果十分豐富，幾乎包含了一般分析的所有結(jié)果。但是，SPSS和EViews都是集成封裝的商業(yè)軟件，很多統(tǒng)計(jì)方法的分析過程和計(jì)算公式都是查詢不到的，像是一個(gè)黑匣子，用戶雖然無需懷疑其正確性，但也無法判斷它的分析過程是否與用戶的分析思路相一致，只能作為一個(gè)傻瓜用戶僅憑輸出結(jié)果進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)判斷。SPSS和EViews軟件程序不便于用戶理解其過程。

2.3 SAS和Stata軟件

SAS和Stata軟件是兩款功能強(qiáng)大的統(tǒng)計(jì)分析軟件，它們和SPSS一起，被稱為三大權(quán)威的統(tǒng)計(jì)軟件。SAS軟件是全球最頂尖的統(tǒng)計(jì)分析軟件，它的統(tǒng)計(jì)分析功能強(qiáng)大，但是其價(jià)格昂貴，一般適用于高級(jí)的企業(yè)用戶，而且大多數(shù)的分析需要編程，雖然編程過程易于理解、輸出豐富但操作比較復(fù)雜，對(duì)于一般用戶而言難以掌握，本科統(tǒng)計(jì)教學(xué)不宜采用。Stata軟件介于SAS和SPSS之間，其用戶普及率雖然高于SAS，但遠(yuǎn)不及SPSS，其編程語(yǔ)言一般適合于高級(jí)用戶，本科生統(tǒng)計(jì)教學(xué)也不宜采用。

2.4 R軟件

R軟件是一款比較流行的開源、免費(fèi)的統(tǒng)計(jì)軟件。由于其開源的特點(diǎn)，它集中了經(jīng)濟(jì)管理、社會(huì)、生物衛(wèi)生、工程等多領(lǐng)域統(tǒng)計(jì)學(xué)家編寫的優(yōu)秀統(tǒng)計(jì)程序，使R軟件的數(shù)據(jù)分析涵蓋面廣、功能強(qiáng)大、更新速度快，緊跟現(xiàn)代最新前沿統(tǒng)計(jì)研究成果。R軟件的統(tǒng)計(jì)分析軟件包都是可以編輯和重新編輯的，用戶可以根據(jù)自己的研究思路，重新開發(fā)滿足自己研究需要的程序包。因此，R軟件無論從易得性、易于理解性上看，還是從輸出豐富上看都是一款不錯(cuò)的統(tǒng)計(jì)軟件。但是，由于R軟件是基于S語(yǔ)言的編程軟件，要求用戶有一定的S語(yǔ)言編程經(jīng)驗(yàn)，還需要掌握較扎實(shí)的專業(yè)統(tǒng)計(jì)分析方法知識(shí)，才能理解和把握R軟件的精髓。顯然，本科統(tǒng)計(jì)學(xué)的教學(xué)對(duì)象是不具備這些基本素質(zhì)和能力的，R軟件并不適合本科統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)使用。

3 本科統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)中統(tǒng)計(jì)軟件的選用方法

通過對(duì)常用的統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件的特點(diǎn)比較，在本科統(tǒng)計(jì)學(xué)的教學(xué)中比較適合選擇用的軟件是EXCEL、SPSS和EViews三款軟件。但是，并不是說這三款軟件都十分理想，可以獨(dú)立承擔(dān)起全部的統(tǒng)計(jì)學(xué)課程軟件教學(xué)任務(wù)，而是說它們?cè)诒究粕芙邮艿姆秶鷥?nèi)各有所長(zhǎng)，需要綜合運(yùn)用來完成統(tǒng)計(jì)學(xué)的教學(xué)任務(wù)。筆者認(rèn)為，應(yīng)當(dāng)把EXCEL作為一款基礎(chǔ)軟件，要求學(xué)生熟練掌握，而把SPSS和EViews作為學(xué)生拓展知識(shí)和學(xué)術(shù)視野的輔助工具。

3.1 統(tǒng)計(jì)整理教學(xué)的軟件選用方法

統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)的處理主要包括數(shù)據(jù)文件和變量的構(gòu)建、數(shù)據(jù)整理和數(shù)據(jù)分析三個(gè)主要部分。其中，數(shù)據(jù)文件和數(shù)據(jù)變量的構(gòu)建包括數(shù)據(jù)文件的類型、變量名及其性質(zhì)、顯示方式設(shè)置和數(shù)據(jù)的錄入等內(nèi)容，數(shù)據(jù)整理包括數(shù)據(jù)的篩選、排序、分組、匯總、繪制統(tǒng)計(jì)表和統(tǒng)計(jì)圖等，數(shù)據(jù)分析包括變量分布特征的描述、變量分布規(guī)律的探索、總體分布特征的估計(jì)和檢驗(yàn)、變量關(guān)系的分析、變量變化規(guī)律的分析和預(yù)測(cè)等內(nèi)容。

