發(fā)布時間:2023-09-18 16:38:29
序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨特的藝術(shù),我們?yōu)槟鷾蕚淞瞬煌L格的5篇統(tǒng)計學(xué)的研究方法,期待它們能激發(fā)您的靈感。
關(guān)鍵詞 地統(tǒng)計;資源環(huán)境;調(diào)查方法
中圖分類號 K903;P962 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2016)09-0308-02
Abstract Resources and environment survey is necessary precondition for fully understanding the present situation of natural resources and environment,and provides effective indemnification for the rational planning and sustainable use of resources and environment,it is also an important basis for comprehensive control over future development of the resources and environment.Many researches on the survey methodology of the resources and environment had been discussed and researched,they are mainly based on geostatistical methods,their developments and applications in the field of resources and environment research are relatively mature at domestic and foreign.By summing up the research progress of such methods,it is very useful for clear-cutting the potential applications and future directions of such methods.
Key words geostatistical;resources and environment;survey methodology
資源環(huán)境的產(chǎn)生是由人們對自然資源到環(huán)境資源認識的一種深化,幾乎所有的自然資源都構(gòu)成人類生存的環(huán)境因子。自然資源是指在一定的時空范圍內(nèi),可供人類利用的表現(xiàn)為各種相互獨立的靜態(tài)物質(zhì)和能量,而環(huán)境資源則是靜與動的統(tǒng)一體,這些資源包括礦產(chǎn)能源資源、土地資源、水資源、森林資源、海洋資源、草地資源、野生動物資源、再生資源、環(huán)境資源等。這些資源環(huán)境的損失評估、規(guī)劃管理、保護決策等都離不開對這些資源的調(diào)查和監(jiān)測,計算機技術(shù)的飛速發(fā)展為資源環(huán)境調(diào)查領(lǐng)域提供了新的途徑和方法。目前已經(jīng)有很多的研究成果能夠?qū)崿F(xiàn)詳盡的調(diào)查監(jiān)測方法,并最終優(yōu)化樣點布設(shè)方案,如傳統(tǒng)的調(diào)查方法、基于地統(tǒng)計的調(diào)查方法、基于計算機模擬的調(diào)查方法等;所采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過人工數(shù)字化錄入或者基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)智能錄入數(shù)據(jù)庫等,然后運用地統(tǒng)計學(xué)相關(guān)技術(shù)繪制數(shù)據(jù)插值獲取區(qū)域內(nèi)相關(guān)數(shù)據(jù)的全局變化圖或者趨勢圖等,為相關(guān)決策方案的制定提供數(shù)據(jù)支持。
1 地統(tǒng)計學(xué)概述
1.1 理論基礎(chǔ)
礦物學(xué)家 D.R.krige最早將地統(tǒng)計學(xué)應(yīng)用于南非金礦的查找工作中,而該方法的理論是法統(tǒng)計學(xué)家G.Matheron 創(chuàng)立的,有一套完善的理論體系作為基礎(chǔ),即在二階平穩(wěn)假設(shè)和本征假設(shè)的前提下,將區(qū)域化變量作為基本概念,以變差函數(shù)為工具,通過基本公式如估計方差、離散方差等的計算實現(xiàn)克里格方法。
地統(tǒng)計學(xué)理論的提出為資源環(huán)境調(diào)查提供了新的思路和方法,并促使這些方法在地統(tǒng)計學(xué)理論的蓬勃發(fā)展下越來越完善[1-3],發(fā)展至今,理論技術(shù)已經(jīng)非常堅實,實用的數(shù)學(xué)工具數(shù)量也非常多。地統(tǒng)計學(xué)的應(yīng)用非常廣泛,能夠?qū)臻g數(shù)據(jù)進行最優(yōu)無偏內(nèi)插,模擬空間數(shù)據(jù)的離散性及波動性,研究空間分布數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)性和隨機性、空間相關(guān)性和依賴性、空間格局與變異。
1.2 發(fā)展及應(yīng)用
