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      兩份綱要 一個主題——關(guān)于ASA兩份統(tǒng)計學(xué)評估與教育指導(dǎo)綱要的思考

      2015-01-01 02:51:04龔鳳乾
      統(tǒng)計與信息論壇 2015年4期
      關(guān)鍵詞:統(tǒng)計學(xué)教學(xué)學(xué)生

      龔鳳乾

      (天津財經(jīng)大學(xué) 理工學(xué)院,天津300222)

      一、美國統(tǒng)計協(xié)會2005年發(fā)布GAISE

      GAISE是美國統(tǒng)計協(xié)會(ASA)于2005年2月發(fā)布的一個重要文件,其主題非常明確,那就是通過制定此指導(dǎo)綱要,全面提升美國大學(xué)統(tǒng)計學(xué)教學(xué)水平,培養(yǎng)具有統(tǒng)計思維及數(shù)據(jù)處理能力的一代新人。它不僅對美國大學(xué)(涉及理工農(nóng)醫(yī)及人文社會科學(xué)等諸專業(yè))統(tǒng)計學(xué)教學(xué)具有督導(dǎo)作用,而且對美國數(shù)學(xué)教育也產(chǎn)生了重大影響。美國數(shù)學(xué)協(xié)會兩年制社區(qū)學(xué)院(The American Mathematical Association of Two-Year Colleges)于同年秋季采納了GAISE,將其作為該類院校統(tǒng)計教育的綱領(lǐng)性文件。

      此后,美國自然科學(xué)基金會(NSF)資助了許多與統(tǒng)計學(xué)教學(xué)改革有關(guān)的研究項目,而且研究成果豐富。這說明GAISE已經(jīng)引起美國數(shù)學(xué)界及自然科學(xué)基金會的重視。從近幾年的實踐來看,美國不少院校參與了在GAISE指導(dǎo)下的教改實驗并取得了滿意的效果。有鑒于此,美國統(tǒng)計協(xié)會于2007年又發(fā)布了 GAISE的姊妹篇(Guidelines for Assessment and Instruction in Statistics Education:A Pre-K-12Curriculum Framework,以下簡稱GAISE Pre-K-12,詳見本文第二節(jié)),對美國中小學(xué)統(tǒng)計教育也做出了規(guī)劃,由此形成了嚴謹?shù)慕y(tǒng)計教育體系。

      為達到教改目標,GAISE精心提出如下6項教學(xué)建議[1]:

      1.強調(diào)對學(xué)生進行統(tǒng)計知識普及,培養(yǎng)他們的統(tǒng)計思維能力。

      2.強調(diào)使用現(xiàn)實社會的真實數(shù)據(jù)做統(tǒng)計分析。

      3.強調(diào)對統(tǒng)計概念的把握,而非僅僅滿足于講述統(tǒng)計方法知識。

      4.強調(diào)在課堂上師生及同學(xué)之間的教學(xué)互動,以培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的能力。

      5.強調(diào)使用最新技術(shù)手段幫助理解統(tǒng)計學(xué)概念并進行數(shù)據(jù)分析。

      6.強調(diào)使用豐富有效的評估手段評價、改進學(xué)生的統(tǒng)計課學(xué)習(xí)效果。

      我們對這6條建議作一些較為深入的闡述。

      第1條“統(tǒng)計知識普及”指對學(xué)生普及基本統(tǒng)計學(xué)術(shù)語、符號、圖表,尤其是簡單直觀的散點圖、莖葉圖、箱線圖等,以幫助學(xué)生動手繪制及考察所分析數(shù)據(jù)的特征。GAISE廣泛吸收了“探索性數(shù)據(jù)分析”(Exploratory Data Analysis,EDA)的成果。眾所周知,EDA由美國著名統(tǒng)計學(xué)家圖基(Tukey,J.W.)于1977年提出,它運用莖葉圖、箱線圖、殘差圖、字母值、數(shù)據(jù)變換、中位數(shù)平滑等與傳統(tǒng)統(tǒng)計方法截然不同的方法,進行復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析,在實際應(yīng)用中已經(jīng)取得明顯成效?!芭囵B(yǎng)統(tǒng)計思考能力”指凡學(xué)過該課程的學(xué)生都應(yīng)從思想上意識到工作和生活中到處都需要數(shù)據(jù),知曉數(shù)據(jù)的產(chǎn)生方式,理解數(shù)據(jù)的變異無處不在,以及量化、解釋這種變異的重要性。其中,數(shù)據(jù)的隨機產(chǎn)生方式尤應(yīng)重視,因為只有隨機化才能使抽樣調(diào)查和實驗設(shè)計具備科學(xué)性和說服力:對于前者,隨機化可使得關(guān)于樣本的結(jié)論推廣至從中取樣的總體;對于后者,則可使對比試驗中的因果關(guān)系推論得以做出(也唯如此才能在統(tǒng)計調(diào)查與實驗設(shè)計中應(yīng)用概率論進行分析)。