統(tǒng)計(jì)整理是統(tǒng)計(jì)學(xué)中最基礎(chǔ)的一種數(shù)據(jù)處理方法，特別是其中的分組匯總及其顯示方法涉及到統(tǒng)計(jì)學(xué)中重要的基本知識(shí)點(diǎn)，必須讓學(xué)生扎實(shí)掌握。然而，大多數(shù)的教科書認(rèn)為，這部分內(nèi)容簡(jiǎn)單，多為重復(fù)性的工作，往往忽視它的重要性，致使學(xué)過統(tǒng)計(jì)學(xué)的學(xué)生在遇到大量實(shí)際的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)時(shí)，不知道如何下手完成復(fù)雜的整理工作，學(xué)習(xí)流于形式。我們?cè)诮虒W(xué)中，通過實(shí)際統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目的數(shù)據(jù)整理實(shí)例，用EXCEL軟件給學(xué)生講解統(tǒng)計(jì)匯總表的設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)的錄入、用插入函數(shù)和自編公式計(jì)算總量指標(biāo)和相對(duì)指標(biāo)、原始數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分組方法、頻數(shù)分布表的編制和數(shù)據(jù)挖掘，以及統(tǒng)計(jì)圖的繪制和優(yōu)化等內(nèi)容。由于EXCEL的整理過程完全依賴于學(xué)生對(duì)統(tǒng)計(jì)整理過程原理和方法的理解，通過運(yùn)用EXCEL軟件工具完成全部整理過程并得出準(zhǔn)確結(jié)論，學(xué)生能夠扎實(shí)地理解和掌握統(tǒng)計(jì)整理的思想和方法，今后即使遇到再?gòu)?fù)雜和大量的數(shù)據(jù)整理工作也能夠順利完成。

EXCEL軟件作為一個(gè)基礎(chǔ)性的統(tǒng)計(jì)整理工具對(duì)統(tǒng)計(jì)整理方法的訓(xùn)練作用毋庸置疑，特別是其中的數(shù)據(jù)透視表表現(xiàn)豐富、使用靈活，是統(tǒng)計(jì)整理的一個(gè)高效工具。然而，EXCEL軟件畢竟不是專業(yè)的統(tǒng)計(jì)軟件，在處理巨量的數(shù)據(jù)時(shí)操作復(fù)雜，顯得不夠嚴(yán)謹(jǐn)，可能因?yàn)橐恍╁e(cuò)誤操作導(dǎo)致不應(yīng)有的錯(cuò)誤發(fā)生，而且它對(duì)于后續(xù)的諸如變量相關(guān)性分析等還不能夠?qū)崿F(xiàn)無縫銜接。為此，我們給學(xué)生介紹用SPSS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)整理的方法，以彌補(bǔ)EXCEL軟件的不足。但是，僅用SPSS學(xué)習(xí)統(tǒng)計(jì)整理卻不能達(dá)到用EXCEL軟件進(jìn)行教學(xué)的目的，因?yàn)镾PSS只需要給軟件一些簡(jiǎn)單的指令或菜單選項(xiàng)，完成指令過程中所需要的一系列計(jì)算和分析過程是用戶無法看到的黑箱操作，甚至無法知道其原理和方法。盡管如此，教學(xué)中也要強(qiáng)調(diào)SPSS操作過程必須遵循統(tǒng)計(jì)規(guī)則。例如，在進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分組時(shí)，必須按照上限不在內(nèi)的原則設(shè)置實(shí)際分組的組限，而不是按照數(shù)值本身來設(shè)置組限值;問卷中的數(shù)值數(shù)據(jù)和定序數(shù)據(jù)必須按序定義等等。

3.2 統(tǒng)計(jì)分析教學(xué)的軟件選用方法

統(tǒng)計(jì)分析是統(tǒng)計(jì)學(xué)中最重要也是最具技術(shù)含量和應(yīng)用價(jià)值的部分，它占據(jù)著統(tǒng)計(jì)學(xué)教材的最大篇幅，是統(tǒng)計(jì)軟件需要完成的核心工作。統(tǒng)計(jì)分析包括描述統(tǒng)計(jì)和推斷統(tǒng)計(jì)兩部分。