地統(tǒng)計學(xué)的組成部分有2個,分別為分析空間變異與結(jié)構(gòu)的變異函數(shù)及其參數(shù)和空間局部估計的Kriging(克里格)插值法,廣泛應(yīng)用于土壤、地質(zhì)、生態(tài)、地球物理等方面。在氣象領(lǐng)域的主要應(yīng)用是使用Kriging法進行降水、溫度等要素的最優(yōu)內(nèi)插的研究及氣候?qū)r(nóng)業(yè)影響方面的研究。在資源環(huán)境調(diào)查方法的設(shè)計中,較為流行的方法是克里金方法。國內(nèi)外很多學(xué)者結(jié)合已有的方法和日趨成熟的地統(tǒng)計理論創(chuàng)造出了大量的設(shè)計方法和評價指標,前者如隨機選擇法(Naive)[4]、枚舉法(Enumeration)[5]、序貫法(Sequential Selection)[6]、模擬退火法(Simulated Annealing,SA)[7-9]、空間均衡布樣(Generalized Random Tessellation Stratified,GRTS)[10]、適應(yīng)性抽樣(Adaptive Cluster Sampling)[11]等,后者如Kriging方差最小化準則(Minimization of the Ordinary Kriging Variance,MOKV)[12]、WM準則(Warrick-Myers-criterion)[13]、平均最短距離最小化準則(Minimization of the Mean of the Shortest Dista-nces,MMSD)[7,14-15]、極大熵準則(Maximum Entropy,ENT)[16]、分形維度(Fractal dimension)[17]、均方距離準則(Mean squared distance to sides,vertices,and boundaries)[18]等。這些指標和方法在生態(tài)[19]、海洋[20]、漁業(yè)[21]、林業(yè)[22]、農(nóng)業(yè)[23]、人口健康調(diào)查[24]、環(huán)境[25]、土壤[26]以及水資源[27]等方面得到了廣泛的應(yīng)用。
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[關(guān)鍵詞]社會科學(xué) 統(tǒng)計方法 應(yīng)用問題
社會科學(xué)的實證研究在應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)時,統(tǒng)計分析是其關(guān)鍵環(huán)節(jié),資料性質(zhì)分析、資料類型的判斷、統(tǒng)計方法的選擇等各個環(huán)節(jié)都應(yīng)把握好,否則,其分析結(jié)果將是沒有意義的。本文擬通過對社會科學(xué)實證研究論文中應(yīng)用統(tǒng)計分析方法出現(xiàn)的問題,從描述性分析、定量資料的統(tǒng)計分析、定性資料的統(tǒng)計分析、相關(guān)與回歸分析等方面進行解析。
一、描述性分析問題
在社會科學(xué)實證研究中,一般首先要對社會調(diào)查數(shù)據(jù)進行描述性統(tǒng)計分析,以發(fā)現(xiàn)其內(nèi)在的規(guī)律性,再選擇進一步的分析方法。描述性統(tǒng)計分析要對調(diào)查總體所有變量的有關(guān)數(shù)據(jù)做統(tǒng)計性描述,主要包括數(shù)據(jù)的頻數(shù)分析、集中趨勢分析、離散程度分析、分布形態(tài)以及一些基本的統(tǒng)計圖形。
描述性統(tǒng)計分析雖然較為簡單,但如果對某個事件或某種現(xiàn)象的描述不清楚或存在偏差,那么其后的所有分析都將值得懷疑,而描述的偏差可能會引起公眾或?qū)W術(shù)界對某些社會現(xiàn)象的誤解,甚至誤導(dǎo)政府決策。
1.均值的誤用
均值是用于描述樣本集中趨勢的最常用指標,但應(yīng)注意,對于正態(tài)或近似正態(tài)的對稱分布樣本,它是較好的指標,一般與離散趨勢指標中的標準差一起描述數(shù)據(jù)資料(即形式);而對于偏態(tài)分布的樣本,則常用中位數(shù)來描述集中趨勢,一般與離散趨勢指標中的四分位數(shù)間距一起描述數(shù)據(jù)資料(即形式),究其原因是均值容易受到極端值的影響。
對于兩個分布完全不同的樣本,可能會得到相同的均值,因此均值在某種程度上抹殺了樣本內(nèi)部的差異,而往往這種內(nèi)部差異正是需要進行深入研究或應(yīng)當引起人們注意的。為了彌補均值的這種缺陷,一般在報告均值的同時,也應(yīng)該報告標準差,或用直方圖或散點圖的形式描述分布,以展示群體內(nèi)部的差異。
2.絕對數(shù)的誤用
因為社會調(diào)查研究比較容易得到大容量的樣本,所以對任何小概率事件,用絕對數(shù)報告都會出現(xiàn)較大的數(shù)字,單純對絕對數(shù)的強調(diào)往往會產(chǎn)生誤解。比較合理的方式一般是在報告某事件絕對數(shù)的同時,給出該事件的發(fā)生率或占研究樣本的比例。
3.相對數(shù)的誤用
相對數(shù)常用于描述定性資料的內(nèi)部構(gòu)成情況或相對比值或某現(xiàn)象的發(fā)生強度,一般有比與率兩種形式。雖然比與率的計算形式是相同的,即兩個絕對數(shù)之商乘以100%,但它們的含義是不同的。率用于反映某種事物或現(xiàn)象發(fā)生的強度,而比則用于反映部分與整體或某一部分與另一部分之間的關(guān)系。當數(shù)據(jù)的比較基礎(chǔ)相差懸殊,用絕對數(shù)表述沒有可比性時,就要借助于相對數(shù)。
應(yīng)用相對數(shù)也容易出現(xiàn)一些問題,如:百分比與百分率的混用;當分母很小時,只計算百分比或百分率,而沒有報告樣本量;當比較兩個或多個總體率時,沒有考慮到各總體對應(yīng)的內(nèi)部構(gòu)成情況是否一致,而直接比較等。
例如在報告流動人口犯罪問題時,給人的印象往往是流動人口犯罪率高于常住人口,其實是忽視了流動人口的年齡和性別構(gòu)成與常住人口完全不同,且青年男性是犯罪率較高的人群,這樣對兩個不同群體的比較往往會導(dǎo)致錯誤的結(jié)論。
二、定量資料的統(tǒng)計分析問題
定量資料的統(tǒng)計分析是指所觀測的結(jié)果變量是定量的,而且希望考察定性的影響因素取不同水平時,定量觀測結(jié)果的均值之間的差別是否有統(tǒng)計學(xué)意義。定量資料的統(tǒng)計分析在統(tǒng)計學(xué)應(yīng)用中占有很大的比重,出現(xiàn)的誤用也比較多。
正確選擇定量資料統(tǒng)計分析方法的關(guān)鍵有兩點:一是正確判斷統(tǒng)計研究設(shè)計的類型;再是檢驗定量資料是否滿足“獨立性、正態(tài)性及方差齊性”的前提條件[1]。前者要求使用者對統(tǒng)計研究設(shè)計的類型較為熟悉,后者則需要進行預(yù)分析,可適當借助于統(tǒng)計分析軟件。根據(jù)前提條件是否滿足來決定用參數(shù)假設(shè)檢驗或方差分析,還是用非參數(shù)檢驗方法,進而根據(jù)對統(tǒng)計研究設(shè)計類型的判斷,確定采用具體的統(tǒng)計分析方法。
對定量資料作統(tǒng)計分析時,常犯的錯誤有:
1.不管統(tǒng)計研究設(shè)計類型,盲目套用t檢驗或單因素方差分析;
2.不驗證“獨立性、正態(tài)性及方差齊性”前提條件,而直接應(yīng)用參數(shù)檢驗法;
3.將多因素設(shè)計定量資料人為拆成多個成組設(shè)計定量資料,采用t檢驗法;