      目前中國的大學(xué)統(tǒng)計學(xué)課本,一般都會以適當篇幅介紹一些抽樣技術(shù),但通常都沒有試驗設(shè)計的內(nèi)容??紤]到許多學(xué)生畢業(yè)之后很少再有機會專門學(xué)習(xí)統(tǒng)計學(xué),我們認為在統(tǒng)計學(xué)課本中應(yīng)適當加入一些實驗設(shè)計內(nèi)容,這既有助于學(xué)生理解隨機化這一重要概念,也能為他們畢業(yè)后(如有機會)從事試驗設(shè)計奠定基礎(chǔ)。

      第2條強調(diào)使用現(xiàn)實社會的真實數(shù)據(jù)(real data)。事實上,真實數(shù)據(jù)有多種類型如“檔案數(shù)據(jù)”、“課堂教學(xué)中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)”、“模擬數(shù)據(jù)”等。有時為了闡述某個概念或現(xiàn)象如Anscombe四方圖(Anscombe’s Quartet),“人為創(chuàng)設(shè)的數(shù)據(jù)集”(hypothetical data sets)也允許使用。Anscombe四方圖是美國統(tǒng)計學(xué)家安斯克比(Anscombe,F(xiàn).J.)1973年構(gòu)造出的四組奇特數(shù)據(jù)。在這四組數(shù)據(jù)中,x值的平均數(shù)都是9.0,y值的平均數(shù)都是7.5;x值的方差都是11,y值的方差都是4.13;它們的相關(guān)系數(shù)都是0.816,線性回歸直線也都是y=3+0.5x。單從這些統(tǒng)計分析結(jié)果看,結(jié)論似乎是這四組數(shù)據(jù)所反映的實際情況非常相近,但事實上它們有著天壤之別(線型有直線和拋物線,在直線情形離群值出現(xiàn)的位置也很不相同)。這說明在分析數(shù)據(jù)之前繪出它們所對應(yīng)的圖像非常重要。

      利用真實數(shù)據(jù)有助于學(xué)生提出好問題,而若同時具備這些數(shù)據(jù)是如何取得的知識,他們還可以回答自己提出的問題,這對于學(xué)生根據(jù)數(shù)據(jù)獲取方式提出研究課題(或統(tǒng)計問題)并嘗試進行解決有很大幫助。這一點非常重要,因為統(tǒng)計學(xué)所說的數(shù)據(jù)總是和具體對象相結(jié)合的數(shù)據(jù),統(tǒng)計學(xué)不能把抽象的數(shù)據(jù)作為研究對象,抽象的數(shù)據(jù)沒有任何實際意義。

      我們認為,GAISE既堅持采用真實數(shù)據(jù)又允許使用人為創(chuàng)設(shè)數(shù)據(jù)的做法,很有現(xiàn)實意義,這樣做可以幫助學(xué)生開闊眼界,盡可能多了解和分析各種數(shù)據(jù)集。