本科統(tǒng)計(jì)學(xué)的描述統(tǒng)計(jì)主要包括對(duì)變量分布特征的描述、時(shí)間序列的發(fā)展水平和速度描述、指數(shù)的編制和因素分析等內(nèi)容。描述統(tǒng)計(jì)是推斷統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)，必須讓學(xué)生扎實(shí)掌握其統(tǒng)計(jì)思想和方法。為此，我們?cè)谲浖虒W(xué)中，選用EXCEL作為統(tǒng)計(jì)描述的軟件工具。這是因?yàn)镋XCEL幾乎提供了全部的描述性統(tǒng)計(jì)函數(shù)，還可以通過學(xué)生自己靈活編寫計(jì)算公式，完成動(dòng)態(tài)分析、指數(shù)計(jì)算和分析中的指標(biāo)計(jì)算的工作，這是其他軟件所無法替代的。但是，對(duì)于一些探索性的圖形顯示，如莖葉圖、箱線圖、圓點(diǎn)圖、帕累托圖等，還需要用SPSS或EViews繪制諸如可用于鑒別異常數(shù)據(jù)等多用途的圖形。

本科統(tǒng)計(jì)學(xué)的推斷統(tǒng)計(jì)主要包括參數(shù)估計(jì)、假設(shè)檢驗(yàn)和相關(guān)與回歸分析。這部分內(nèi)容豐富，數(shù)學(xué)原理復(fù)雜，計(jì)算工作量大，一般采用計(jì)算機(jī)軟件完成計(jì)算分析過程。然而，對(duì)于SPSS和EViews等專業(yè)的統(tǒng)計(jì)軟件，它的計(jì)算分析過程是集成封裝的，當(dāng)我們選用一個(gè)分析程序或過程，不管我們需不需要，軟件都給我們輸出了一整套的推斷分析結(jié)果，讓我們?cè)谄渲羞x擇所需，這顯然對(duì)初學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)的本科生來說是很難理解和駕馭的。因此，對(duì)本科生來說，仍然需要以EXCEL軟件的推斷統(tǒng)計(jì)應(yīng)用為基礎(chǔ)進(jìn)行學(xué)習(xí)。

EXCEL提供了豐富的推斷統(tǒng)計(jì)插入函數(shù)，可以進(jìn)行常用的正態(tài)分布、t分布、卡方分布、F分布的概率和概率度（臨界值）的計(jì)算，并對(duì)總體均值、比例和方差進(jìn)行區(qū)間估計(jì)，還可以對(duì)一個(gè)總體的均值進(jìn)行z檢驗(yàn)和t檢驗(yàn)，對(duì)一個(gè)總體方差進(jìn)行卡方檢驗(yàn)。利用EXCEL數(shù)據(jù)分析中的z檢驗(yàn)、t檢驗(yàn)和F檢驗(yàn)可以對(duì)兩個(gè)總體參數(shù)的差異進(jìn)行假設(shè)檢驗(yàn)，還可以進(jìn)行方差分析及相關(guān)和回歸分析。EXCEL的參數(shù)估計(jì)和假設(shè)檢驗(yàn)基本上都是以經(jīng)典的統(tǒng)計(jì)方法呈現(xiàn)的，與本科統(tǒng)計(jì)學(xué)教科書提供的方法相對(duì)應(yīng)。用EXCEL進(jìn)行假設(shè)檢驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是它能計(jì)算出全部的臨界值（很多臨界值在教科書提供的附表中是無法查到的）和P值，能夠體驗(yàn)在完整的假設(shè)檢驗(yàn)過程中，而SPSS和EViews軟件輸出結(jié)果很多都不是經(jīng)典統(tǒng)計(jì)方法的檢驗(yàn)結(jié)果，很少給出檢驗(yàn)的臨界值，而且絕大部分是雙側(cè)檢驗(yàn)，對(duì)單側(cè)檢驗(yàn)無法簡(jiǎn)單套用。

雖然EXCEL軟件能提供幾乎所有的統(tǒng)計(jì)推斷解決方案，但EXCEL卻不能無中生有，本科統(tǒng)計(jì)學(xué)教材沒有介紹的方法用EXCEL大多無法簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)。對(duì)于教學(xué)中想擴(kuò)展和啟迪學(xué)生的思路，以便進(jìn)一步學(xué)習(xí)探索更加嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的統(tǒng)計(jì)分析方法來說，需要在學(xué)生學(xué)好EXCEL軟件的基礎(chǔ)上，掌握更為專業(yè)的SPSS和EViews統(tǒng)計(jì)軟件的強(qiáng)大功能和豐富的分析方法選項(xiàng)和輸出結(jié)果。如果教學(xué)方法得當(dāng)，學(xué)生無需掌握復(fù)雜的非經(jīng)典統(tǒng)計(jì)方法的原理和公式，也可以憑借正確的數(shù)據(jù)輸入和操作方法選擇，得出正確的分析結(jié)論。

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