4.將多因素設(shè)計定量資料用單因素多水平方差分析解決,或用一元分析替代多元分析等。
三、定性資料的統(tǒng)計分析問題
定性資料的統(tǒng)計分析是指觀測結(jié)果為定性變量的統(tǒng)計處理問題。定性資料的統(tǒng)計分析在社會科學(xué)研究中的應(yīng)用也是很廣泛的,通常根據(jù)影響觀測結(jié)果的原因變量性質(zhì)分為三種情況:
1.原因變量都為定性變量,此類資料就是通常理解的定性資料。常用的統(tǒng)計分析方法有:檢驗、秩和檢驗或Ridit分析、Spearman秩相關(guān)分析、線性趨勢檢驗、一致性檢驗(也稱Kappa檢驗)、加權(quán)檢驗、對數(shù)線性模型等。
2.原因變量中既有定性變量,又有定量變量。這類資料的統(tǒng)計分析通常有兩種處理方法:一是結(jié)合專業(yè)知識先將定量的原因變量離散化,使其轉(zhuǎn)化為定性變量,然后采用上面3.1的統(tǒng)計方法處理;二是先對定性的原因變量,采用啞變量技術(shù)進行處理,轉(zhuǎn)化為多個二值變量,賦予0或1值,然后采用Logistic回歸分析方法或多值有序變量Logistic回歸分析處理。
3.原因變量全部為定量變量。這類資料的分析可以直接采用Logistic回歸分析方法或多值有序變量Logistic回歸分析處理。
定性資料的最常用表達形式是列聯(lián)表,列聯(lián)表有多種類型,如橫斷面設(shè)計的四格(或稱2x2)列聯(lián)表、隊列研究設(shè)計的四格列聯(lián)表、配對研究設(shè)計的四格列聯(lián)表、雙向無序的R×C列聯(lián)表、單向有序的R×C列聯(lián)表、高維列聯(lián)表等,不同類型所用統(tǒng)計方法也不同,所以處理這類資料的關(guān)鍵是分辨出列聯(lián)表的類型,從而選擇相應(yīng)統(tǒng)計分析方法。
在社會科學(xué)研究中,定性資料的統(tǒng)計分析常犯的錯誤主要就是列聯(lián)表的誤判,從而錯誤的選用統(tǒng)計方法。
四、相關(guān)與回歸分析問題
相關(guān)分析是研究變量之間的相互關(guān)系,常局限于統(tǒng)計描述,較難從數(shù)量角度對變量之間的聯(lián)系進行深入研究;回歸分析則是研究變量之間的依賴關(guān)系,可實現(xiàn)對自變量進行控制,對因變量進行預(yù)測,及對隨機變化趨勢進行適當修勻。
相關(guān)分析可用于對定類、定序、定距及定比等尺度的各類資料進行定量描述,但各類資料的計算公式是不同的,所以應(yīng)用時,需要判明資料的類型;而回歸分析則要根據(jù)因變量性質(zhì)的不同,選用不同的回歸分析方法,一般可分為兩類:一是因變量為連續(xù)型變量,具體的,當為非時間性的連續(xù)型變量時,可用線性回歸分析、多項式回歸分析、非線性回歸分析等;當為時間變量時,可用COX半?yún)?shù)回歸分析、指數(shù)分布回歸分析及威布爾回歸分析等;當為隨時間變化的連續(xù)型變量時,則需要利用時間序列分析。二是因變量為離散型變量,需要利用Logistic回歸分析、對數(shù)線性模型分析及多項Logit模型分析等。
在社會科學(xué)研究中,相關(guān)與回歸分析的應(yīng)用非常廣泛。但應(yīng)用時也經(jīng)常出現(xiàn)一些錯誤:
1.沒有結(jié)合問題的專業(yè)背景和實際意義,就進行相關(guān)與回歸分析。其結(jié)果有時可能是莫名奇妙的,可能出現(xiàn)所謂的虛假相關(guān)。
2.對于較簡單的線性相關(guān)與回歸分析,不注意應(yīng)用條件,盲目套用。一般地,Pearson相關(guān)分析要求兩變量都是隨機變量,且都服從或近似服從正態(tài)分布,若不滿足條件,應(yīng)采用其它相關(guān)分析法,如Spearman相關(guān)分析等。而線性回歸分析則要求因變量必須是隨機變量,且服從或近似服從正態(tài)分布,在回歸分析前,先要進行統(tǒng)計檢驗,證實兩變量的顯著相關(guān)性,再進一步進行回歸分析才有意義。
3.只求得相關(guān)系數(shù)或回歸方程,而不進行參數(shù)假設(shè)檢驗就下統(tǒng)計分析結(jié)論。因為相關(guān)系數(shù)或回歸方程都是由樣本數(shù)據(jù)求得的,是否具有統(tǒng)計學(xué)意義,必須通過其相關(guān)參數(shù)的假設(shè)檢驗來判定。
4.多元回歸分析策略的錯誤。在社會科學(xué)實證研究中,對多元回歸分析的應(yīng)用,不少人采取的策略是先用單變量分析,得到有統(tǒng)計學(xué)意義的多個變量,再將它們引入回歸方程進行多變量分析,用逐步回歸法進行篩選,從中選出有統(tǒng)計學(xué)意義的變量,這種分析策略是不正確的。因為自變量之間可能存在不同程度的交互作用,在單變量分析中無統(tǒng)計學(xué)意義的變量并非在多元回歸分析中也沒有意義。正確的處理方法應(yīng)該是先綜合分析各種變量之間的作用、實際意義及關(guān)系,有些可作為控制變量(如性別、年齡等),將經(jīng)過初步篩選的所有變量代入回歸方程進行分析,再采用逐步回歸方法,必要時可多用幾種篩選變量的方法,同時要注意自變量間的交互作用,進行綜合分析,這樣才能得到較為可靠的結(jié)果。
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applied Statistics, and pointed out that Applied Statistics textbook has pay more and more emphasis on training to students statistical applica-
tions ability. Owing to shortcomings of Applied Statistics textbook in composition, the arrangement mode of Applied Statistics textbook in materials, which includes seven elements of unity and follows the law of human cognition - Inductive deductive method, is put forward from the cited cases, problem-solving thinking, problem-solving model, con-
cept, exercise, case studies, statistical software.
