本科统计学课程中不同统计软件教学的综合选用

摘 要：在网络信息时代，统计学教学必须顺应高效捕捉和利用信息的要求，强化计算机软件应用教学。本科统计学教学应当以EXCEL软件为基础，综合运用EXCEL、SPSS和EViews等统计软件，实现对学生统计思想和统计方法的有效训练。

关键词：本科统计学;统计教学;统计软件

统计学是关于数据的学科，是我们认识客观事物数量特征、数量关系和数量规律的方法论科学。在网络信息时代，数据信息已成为人们日常生产和生活不可或缺的重要组成部分，它的价值正在被越来越多的政府、机构、企业和个人所发现和重视。2020年4月9日，在《中共中央、国务院关于构建更加完善的要素市场配置机制的意见》中，首次把数据作为与土地、劳动力、资本和技术并列的五大生产要素，标志着数据的采集、整理和分析挖掘等活动将在我国实现爆发式增长。为了迎接即将到来的数据产业的高速增长，统计必须承担起它在其中基础性的重要作用。为了体现统计学教学的时代特征，用先进的计算技术提高教学水平，在统计学课程中进行统计软件教学必不可少。

1 本科统计学课程教学选用统计软件的要求

本科统计学主要培养学生理解和领会统计思想，掌握基本的统计数据收集、整理、分析和解释的方法。如果我们不考虑学习时间的价值，用手工或借助于简单的计算工具学习统计学的思想和方法是最可靠、最有效的。然而，我们处在一个高速运转的社会，时间就是效率，必须考虑学习的时间价值，用现代计算机软件的高效和精准性，提高统计学习和应用的效率。结合本科教学的特点，在统计学教学中选用统计软件，应满足以下三个基本要求。

1.1 软件容易获得

作为基本方法论的统计学，是本科阶段许多专业的基础课程，选课的学生多，课程学习和后续的应用时间长，教学中需要学生掌握的统计软件必须能够较容易获得，或者能够以较低的成本获得。如果教给学生的统计软件不能在日常的环境下获得，或者需要花费较高的成本才能获得，这就是为学习而学习，在今后的学习和工作中很难得以继续使用，就达不到统计教学的目的。

1.2 软件程序易于理解

本科统计学教学应注重基本统计思想和方法的训练，用计算机软件进行统计教学，应当让学生在提高统计效率的同时，也能准确理解和把握从数据、方法到结论的具体生成过程，保证运用正确的统计方法得出正确的统计结论。如果统计软件提供的只是一些无法看到数据处理和分析过程的封装黑匣子程序，就不能让学生理解软件的运行过程，纵使学生能够熟练操作软件并解释统计结论，统计思想和方法的教学就会流于形式，最终会被学生所忽视。

1.3 软件操作简单、输出丰富

本科统计学中的统计整理和分析所用的计算公式多数比较简单，编制一般的计算机公式都可以顺利解决。但是，也有一些统计方法比较复杂，需要用反复多次的重复计算调试和优化分析才能得出结论，而且做出结论需要依据多方面的指标值进行综合评判。对于这些复杂统计方法的应用，就需要一个集成的软件包，把复杂的过程简化为一个简单的软件操作过程，实现统计分析的高效性和精确性。

由于软件开发者与使用者之间存在着一定的目的和利益上的矛盾，以上的三个基本要求往往不能得到完全统一。易得性与易于理解一般较好协调，而易得性与操作简单且输出丰富、易于理解与操作简单且输出丰富往往不可兼得。因此，为了实现教学目的，就需要根据教学内容，综合选用多款软件进行统计学课程的教学。

2 常用的统计软件比较

统计软件很多，在我国统计学教学中，常用的有EXCEL、SPSS、EViews、SAS、Stata、R等。

2.1 EXCEL软件

作为Office办公软件的组成部分，EXCEL是目前计算机系统中不可或缺的基本软件之一，它的易得性毋庸置疑。EXCEL虽然只是一个用于处理办公的电子表格软件，但它集数据计算、数據整理和分析、图表制作等多功能于一体，内部集成了数学和三角函数、统计、会计、工程、信息、数据库、逻辑、文本等多方面的计算函数，以及分类汇总、数据透视表、假设分析、数据分析等专有工具。用户可以通过交互式的菜单操作，完成数据的标准和非标准的图表制作;在编辑栏中编辑计算公式，综合运用EXCEL丰富的插入函数完成各种目标单元格的数据计算分析。EXCEL插入函数的含义、计算公式和应用实例，都可以通过查询该函数得到详细了解。对用户来讲，用EXCEL进行统计的过程是易于理解的。EXCEL还有非常强的软件兼容性，几乎所有的统计软件都可以从EXCEL表中读取数据，非常方便地与其他软件进行数据交换。但是，EXCEL不是专业的统计软件，对一些更加专业的复杂统计分析过程，还不能给出简单易用的解决方案，需要用户利用EXCEL集成的VBA编程语言，自己开发应用统计程序。