      第3條強調(diào)對統(tǒng)計概念的把握。GAISE認為如果學(xué)生不能理解催生統(tǒng)計方法的統(tǒng)計學(xué)概念,只滿足于(常借助于統(tǒng)計軟件)實施一些具體的統(tǒng)計計算,這樣的學(xué)習(xí)價值就不大。若教師僅以這種方式講授統(tǒng)計學(xué),則不會使學(xué)生對統(tǒng)計學(xué)本身的重要作用獲得深入理解。“1992年柯布報告”就曾強調(diào)學(xué)生準確理解統(tǒng)計概念的重要性,該報告是美國馬薩諸塞州橡樹山學(xué)院(Mount Holyoak College)統(tǒng)計學(xué)教授柯布(Cobb,GW),在廣泛調(diào)研基礎(chǔ)上撰寫的(柯布曾于1993年當選為美國統(tǒng)計協(xié)會會士,2003年又當選為該會為期三年的副會長),它的提出引起美國統(tǒng)計協(xié)會(ASA)和美國數(shù)學(xué)協(xié)會(AMA)的重視。事實上,GAISE提出的這6條建議即可視為“1992年柯布報告所提建議的細化和發(fā)展”。陳希孺院士也曾告誡我們,“要用好統(tǒng)計方法,除了與問題有關(guān)的專業(yè)知識外,對統(tǒng)計概念的直觀理解,以及對方法的理論根據(jù)的認識(它關(guān)系到方法的應(yīng)用條件及局限性)也很重要”[2]1-2??梢?,中外統(tǒng)計教育家無不重視統(tǒng)計概念的正確理解與把握。在計算機及信息技術(shù)已經(jīng)普及、學(xué)生們往往輕點鼠標即可完成統(tǒng)計計算任務(wù)的新形勢下,GAISE為教師如何幫助學(xué)生把握統(tǒng)計學(xué)概念,提供了許多頗具操作性的指導(dǎo)規(guī)范,值得我們(尤其是教學(xué)經(jīng)驗相對較少的中青年教師)學(xué)習(xí)借鑒。

      第4條強調(diào)課堂上師生及同學(xué)之間的教學(xué)互動,以培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的能力。GAISE認為要通過這種互動達到使學(xué)生學(xué)會發(fā)現(xiàn)、形成、理解重要統(tǒng)計學(xué)概念,以及有能力進行統(tǒng)計建模的目的。教師決不可低估這種活動的重要性。師生的教學(xué)互動,既可使教師有機會了解學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,也使教師對自己的教學(xué)效果獲得信息反饋以改進教學(xué)。而學(xué)生之間的互動,既可迫使學(xué)生盡量使用所學(xué)統(tǒng)計術(shù)語與同學(xué)溝通,也有助于增強他們的團隊精神。滿堂灌式的教學(xué)很難激起同學(xué)們的學(xué)習(xí)欲望,也很難使他們感受統(tǒng)計方法的巨大威力。實施教學(xué)互動也要堅持使用真實數(shù)據(jù)原則,師生要為解決問題去搜集數(shù)據(jù),而非“為搜集數(shù)據(jù)而搜集數(shù)據(jù)”。

      第5條涉及使用技術(shù)手段幫助理解統(tǒng)計學(xué)概念并進行數(shù)據(jù)分析。電子計算機及信息技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)徹底改變了統(tǒng)計學(xué)家的工作方式,也至少在數(shù)據(jù)自動計算及圖形自動生成兩個方面改變了統(tǒng)計學(xué)的傳統(tǒng)教學(xué)方式(在二三十年前這些任務(wù)主要靠手工操作才能完成)。而一些統(tǒng)計學(xué)抽象概念如抽樣分布、馬氏鏈蒙特卡羅方法(MCMC)等,離開計算機模擬技術(shù)的幫助,要透徹理解它們幾乎是不可能的。需要指出,美國統(tǒng)計學(xué)家柯布等人已構(gòu)思了全新的統(tǒng)計學(xué)導(dǎo)論講義。它一反傳統(tǒng),在描述統(tǒng)計部分突出探索性數(shù)據(jù)分析,在推斷統(tǒng)計部分以“置換檢驗”(permutation test)為 中 心,利 用 所 謂 “3R 方 法 ”(Randomize,Repeat and Reject)重建整個統(tǒng)計推斷理論[3]。這樣做的好處是:第一,容易理解;第二,突出了對隨機數(shù)據(jù)的處理,手法一貫,不像經(jīng)典統(tǒng)計學(xué)為遷就正態(tài)分布而枝蔓叢生,方法復(fù)雜而不易掌握;第三,對自助法(bootstrap)這一當代最重要的重抽樣技術(shù),具有天然適應(yīng)性,從而使初學(xué)者也能很快掌握前沿統(tǒng)計方法。這一動向應(yīng)該引起注意。