【Key words】 applied statistics, materials arrangements, cognitive law
統(tǒng)計學(xué)在自然科學(xué)與社會科學(xué)的研究中,作為通用的數(shù)據(jù)分析方法,日益受到社會各界的重視。教育部將統(tǒng)計學(xué)科上升為與經(jīng)濟學(xué)、數(shù)學(xué)等學(xué)科并列的一級學(xué)科,成為非統(tǒng)計專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程。作為一門應(yīng)用性極其廣泛的學(xué)科,統(tǒng)計學(xué)教材是教學(xué)過程的載體,是統(tǒng)計思想和方法的集合。只有統(tǒng)計學(xué)教材上檔次了,統(tǒng)計學(xué)教學(xué)才能上層次,才能培養(yǎng)出具有統(tǒng)計思維與統(tǒng)計分析能力的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。
1、應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)教材建設(shè)情況評述
張曉慶(2009)指出:非統(tǒng)計專業(yè)核心課程的《統(tǒng)計學(xué)》教材,其建設(shè)目標定位應(yīng)是以統(tǒng)計學(xué)學(xué)科知識為基礎(chǔ)內(nèi)容,以綜合素質(zhì)培養(yǎng)和實際能力訓(xùn)練為基本目標,努力貫徹先進教育理念,遵循學(xué)習(xí)認知規(guī)律,合理規(guī)劃教材結(jié)構(gòu),爭取形成內(nèi)容豐富、功能齊全、形式多樣、系統(tǒng)完整、使用方便的綜合性《統(tǒng)計學(xué)》教材內(nèi)容體系。《應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)》教材作為《統(tǒng)計學(xué)》教材的一個分支,更加注重統(tǒng)計學(xué)的基本原理在實踐中的應(yīng)用,該種類的教材重點培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用統(tǒng)計分析方法的實踐能力,其教材的建設(shè)主要體現(xiàn)在以下幾個方面。
(1)教材適用的范圍、適用層次不斷深化、細化
統(tǒng)計學(xué)應(yīng)用于社會經(jīng)濟生活的各個方面,相應(yīng)的統(tǒng)計學(xué)教學(xué)不斷涌現(xiàn)。如:張愛華的《通信管理中的應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)》、謝彥君的《旅游管理應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)簡明教程》、李林杰的《經(jīng)濟應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)》、向蓉美的《網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟條件下統(tǒng)計學(xué)的應(yīng)用與發(fā)展》、劉金蘭的《管理統(tǒng)計學(xué)》、陳國英的《心理與教育統(tǒng)計學(xué)》、謝邦昌的《生物統(tǒng)計學(xué)》、楊永年《畜牧統(tǒng)計學(xué)》、黃振平的《水文統(tǒng)計學(xué)》等,其中經(jīng)濟與管理類應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)教學(xué)出版的最多。應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)適用的層次涵蓋了各類職業(yè)學(xué)校、專科、本科、研究生,如:粟方忠的《統(tǒng)計學(xué)原理》、立信會計出版社出版的《統(tǒng)計基礎(chǔ)》、于聲濤的《統(tǒng)計學(xué)原理》等適用于高職高專的教材;張開玉、張耀有、陳星的《現(xiàn)代應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)》、吳伯林、曹立人的《現(xiàn)代統(tǒng)計學(xué)極其應(yīng)用》、張梅林的《應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)》、龔曙明的《應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)》、謝忠秋的《應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)》、王淑芬的《應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)》等適用于本科的教材,適用于本科教材的最多;吳喜之的《統(tǒng)計學(xué)?D?D從數(shù)據(jù)到結(jié)論》、馬慶國的《應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)》、衛(wèi)海英的《應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)》、趙瑋、溫小霓的《應(yīng)用統(tǒng)計教程》、葛新權(quán)、王斌的《應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)》等適用于研究生的教材。
(2)案例教學(xué)成為發(fā)展趨勢
案例教學(xué)在應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)教材中越來越受到重視,它把學(xué)生引導(dǎo)到實際事件中,通過個人分析和與他人討論或辯論,針對事件中的問題進行認真、冷靜的思考,找出解決問題的基本途徑和方法,追求的是一種“生存教育”,而不是傳統(tǒng)的“書本教育”。如:張曉慶的《統(tǒng)計學(xué)》、趙振倫的《統(tǒng)計學(xué)?D?D理論、實務(wù)、案例》、謝忠秋的《應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)》、向書堅的《統(tǒng)計學(xué)》、袁衛(wèi)的《統(tǒng)計學(xué)》、陳菊春的《應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)》等以引例的方式提出本章將要研究的內(nèi)容或以案例分析的方式對本章的內(nèi)容進行綜合的運用,注重學(xué)生綜合能力的培養(yǎng),增強分析問題和解決問題的綜合能力。、崔文田、徐青川的《應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)教學(xué)實踐案例集》、中國統(tǒng)計出版社出版的《統(tǒng)計學(xué)教學(xué)案例》、董逢谷、朱榮明的《統(tǒng)計學(xué)案例集》等以案例集的形式,培養(yǎng)學(xué)生的統(tǒng)計應(yīng)用能力。
