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JMP对统计教学的帮助

2019-11-10 21:11:41来源:励志吧0次阅读

JMP对统计教学的帮助

说起统计学,十几年前我在国内大学念本科时就接触过了,应该说那是一段不太愉快的经历。在学习统计学的那段时间里,老师和学生们要做的主要工作就是大量地推导概率分布的结果,而不是和实际的应用实践联系在一起。结果是,老师辛苦了一整个学期,学生们却依旧茫茫然不记得到底学到了些什么。诚然,在统计学的教学中强调数学推导和手工计算的重要性有一定的益处,但如果能将统计学和实际的应用研究结合起来,效果应当会至少比现在好得多,学校设置统计学课程的意义也将更大? 随着现代社会计算机技术的高速发展,统计学软件逐渐在传授数据分析技能、辅助教学工作的开展和提高学生学习兴趣等方面都起到了非常积极和正面的作用。这样的软件其实也不算少,以我这十几年来的在海外求学工作的经历来看,JMP软件是其中的杰出代表。它是来自于全球最大的统计学软件及解决方案供应商SAS公司的桌面型交互式统计探索软件包。我走访过很多世界知名的高校,像斯坦福、耶鲁、MIT、沃顿商学院、牛津大学、法国波尔多大学、柏林自由大学、日本庆应大学等等,无一例外地都看到JMP软件出现在它们的管理学、工程学、生物学、医学等专业统计应用课堂上。两年前,与国内的同行交流,发现复旦大学、中欧管理学院等先进大学也有不少老师在使用JMP了,当时大概是因为JMP软件发行了中文版吧…… 工欲善其事,必先利其器,这是放之四海而皆准的真理。这么多大名鼎鼎的大学都不约而同地选择同一种统计学软件,自然说明JMP软件有其独特的魅力。结合多年来学生和讲师双重身份的体会,我觉得JMP软件确实特点鲜明,非常适合高校管理类和工程技术类的统计学教学工作。 首先,JMP很容易上手。它的人机界面友好,交互性强,它以“解决实际问题”为导向设计了整个菜单和对话框体系,方便学生理解和选择合适的分析工具。 例如,JMP的“以X拟合Y”平台(如图一所示)可以实现二元回归、单因子假设检验、逻辑斯蒂回归和列联表分析四种不同的分析方式。但是,学生只要将“Y响应”和“X因子”定义清楚,JMP就会自动地从四种分析工具中选择最合适的分析工具进行统计分析,进而输出正确的统计图形和报表,避免了初学者由于经验不足而得到错误结论,影响学习信心。这个特点使得JMP软件的适用面相对与其他软件更加广泛,无论是毫无统计学背景的初学者,还是有一定的统计学基础但却没有用过统计学软件的学生,都在几分钟之内可以上手。如果再加上老师的引导和说明,学生们对统计学的陌生感和距离感一下子就烟消云散,原先死气沉沉的课堂氛围也随之活跃起来。 图一 JMP软件中的“以X拟合Y”平台 其次,JMP软件的帮助系统非常完善,资源非常丰富。除了一般软件都具备的离线帮助文件(包含目录、搜索、索引)之外,JMP软件还提供了大量的统计学名词解释、案例数据文件(如图二所示)、统计教程和自学手册。 例如,其中有五大自学手册时常被学校师生所津津乐道:《JMP使用指南JMP Introductory Guide》总体勾画出JMP软件的基本信息、框架组成和基于JMP软件探索数据规律的主要思路,《JMP用户指南JMP User Guide》着重突出了JMP软件独具特色的数据管理功能、充满人性化的菜单说明和统计分析报表的通用解读模式,《JMP统计和图形指南JMP Stat and Graph Guide》由浅入深地引入了从标准统计方法(如t检验、方差分析、一元线性回归等)到高级分析手段(如非线性回归、决策树、神经络、模拟仿真等)的数据分析知识体系,《JMP试验设计指南JMP DOE Guide》详细阐述了学术界最完整、最权威的试验设计方法论的原理和应用场合,《JMP脚本指南JMP Scripting Guide》进一步地指导用户如何巧妙地利用JMP自带的编程功能拓展分析思路,提高分析效率。其中的每本手册既可独立使用,也可互相补充,配套使用。难怪很多老师和学生爱不释手,不仅仅把它们看作是JMP软件的操作指导手册,更把它们视为经典的统计学系列参考丛书。 如果能访问JMP的官方站,还能免费浏览更多海量的基于JMP软件的实际案例和数据分析技术说明,使学生迅速体会到所学的统计学知识的巨大价值,增强活学活用的信心。当然,对于老师来说,这更是个宝库,很多有时缺乏经验的老师都可以从中借鉴经验,汲取养分。 图二 JMP软件附带的大量实际案例 再次,JMP软件能够提供多种有效的教学辅助手段。在统计学的教学工作中一直存在着一个难点:如何将很多枯燥难懂的统计学概念(如总体与样本的关系,中心极限定理的由来,假设检验的设定原则,置信区间的适用场合,正态分布与t分布的异同,等等)准确、形象地向所有学生解释和说明,从而使第一次接触这些概念的学生都能真正理解它们的实际意义,进而调动起他们的学习热情,而不是依靠死记硬背的方式来应付测验和考试。 单凭一味的公式推导和抽象的文字说明常常令人昏昏欲睡,很难实现上述的目标。JMP软件提供以各种统计图形、动画演示、图形之间的动态链接等为主要手段的可视化解决方案,使统计分析的过程栩栩如生,为统计学的教学辅助工作做出了积极的贡献。 举例来说,如何理解假设检验中的P值一直是拦在推断性统计初学者面前的一道坎,如果不能克服,必将大规模影响其对以后更多内容的学习效果。JMP软件创造性地在传统的假设检验的分析基础上,增添了“动画演示”的功能:当授课的老师讲到相关内容时,可以任意地调节“假设均值”、“样本估计均值”,甚至是“双侧”、“上侧”、“下侧”和“样本大小”,与此同时,听课的学生马上可以看到图形中对应得t值、P值、第一类错误值、第二类错误值和功效值都会实时地变化和显示。通过这一统计学原理的生动演绎,传授方的表达能力大大增强,接收方的理解能力也显着提升,理解了P值的实际意义,成功地帮助学生跨越了这道坎。 图三 JMP软件中的“以动画演示P值” 他山之石,可以攻玉。基于JMP软件的新型统计学教学模式就是其中之一。个人觉得,这些来自美国、欧洲、日本等高校统计学教学工作中的成功经验和先进理念传递到国内,只要运用得当,也能够开花结果,因为它和国内高校所倡导的“学以致用、用以促学、学用相长”的思想是不谋而和的。有了被大学广泛使用的JMP统计教学与分析软件这样的专业工具,国内高校在深化统计学教学工作上应将轻松许多。我也希望能将我的统计教学和应用经验,以及对JMP的了解与更多的人分享,希望能有所帮助。

刘丽娜

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