      第6條涉及統(tǒng)計學(xué)教學(xué)的評估手段。GAISE認為評估須和教學(xué)目標相互協(xié)調(diào)一致,毫無疑問,學(xué)生的統(tǒng)計計算能力需要評估,但更重要的是評估其對關(guān)鍵統(tǒng)計學(xué)概念的把握。課堂提問、作業(yè)講評、考試、書面報告、學(xué)生撰寫小論文、對報刊報道涉及統(tǒng)計信息的部分進行評論、批評等,均可用作教學(xué)反饋、評估的手段。有經(jīng)驗的教師都知道,上述任何一種評估手段要想使之發(fā)揮作用,離不開教師的精心備課與批改作業(yè)。而要使評論公允、比喻精當,從而達到對學(xué)生準確把握統(tǒng)計學(xué)概念有較大幫助的境地,教師本人就應(yīng)該積極了解統(tǒng)計學(xué)前沿發(fā)展,不斷地進行學(xué)習(xí)。

      綜上可知,這6條建議是一個有機整體,應(yīng)該一并施行,如此才能達到GAISE希望達到的目標。

      GAISE還詳盡地從教與學(xué)兩方面提供了配套措施。就學(xué)生而言,這些措施旨在幫助他們弄清楚某些關(guān)鍵性統(tǒng)計學(xué)概念;對教師來說,則是提供具體的教學(xué)評估方法來達到教學(xué)目標。限于篇幅,對這些細節(jié)就不作介紹了,讀者可登陸Aliaga等人論文所在網(wǎng)址自行查閱[1]。

      二、美國統(tǒng)計協(xié)會2007年發(fā)布GAISE的姊妹篇

      如前所述,美國統(tǒng)計協(xié)會(ASA)于2007年頒發(fā)GAISE的姊妹篇GAISE Pre-K-12,對美國中小學(xué)統(tǒng)計教育做出規(guī)劃,其宗旨也是提升美國中小學(xué)統(tǒng)計教育水平,培養(yǎng)初步具有統(tǒng)計思想及數(shù)據(jù)處理能力的中小學(xué)畢業(yè)生。不過,鑒于中小學(xué)學(xué)生的認知水平,GAISE Pre-K-12化繁為簡,以“一條主線,三個圓圈”為經(jīng)緯規(guī)劃全美中小學(xué)統(tǒng)計學(xué)教學(xué)大綱。主線即“提出問題—收集數(shù)據(jù)—分析數(shù)據(jù)—解釋數(shù)據(jù)”,據(jù)此初步培育學(xué)生的統(tǒng)計能力;三個圓圈為初級水平(Level A)、中級水平(Level B)和高級水平(Level C),在這三個水平上教學(xué)側(cè)重點有所不同。這條主線沿這三個圓圈不斷地螺旋上升,就構(gòu)成了GAISE Pre-K-12的全部內(nèi)容。

      對于小學(xué)生而言(初級水平),統(tǒng)計教育主線如何貫徹需要斟酌,必須尋找一個合適的切入點。GAISE Pre-K-12認為把培養(yǎng)學(xué)生的“數(shù)據(jù)感覺”作為切入點是合適的,要設(shè)法使學(xué)生認識到數(shù)據(jù)不單純就是“數(shù)目字”,而是在一定背景下有特定意義的數(shù)字信息,運用適當?shù)慕y(tǒng)計方法就能將看似散亂的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成有用的信息。