(3)統(tǒng)計軟件成為必備工具
應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)教材越來越重視統(tǒng)計方法和計算機軟件的緊密結(jié)合,培養(yǎng)具有統(tǒng)計方法和統(tǒng)計信息現(xiàn)代化處理技術(shù)的實用型人才,EXCEL、SPSS等適用于統(tǒng)計教學(xué)的統(tǒng)計軟件在統(tǒng)計教材內(nèi)體現(xiàn)出來。EXCEL提供了一個功能強大的數(shù)據(jù)分析工具,它比專業(yè)統(tǒng)計軟件易學(xué)、易用,大多數(shù)計算機里都裝有該軟件,學(xué)習(xí)起來非常方便。多數(shù)經(jīng)管類非統(tǒng)計專業(yè)的統(tǒng)計學(xué)教材將EXCEL在統(tǒng)計中的應(yīng)用重點編入其中,作為輔助教學(xué)工具。
近年來,國內(nèi)的統(tǒng)計學(xué)教材,尤其是應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)的教材出現(xiàn)了上述三點變化,同時,教材形式逐漸向美式教材傾向,側(cè)重教材的易學(xué)性與應(yīng)用性。重視學(xué)生的統(tǒng)計思維與統(tǒng)計實踐能力。
2、統(tǒng)計學(xué)教材編寫的認知規(guī)律
應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)教材的側(cè)重點應(yīng)當是統(tǒng)計理論的實踐能力。這需要把握兩個方面,一個是統(tǒng)計理論的掌握能力,一個是統(tǒng)計理論的應(yīng)用能力,這兩點都需要在教材的編寫中充分的體現(xiàn)出來。筆者認為,能夠依據(jù)認知規(guī)律安排應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)各章節(jié)內(nèi)容,有助于培養(yǎng)學(xué)生的統(tǒng)計素質(zhì)與統(tǒng)計能力。
人的認知通常采用兩種邏輯思維方法:歸納與演繹。歸納是由個別或特殊的具體知識出發(fā)推出一般結(jié)論,得到普遍原理的思維方法,是由個別或特殊上升到一般,由感性經(jīng)驗上升到理性思維的重要思維方法。歸納法主要表現(xiàn)為兩個方面:一方面,運用這種方法整理科學(xué)事實從經(jīng)驗事實中找出普遍特征,總結(jié)出定律和公式。另一方面,運用歸納法可以啟發(fā)思路,提出假說或猜想,促進科學(xué)研究的深入發(fā)展。
因此,統(tǒng)計教學(xué)的編寫也應(yīng)當按照歸納、演繹的認知順序進行安排。現(xiàn)有的教材,并沒有重視人的認知規(guī)律來編寫教材。主要體現(xiàn)在:每章的第一節(jié)就是關(guān)于這一章概念的定義、分類、作用等的介紹。案例應(yīng)當是掌握統(tǒng)計知識的基礎(chǔ)上,培養(yǎng)學(xué)生的統(tǒng)計應(yīng)用能力,內(nèi)容安排順序應(yīng)是采用演繹法的認知規(guī)律,案例應(yīng)是先有案例目的后有分析解決,以此加深學(xué)生的統(tǒng)計思維能力。
3、應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)教材編寫的七要素分析
現(xiàn)以統(tǒng)計學(xué)中統(tǒng)計指數(shù)這一章的內(nèi)容編寫為例,說明統(tǒng)計教材在編寫過程中的內(nèi)容順序的安排要與人的認知規(guī)律相符合。主要體現(xiàn)在以下幾方面:
(1)引例。各小節(jié)應(yīng)以引例開始,引例中提出需要解決的現(xiàn)實問題。例如:綜合指數(shù)這一節(jié),以某商店在報告期與基期銷售三種商品價格與銷售量:
提出:1)各種商品的銷售量變動方向?
2)三種商品的銷售量總體變動方向?
這四個問題的解決是為了引出什么是個體指數(shù),什么是綜合指數(shù),什么是同度量因素,使同學(xué)在對現(xiàn)實問題的解決過程中歸納出相應(yīng)的概念。
(2)解決思路、解題模型。根據(jù)引例中的問題,尋找解題路徑:問題1可通過以學(xué)過的綜合指標中的總量指標和相對指標解決。問題2的解決思路是:由于這三種商品的使用價值不同,計量單位也不同,因此不能直接把銷售量簡單相加。但我們知道:銷售量×銷售價格=銷售額。如果我們將各種商品的銷售量分別乘上它們的銷售價格,把各種商品的銷售額可以直接相加,得到銷售總額。這樣就使不能直接相加的銷售量變成可以直接相加的銷售額,為說明銷售量總變動,用銷售額進行對比,就必須把價格固定下來,這樣得到的報告期銷售總額與基期的銷售總額的不同就是由于銷售量變化引起的。由此得到綜合的銷售量指數(shù)。由此得出銷售量變動方向或,在此過程中,鍛煉學(xué)生的解決問題的能力。
(3)概念。對現(xiàn)實中解決的問題進行歸納總結(jié),由此引出相應(yīng)的概念。通過上例可歸納出:同度量因素的概念,它是在編制指數(shù)時,為解決現(xiàn)象不能直接相加時引入的一個媒介因素,它具有同度量的作用和權(quán)數(shù)的作用。同理可以歸納出個體指數(shù)、總指數(shù)、綜合指數(shù)、質(zhì)量指標指數(shù)、數(shù)量指標指數(shù)的概念,并進一步推導(dǎo)出指數(shù)的作用。通過實例教學(xué),采用歸納認知方法,自然得出相應(yīng)的概念與作用。
(4)習(xí)題。課后習(xí)題應(yīng)采用先計算題后概念理解題的安排順序。通過前面章節(jié)的學(xué)習(xí),采用歸納的認知方法,對統(tǒng)計指數(shù)的相關(guān)概念、解題方法有了一定的理解,課后題應(yīng)是對這些內(nèi)容的加深理解。
(5)案例。案例分析題的安排應(yīng)采用演繹式的安排。統(tǒng)計學(xué)的案例是檢驗學(xué)生通過本章知識的學(xué)習(xí),解決實際問題的能力,這是由理論到實踐的認知規(guī)律,即由演繹到歸納的認知規(guī)律。因此,統(tǒng)計案例的設(shè)計應(yīng)遵循演繹的方式,首先是本案例的教學(xué)目的,然后是教學(xué)要求、案例背景資料、提出問題、解題過程、現(xiàn)實含義。
(6)統(tǒng)計軟件。統(tǒng)計軟件應(yīng)當在習(xí)題的運算與案例分析中應(yīng)用,不應(yīng)以單獨的形式介紹軟件的應(yīng)用,使同學(xué)在解決問題中提高自身的統(tǒng)計工具應(yīng)用素質(zhì)。這是直接在實踐中增強學(xué)生的統(tǒng)計理論認知能力。
通過以上論述,可以得到統(tǒng)計學(xué)教材內(nèi)容的安排與歸納演繹法的認知規(guī)律相結(jié)合的模型(如:圖1)。在這一過程中,遵循了人們的認知規(guī)律,使學(xué)生通過解決引例中的問題,理解統(tǒng)計理論、統(tǒng)計模型、統(tǒng)計概念的實際含義,通過習(xí)題解決強化所學(xué)的統(tǒng)計知識,通過案例分析達到統(tǒng)計理論的應(yīng)用,提高自身的應(yīng)用統(tǒng)計能力。
4、結(jié)語
[關(guān)鍵詞]建構(gòu)主義 教學(xué)模式教學(xué)方法 教學(xué)設(shè)計
任何形式的教學(xué)活動,其最終目的是在于培養(yǎng)、激發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生的自主學(xué)習(xí),掌握所學(xué)的知識及學(xué)習(xí)方法。通過這種有效學(xué)習(xí),使學(xué)生獲得新知識和技能諧調(diào)地發(fā)展其智能與個體。隨著科技進步的發(fā)展,教育心理學(xué)、教育技術(shù)學(xué)、認知神經(jīng)科學(xué)、人類學(xué)等視角,對情境認知、在真實生活中學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)共同體等研究的深入,現(xiàn)代教育理論的研究創(chuàng)新,傳統(tǒng)的教育模式下強調(diào)教師在教學(xué)中的權(quán)威地位的“灌輸式”教學(xué)方式,近年來逐漸被新型的理論―建構(gòu)主義所替代,推動著教育教學(xué)的不斷革新。
一、建構(gòu)主義理論的內(nèi)涵
建構(gòu)主義作為一種認知理論,是當代歐美國家興起的一種社會科學(xué)理論,其哲學(xué)基礎(chǔ)可以溯源自18世紀文藝復(fù)興時代意大利的哲學(xué)家、人文主義者詹巴蒂斯塔?維柯。其最直接貢獻者是皮亞杰關(guān)于兒童認知發(fā)展的理論,后來布魯納和維果茨基對此理論的發(fā)展也作出了重要貢獻。早期建構(gòu)主義雛形溯源自20世紀初的“俄國形式主義”,及20、30年代“捷克結(jié)構(gòu)主義”,二戰(zhàn)期間傳入美國,50年代其理論再次返回歐洲,并達頂峰。是認知理論的一個分支,是認知主義的進一步發(fā)展。
建構(gòu)主義既是一種認知理論,更是一種學(xué)習(xí)哲學(xué),可以說它是對傳統(tǒng)認識論具有革命性挑戰(zhàn)的理論,其理論的核心為:以學(xué)生為中心,強調(diào)學(xué)生對知識的主動探索,主動發(fā)現(xiàn)和對所學(xué)知識意義的主動建構(gòu)。其中最具代表性的流派有:激進建構(gòu)主義、社會建構(gòu)主義、社會文化認知觀點、社會建構(gòu)論、信息加工建構(gòu)主義和控制論系統(tǒng)觀等。
建構(gòu)主義者主張,世界是客觀存在的,但是對于世界的理解和賦予意義卻是由每個人自己決定的。其具有鮮明的知識觀、學(xué)習(xí)觀、學(xué)生觀、教師觀和對學(xué)習(xí)環(huán)境的闡述。建構(gòu)主義認為,知識主要不是通過教師傳授得到,而是學(xué)習(xí)者在一定的情景及社會文化背景下,借助他人(包括教師和學(xué)習(xí)伙伴)的幫助,利用必要的學(xué)習(xí)資源,通過意義建構(gòu)的方式而獲得的;學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者主動建構(gòu)內(nèi)部心理表征的過程,它不僅包括結(jié)構(gòu)性的知識,而且包括大量的非結(jié)構(gòu)性的經(jīng)驗背景;學(xué)生是信息加工的主體,是意義的主動建構(gòu)者,而不是外部刺激的被動接受者和被灌輸?shù)膶ο螅唤處熓且饬x建構(gòu)的幫助者、促進者,而不是知識的傳播者和灌輸者;“情境”、“協(xié)作”、“會話”、和“意義建構(gòu)”是學(xué)習(xí)環(huán)境的四大要素。
二、建構(gòu)主義理論指導(dǎo)下的教學(xué)模式
教學(xué)模式是指在一定的教育思想、教學(xué)理論和學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)下的、在某種環(huán)境中展開的教學(xué)活動進程的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)形式。教學(xué)活動進程的簡稱就是通常所說的“教學(xué)過程”。傳統(tǒng)教學(xué)過程中包含教師、學(xué)生、教材等三個要素。傳統(tǒng)的教學(xué)模式是:“以教師為中心,教師利用講解、板書和各種媒體作為教學(xué)的手段和方法向?qū)W生傳授知識;學(xué)生則被動地接受教師傳授的知識”。在這種模式中,教師是主動的施教者(知識的傳授者、灌輸者);學(xué)生是外界刺激的被動接受者、知識灌輸?shù)膶ο螅唤滩氖墙處熛驅(qū)W生灌輸?shù)膬?nèi)容;教學(xué)媒體則是教師向?qū)W生灌輸?shù)姆椒ā⑹侄巍?/p>
那么,建構(gòu)主義的教學(xué)模式又應(yīng)是怎樣的呢?建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境包含情境、協(xié)作、會話和意義建構(gòu)等四大要素。我們將與建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論以及建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境相適應(yīng)的教學(xué)模式概括為:“以學(xué)生為中心,在整個教學(xué)過程中由教師起組織者、指導(dǎo)者、幫助者和促進者的作用,利用情境、協(xié)作、會話等學(xué)習(xí)環(huán)境要素充分發(fā)揮學(xué)生的主動性、積極性和首創(chuàng)精神,最終達到使學(xué)生有效地實現(xiàn)對當前所學(xué)知識的意義建構(gòu)的目的。”教師、學(xué)生、教材和媒體等四要素與傳統(tǒng)教學(xué)相比,各自有完全不同的作用,彼此之間有完全不同的關(guān)系。學(xué)生是知識意義的主動建構(gòu)者;教師是教學(xué)過程的組織者、指導(dǎo)者、意義建構(gòu)的幫助者、促進者;教材所提供的知識是學(xué)生主動建構(gòu)意義的對象;媒體是用來創(chuàng)設(shè)情境、進行協(xié)作學(xué)習(xí)和會話交流,即作為學(xué)生主動學(xué)習(xí)、協(xié)作式探索的認知工具。在上述建構(gòu)主義的教學(xué)模式下,目前已經(jīng)形成了比較成熟的如下幾種教學(xué)模式。