      這一看似平常的做法很有意義。首先,這樣做符合兒童的思維發(fā)展規(guī)律;其次,這樣做還可以潛移默化影響學(xué)生,使他們今后不去臆造數(shù)據(jù)。為達此目的,GAISE Pre-K-12為教師精心安排了三個教學(xué)示范案例。1.聘請樂隊。學(xué)期結(jié)束時某班級小學(xué)生計劃請一支樂隊來助興他們的班級聚會,但因班費有限,他們只能在鄉(xiāng)村音樂(Country)、說唱樂(Rap)及搖滾樂(Rock)這三種音樂演唱方式中挑選一種,請一支樂隊來演唱。該例涉及如何為分類數(shù)據(jù)選擇代表性數(shù)值。2.豌豆生長。種植在花盆中的豌豆是在陽光下還是在黑暗中成長更快些,需要進行試驗才能得出結(jié)論。教師可讓學(xué)生分為兩組,各在一個花盆中栽種10粒豌豆;一組將花盆置于教室的向光處,另一組將花盆置于教室的背光處;過一段時間后,兩組學(xué)生分別測量各自花盆中豌豆豆苗的生長長度(以厘米計)。該例旨在闡述這樣的事實,即一個定性變量“光照條件”可以對一個定量變量“豌豆豆苗長度”產(chǎn)生影響(更深入的討論將在高中統(tǒng)計學(xué)課程中進行)。一組數(shù)據(jù)的代表性數(shù)值除眾數(shù)外(眾數(shù)對定性、定量數(shù)據(jù)皆適用,但并非所有數(shù)據(jù)都有眾數(shù),即使有也不一定唯一),還有平均數(shù)和中位數(shù),后二者只適用于定量數(shù)據(jù)并且在任何一組數(shù)據(jù)中它們都存在且唯一。3.購買運動服。該例涉及度量身高與臂長這兩個(數(shù)量型)變量之間的關(guān)聯(lián)程度。鑒于小學(xué)生的知識水平,此時尚不宜引入“相關(guān)系數(shù)”這種測量兩隨機變量相關(guān)性的數(shù)量化指標,最自然的做法就是利用散點圖來形象地展示身高與臂長的相依情況。例如,對某班全體26名學(xué)生,可將他們的身高作為橫坐標,臂長作為縱坐標(均以厘米計)繪制散點圖。從散點圖中容易看出,隨著他們身高的增加,其臂長一般也會變長。兩變量之間的相依關(guān)系一目了然。教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考,如果用本班這26名學(xué)生身高、臂長之間的相關(guān)關(guān)系推斷全校同學(xué)身高與臂長之間是否也存在這種關(guān)系,就要認真考慮樣本的代表性問題,不可想當然地認為全校同學(xué)身高與臂長之間也一定存在這種關(guān)系。在中學(xué)階段將比較深入地考慮樣本代表性問題。

      由此可見,統(tǒng)計圖(以及統(tǒng)計表)在幫助小學(xué)生感知真實數(shù)據(jù),將看似散亂的原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成有用信息方面能夠發(fā)揮重要作用,應(yīng)該充分利用。

      在中級水平階段,統(tǒng)計教育主線要通過大量手腦并用的教學(xué)實踐活動給予強化,以便承上啟下,為學(xué)生步入高級水平打好基礎(chǔ)。這一階段的重點,是借助于實例使學(xué)生了解兩隨機變量之間的(線性)相關(guān)性,為其日后深入學(xué)習(xí)隨機變量(向量)相關(guān)性度量做些準備。仍以上文教學(xué)示范案例1為例,若問“喜愛搖滾樂的學(xué)生會不會也喜愛(或不喜愛)說唱樂”,這就涉及兩定性變量的相關(guān)性度量問題了。通常利用所謂“雙因素列聯(lián)表”(a two-way frequency table)可以較好地解決這一問題。列聯(lián)表統(tǒng)計分析常會涉及非常復(fù)雜的問題,即使在大學(xué)階段要想徹底搞清楚列聯(lián)表分析的方方面面也絕非易事。因此,在中學(xué)階段如何向?qū)W生闡述這一統(tǒng)計方法就需要精心考慮和適當安排。GAISE Pre-K-12的做法是充分利用2×2列聯(lián)表,通過引入“取舍一致/取舍不一致計數(shù)比”測量指標(agreement-disagreement ratio,ADR),較好地完成了闡述兩定性變量相關(guān)性度量的任務(wù)[4]71-89,也為高中階段更深入討論這一專題作了必要準備。在高級水平階段,統(tǒng)計教育主線主要通過初等回歸分析來貫徹。

      GAISE Pre-K-12提供了一個學(xué)生身高對前臂長進行回歸的現(xiàn)實例子:讓學(xué)生自己測量本班24名同學(xué)前臂長(x)及身高(y)(以厘米為單位),所得原始數(shù)據(jù)如下:

      表1 某班學(xué)生前臂長度和身高長度

      要求:(1)根據(jù)該資料做身高對前臂長的散點圖;(2)根據(jù)散點圖的啟發(fā),計算身高、前臂長的皮爾遜(積矩)相關(guān)系數(shù);(3)寫出身高(y)對前臂長(x)的線性回歸方程;(4)給定x0=42(厘米),利用所作回歸方程預(yù)測相應(yīng)的值,并對預(yù)測可靠性進行解釋;(5)對問題(4)求出的求其置信概率為95%的置信區(qū)間。

      前三個問題即描繪散點圖、計算身高、前臂長的皮爾遜(積矩)相關(guān)系數(shù)(約為0.8)以及建立身高(y)對前臂長(x)的線性回歸方程,在電子表格軟件Excel(或其他專用統(tǒng)計軟件)支持下,很容易解決。所求回歸方程為:

      這就是說,如果同學(xué)A、同學(xué)B的前臂長相差1厘米(B同學(xué)前臂長稍短),則一般而言,A同學(xué)身高會比B同學(xué)高出2.76厘米。

      GAISE Pre-K-12更進一步要求學(xué)生回答具有鮮明統(tǒng)計意義的問題(4)、(5),亦即要求學(xué)生具備“在分析數(shù)據(jù)時從整體上把握并利用統(tǒng)計分布”的能力(顯然,正態(tài)分布基礎(chǔ)知識必不可少)。應(yīng)該說這是一個相當高的要求,因為根據(jù)中國教育部2003年所頒布《普通高中數(shù)學(xué)課程標準(實驗)》,我們對“變量相關(guān)”的教學(xué)要求僅為“經(jīng)歷用不同估算方法來描述兩個變量線性相關(guān)的過程,(使學(xué)生)能根據(jù)得到的近似直線進行簡單的估計”,重在幫助學(xué)生掌握最小二乘法。顯然,這種要求尚未脫離中學(xué)代數(shù)范疇,盡管中國教育部制定的這個高中數(shù)學(xué)課程標準,在概率部分也包括正態(tài)分布的內(nèi)容[5]45-54。

      眾所周知,若假設(shè)誤差服從正態(tài)分布,上述問題(4)、(5)皆可獲得解決。

      利用平方和分解方法,構(gòu)造F-統(tǒng)計量,可完成回歸方程整體有效性檢驗。由,得到身高),問題(4)得到解答;而利用隨機誤差方差(進而其標準差)之估計值,再利用,不難寫出置信概率 為 95% 的 置 信 區(qū) 間 為,計算得到{161.7±2×5.8},其中問題(5)亦得到解答。

      總之,GAISE Pre-K-12的目標是使美國兒童通過系統(tǒng)的統(tǒng)計教育,具備相應(yīng)的統(tǒng)計思維能力。無論他們今后以何身份參與社會活動或繼續(xù)深造,其數(shù)據(jù)分析與判斷能力(含應(yīng)用概率論),都是他們綜合能力中不可或缺的組成部分(當然他們也需具備“數(shù)及數(shù)的運算能力”、“代數(shù)能力”、“幾何能力”以及“測量能力[6]”)。必須從小學(xué)起就要專門開展這種訓(xùn)練。應(yīng)該說,這種統(tǒng)計教育理念順應(yīng)了信息時代的發(fā)展要求,是素質(zhì)教育一個極其重要的組成部分。

      最后,我們將GAISE Pre-K-12中一個列表轉(zhuǎn)錄如下(略有調(diào)整),以利讀者加深對它的了解。

      仔細觀察可知表2十分有趣,從不同角度切入,讀者可以得到不同的啟發(fā)與提示。例如,縱向觀看,不僅某教學(xué)階段沿“提出問題—收集數(shù)據(jù)—分析數(shù)據(jù)—解釋數(shù)據(jù)”主線解決統(tǒng)計問題的步驟得到了全面展示,而且,也充分考慮了數(shù)據(jù)變異性及其處理。若橫向觀看,它將不同水平關(guān)于同一專題如樣本代表性、統(tǒng)計分布等的教學(xué)要求,擇其要點并列排出,既可避免教學(xué)重復(fù)也便于知識銜接。

      表2 GAISE Pre-K-12主要內(nèi)容

      三、思考與結(jié)論

      綜上可知,GAISE及其姊妹篇的指導(dǎo)思想非常明確,那就是通過制定此類綱要全面提升美國各級學(xué)校統(tǒng)計學(xué)教學(xué)水平,培養(yǎng)適應(yīng)信息時代要求且具有堅實統(tǒng)計學(xué)知識、具有統(tǒng)計思維能力的一代新人。實踐表明,美國近年來統(tǒng)計教育大幅改革的效果是顯著的,也是成功的。