(一)拋錨式教學(xué)。拋錨式教學(xué)主要目的是使學(xué)生在一個完整、真實的問題背景中產(chǎn)生學(xué)習(xí)的需要, 并通過鑲嵌式教學(xué)以及協(xié)作學(xué)習(xí), 親身體驗從識別目標到提出和達到目標的全過程。
拋錨式教學(xué)由這樣幾個環(huán)節(jié)組成:⑴創(chuàng)設(shè)情境――使學(xué)習(xí)能在和現(xiàn)實情況基本一致或相類似的情境中發(fā)生。⑵確定問題――在上述情境下,選擇出與當前學(xué)習(xí)主題密切相關(guān)的真實性事件或問題作為學(xué)習(xí)的中心內(nèi)容。選出的事件或問題就是“錨”,這一環(huán)節(jié)的作用就是“拋錨”。⑶自主學(xué)習(xí)――不是由教師直接告訴學(xué)生應(yīng)當如何去解決面臨的問題,而是由教師向?qū)W生提供解決該問題的有關(guān)線索,并要特別注意發(fā)展學(xué)生的“自主學(xué)習(xí)”能力。⑷協(xié)作學(xué)習(xí)――討論、交流,通過不同觀點的交鋒,補充、修正、加深每個學(xué)生對當前問題的理解。⑸效果評價――由于拋錨式教學(xué)要求學(xué)生解決面臨的現(xiàn)實問題,學(xué)習(xí)過程就是解決問題的過程,即由該過程可以直接反映出學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。因此對這種教學(xué)效果的評價往往不需要進行獨立于教學(xué)過程的專門測驗,只需在學(xué)習(xí)過程中隨時觀察并記錄學(xué)生的表現(xiàn)即可。
(二)支架式教學(xué)。建構(gòu)主義教學(xué)中建構(gòu)的對象必須是完整的知識單元,并具有足夠的復(fù)雜性,教師應(yīng)當幫助學(xué)生把復(fù)雜的任務(wù)加以分解、設(shè)計, 為學(xué)生持續(xù)的建構(gòu)提供一個類似建筑行業(yè)中使用的“腳手架”的概念框架,這就是所謂的支架式教學(xué)。
支架式教學(xué)由以下幾個環(huán)節(jié)組成:⑴搭腳手架――圍繞當前學(xué)習(xí)主題,按“最鄰近發(fā)展區(qū)”的要求建立概念框架。⑵進入情境――將學(xué)生引入一定的問題情境。⑶獨立探索――讓學(xué)生獨立探索。探索內(nèi)容包括:確定與給定概念有關(guān)的各種屬性,并將各種屬性按其重要性大小順序排列。探索開始時要先由教師啟發(fā)引導(dǎo),然后讓學(xué)生自己去分析;探索過程中教師要適時提示,幫助學(xué)員沿概念框架逐步攀升。⑷協(xié)作學(xué)習(xí)――進行小組協(xié)商、討論。討論的結(jié)果有可能使原來確定的、與當前所學(xué)概念有關(guān)的屬性增加或減少,各種屬性的排列次序也可能有所調(diào)整,并使原來多種意見相互矛盾、且態(tài)度紛呈的復(fù)雜局面逐漸變得明朗、一致起來。在共享集體思維成果的基礎(chǔ)上達到對當前所學(xué)概念比較全面、正確的理解,即最終完成對所學(xué)知識的意義建構(gòu)。⑸效果評價――對學(xué)習(xí)效果的評價包括學(xué)生個人的自我評價和學(xué)習(xí)小組對個人的學(xué)習(xí)評價。
(三)隨機訪問教學(xué)。隨機訪問教學(xué)主張對同一教學(xué)內(nèi)容在不同時間、不同情境, 基于不同目的, 著眼于不同方面, 用不同方式多次加以呈現(xiàn), 使學(xué)生對同一內(nèi)容或問題進行多方面探索和理解, 獲得多種意義的建構(gòu),從而達到對知識的全方位理解。也就是說,隨機訪問教學(xué)并非對所學(xué)內(nèi)容進行的簡單重復(fù), 而是對所學(xué)知識或內(nèi)容意義的不斷建構(gòu)。
三、傳統(tǒng)的教育模式與構(gòu)建主義教學(xué)模式
雖然建構(gòu)主義教學(xué)模式在自主學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)上具有明顯的優(yōu)勢,但傳統(tǒng)教學(xué)模式也有其自身的優(yōu)點。傳統(tǒng)教學(xué)模式是以認知主義理論為基本出發(fā)點,認為知識呈現(xiàn)為穩(wěn)定、客觀的封閉型層級結(jié)構(gòu),學(xué)習(xí)就是要把外在的、客觀的知識轉(zhuǎn)移或內(nèi)化到個體身上,體現(xiàn)在具體的教學(xué)過程上。整個教學(xué)設(shè)計過程都是圍繞著教師“如何教”才能實現(xiàn)教學(xué)目標而展開的,學(xué)生參與教學(xué)活動的機會很少,基本上處于被動接受狀態(tài)。雖然傳統(tǒng)教學(xué)有其缺點,但其在學(xué)生學(xué)習(xí)教學(xué)中任具有無法替代的作用。
雖然建構(gòu)主義教學(xué)設(shè)計強調(diào)充分發(fā)揮學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中的主動性和建構(gòu)性,提出一系列的以“學(xué)”為中心的教學(xué)策略。但在實際教學(xué)中,知識沒有通過教師的講授而傳遞,是學(xué)生在真實的情景里,通過自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)和研究性學(xué)習(xí),主動進行意義建構(gòu)。由于真實的情景不會像書本上講的簡單明了,而是糅合在一起,一切都是模糊不清的,包含了太多復(fù)雜的信息,必須依賴學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)有用的東西,知識的碎片化現(xiàn)象比較嚴重,對于學(xué)生獲取信息的技術(shù)水平提出了極高的要求。但學(xué)生們在自主學(xué)習(xí)的早期階段,往往都缺乏有效的學(xué)習(xí)經(jīng)驗、協(xié)作技巧及信息檢索素養(yǎng),往往在付出了大量的時間及努力,得到的都是一堆知識碎片,沒有系統(tǒng)化條理化,需要很長時間才可用有效的進行組合吸收,轉(zhuǎn)化為自己的知識,從而建構(gòu)融入自己的知識體系。
現(xiàn)代大學(xué)生的課程中,很多低年級的基礎(chǔ)課程中的基本概念、基本理論的學(xué)習(xí)以記憶為主,屬于初級學(xué)習(xí)的范疇,傳統(tǒng)的教學(xué)模式顯得更為重要。而較高年級的的課程則多屬于高級學(xué)習(xí),則需要更加適合他們的教學(xué)方式(比如建構(gòu)主義教學(xué)模式)。當前教學(xué)中最嚴重的弊端是混淆了初級學(xué)習(xí)與高級學(xué)習(xí)的區(qū)別,將建構(gòu)主義教學(xué)方法不合理地應(yīng)用于初級學(xué)習(xí)的教學(xué)中,其結(jié)果是事倍功半,反而造成教學(xué)效果削弱與教學(xué)資源的浪費。建構(gòu)主義教學(xué)模式及傳統(tǒng)教學(xué)模式在學(xué)習(xí)的不同階段各具優(yōu)勢,在教學(xué)過程中應(yīng)有所揚棄,結(jié)合應(yīng)用,從而達到理想的教學(xué)效果。
總之,教學(xué)的過程是學(xué)生的認識過程活動過程,是人類認識世界的一種特殊表現(xiàn)形式。與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比,構(gòu)建主義教學(xué)模式具有自主學(xué)習(xí)及創(chuàng)新能力培養(yǎng)上的明顯優(yōu)勢。所以,要做好現(xiàn)代教學(xué)工作,要不斷的提高教學(xué)質(zhì)量,而教學(xué)質(zhì)量又決定于教學(xué)方法的效果。針對不同的教學(xué)目的及教學(xué)對象,應(yīng)用各種教學(xué)理論及方法,尤其是恰當?shù)慕Y(jié)合現(xiàn)代新式的教學(xué)理論及方法,無疑會充分利用教學(xué)資源,提高教學(xué)效果,在教學(xué)過程中合理的揚棄,從而達到理想的教學(xué)效果。
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[收稿日期]2014-12-02
[基金項目]國家自然科學(xué)基金重點項目(81470093)
[通信作者]王喜軍,教授,Tel:(0451)82110818,E-mail:
Methodology for systematic analysis of in vivo efficacy material base of
traditional Chinese medicine--Chinmedomics
WANG Xi-jun
(Heilongjiang University of Chinese Medicine, Harbin 150040, China)
[Abstract]The efficacy material base of traditional Chinese medicines (TCMs) is those constituents absorbed in blood and show the efficacy of TCMs after oral administration of a TCM formula. In TCM, formula consisted of more than one herbal drug is the clinical medication form which corresponding to TCM syndrome. The efficacy material base of TCMs had to be found in the condition of compatibility and efficacy of TCM formula. Therefore we take the biological characters of TCM syndrome as a research starting point, taking formula as object, through the integration of serum pharmacochemistry of TCM methods and metabolomics technologies, establish a system research methodology of the efficacy material basis in vivo--Chinmedomics. The use of metabolomics technology is used to fully understand nature biology on syndromes or disease, identify biomarkers for disease to bridging disease animal model, establishing the biological evaluation system of traditional Chinese medicine. On the basis of the validity of the premise, the use of serum pharmacochemistry of TCM to analysis in vivo directly substance after oral prescription and dynamic law, combined with changes law of the endogenous disease biomarkers (pharmacodynamic markers of TCM), Though establishing two variable correlation analysis method between Chinese chemical compositions in serum exogenous and endogenous biomarkers, to extract TCM compositions highly correlated with the endogenous marker as potential basis for traditional Chinese medicines, and to biological validation to determine the efficacy material basis of TCM.
[Key words]Chinmedomics; serum pharmacochemistry of TCM; metabonomics; efficacy material base; methodology
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