      這種改革對中國的統(tǒng)計教育改革具有較強的參考價值。首先是中小學(xué)、大學(xué)統(tǒng)計教育聯(lián)動改革。目前中國這方面的改革尚不多見,也缺乏規(guī)劃。GAISE和GAISE Pre-K-12已經(jīng)樹立了參照系,值得我們仔細研究。參照其成功做法,利用幾年時間建立起我們自己的從中小學(xué)到大學(xué)連貫性統(tǒng)計教育體系,應(yīng)該提上日程了。

      其次是課本編纂。課本乃一課之本。GAISE及其姊妹篇實施后,美國各級學(xué)校統(tǒng)計學(xué)課本已有較大改觀。總的特點就是計算機(軟件)的使用越來越普遍,不僅數(shù)值計算、圖表制作已廣泛利用計算機(軟件),統(tǒng)計推斷也愈加依賴計算機(軟件)來完成?!疤岢鰡栴}—收集數(shù)據(jù)—分析數(shù)據(jù)—解釋數(shù)據(jù)”這一統(tǒng)計教學(xué)主線,在計算機的輔助下實施起來已變得容易多了。更為重要的是,利用計算機還可將探索性數(shù)據(jù)分析、自助法(重抽樣的一種)等當代流行統(tǒng)計方法,比較容易地添加到統(tǒng)計學(xué)導(dǎo)論這樣的課本中去,使不少今生恐怕只有一次學(xué)習(xí)統(tǒng)計學(xué)的大學(xué)生,也有機會(甚至相對容易地)掌握它們。這種做法目前在中國流行的幾套統(tǒng)計學(xué)教材中也很少見到[7]104-125。我們的現(xiàn)行教材在描述統(tǒng)計、推斷統(tǒng)計及案例與練習(xí)的安排及展示方面,與美國比起來,顯得尚未脫離傳統(tǒng)的窠臼。“提出問題(兼顧數(shù)據(jù)的采集、分析及應(yīng)用概率論解決所提問題)—收集數(shù)據(jù)(了解統(tǒng)計調(diào)查及實驗設(shè)計中偏誤的來源)—分析數(shù)據(jù)(尤其關(guān)注數(shù)據(jù)之間的差異)—解釋數(shù)據(jù)(在一定的實際背景下并借助于圖、表等工具)”的主線不盡突出。我們應(yīng)該增強編寫出更能反映時代要求的統(tǒng)計學(xué)教材的緊迫感。

      再次,我們的計算機輔助教學(xué)及互聯(lián)網(wǎng)在線支持力度也不夠大,需要做出持續(xù)的改進。

      總之,只有教學(xué)雙方具有共同的興趣(學(xué)生對統(tǒng)計學(xué)的興趣主要靠教師來培育),教學(xué)互動才容易開展,也容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性。GAISE及其姊妹篇在這方面做出的努力值得我們學(xué)習(xí)借鑒。

      [1] Aliaga M,Cobb G,Cuff C,et al.Guidelines for Assessment and Instruction in Statistics Education[EB/OL].http://www.a(chǎn)mstat.org/education/gaise/GAISECollege.htm,2005.

      [2] 陳希孺.概率論與數(shù)理統(tǒng)計[M].北京:科學(xué)出版社,2000.

      [3] Cobb G W.The Introductory Statistics Course:A Ptolemaic Curriculu[J/OL].http://www.escholarship.org/UC/item/6hb3k0nz,2007.

      [4] 王靜龍,梁小筠.定性數(shù)據(jù)分析[M].上海:華東師范大學(xué)出版社,2005.

      [5] 嚴士健.統(tǒng)計與概率[M].北京:高等教育出版社,2006.

      [6] Midgett C W,Eddins S K.NCTM’s Principles and Standards for School Mathematics:Implication for Administrators[EB/OL].http://bul.sagepub.com/cgi/content/abstract/85/623/35,2008.

      [7] 曾五一,肖紅葉.統(tǒng)計學(xué)導(dǎo)論 [M].第2版.北京:科學(xué)出版社,2006.

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