2.2 SPSS和EViews软件

SPSS是一款专业的统计软件，是社会经济统计、生物医药卫生等统计领域广泛使用的统计分析工具。EViews是一款专为计量经济分析开发的软件，是经济学实证研究中广泛应用的分析工具。SPSS和EViews的易得性虽然不能与EXCEL软件相提并论，但相对其他软件还是比较好的。这两个软件的优点是，它们都可以通过可视化的交互式菜单操作完成统计分析过程，而且还可以通过编程完成同样的分析过程，软件的操作简单，分析的输出结果十分丰富，几乎包含了一般分析的所有结果。但是，SPSS和EViews都是集成封装的商业软件，很多统计方法的分析过程和计算公式都是查询不到的，像是一个黑匣子，用户虽然无需怀疑其正确性，但也无法判断它的分析过程是否与用户的分析思路相一致，只能作为一个傻瓜用户仅凭输出结果进行经验判断。SPSS和EViews软件程序不便于用户理解其过程。

2.3 SAS和Stata软件

SAS和Stata软件是两款功能强大的统计分析软件，它们和SPSS一起，被称为三大权威的统计软件。SAS软件是全球最顶尖的统计分析软件，它的统计分析功能强大，但是其价格昂贵，一般适用于高级的企业用户，而且大多数的分析需要编程，虽然编程过程易于理解、输出丰富但操作比较复杂，对于一般用户而言难以掌握，本科统计教学不宜采用。Stata软件介于SAS和SPSS之间，其用户普及率虽然高于SAS，但远不及SPSS，其编程语言一般适合于高级用户，本科生统计教学也不宜采用。

2.4 R软件

R软件是一款比较流行的开源、免费的统计软件。由于其开源的特点，它集中了经济管理、社会、生物卫生、工程等多领域统计学家编写的优秀统计程序，使R软件的数据分析涵盖面广、功能强大、更新速度快，紧跟现代最新前沿统计研究成果。R软件的统计分析软件包都是可以编辑和重新编辑的，用户可以根据自己的研究思路，重新开发满足自己研究需要的程序包。因此，R软件无论从易得性、易于理解性上看，还是从输出丰富上看都是一款不错的统计软件。但是，由于R软件是基于S语言的编程软件，要求用户有一定的S语言编程经验，还需要掌握较扎实的专业统计分析方法知识，才能理解和把握R软件的精髓。显然，本科统计学的教学对象是不具备这些基本素质和能力的，R软件并不适合本科统计学教学使用。

3 本科统计学教学中统计软件的选用方法

通过对常用的统计学软件的特点比较，在本科统计学的教学中比较适合选择用的软件是EXCEL、SPSS和EViews三款软件。但是，并不是说这三款软件都十分理想，可以独立承担起全部的统计学课程软件教学任务，而是说它们在本科生所能接受的范围内各有所长，需要综合运用来完成统计学的教学任务。笔者认为，应当把EXCEL作为一款基础软件，要求学生熟练掌握，而把SPSS和EViews作为学生拓展知识和学术视野的辅助工具。

3.1 统计整理教学的软件选用方法

统计软件对数据的处理主要包括数据文件和变量的构建、数据整理和数据分析三个主要部分。其中，数据文件和数据变量的构建包括数据文件的类型、变量名及其性质、显示方式设置和数据的录入等内容，数据整理包括数据的筛选、排序、分组、汇总、绘制统计表和统计图等，数据分析包括变量分布特征的描述、变量分布规律的探索、总体分布特征的估计和检验、变量关系的分析、变量变化规律的分析和预测等内容。

统计整理是统计学中最基础的一种数据处理方法，特别是其中的分组汇总及其显示方法涉及到统计学中重要的基本知识点，必须让学生扎实掌握。然而，大多数的教科书认为，这部分内容简单，多为重复性的工作，往往忽视它的重要性，致使学过统计学的学生在遇到大量实际的统计数据时，不知道如何下手完成复杂的整理工作，学习流于形式。我们在教学中，通过实际统计项目的数据整理实例，用EXCEL软件给学生讲解统计汇总表的设计、数据的录入、用插入函数和自编公式计算总量指标和相对指标、原始数据的统计分组方法、频数分布表的编制和数据挖掘，以及统计图的绘制和优化等内容。由于EXCEL的整理过程完全依赖于学生对统计整理过程原理和方法的理解，通过运用EXCEL软件工具完成全部整理过程并得出准确结论，学生能够扎实地理解和掌握统计整理的思想和方法，今后即使遇到再复杂和大量的数据整理工作也能够顺利完成。

EXCEL软件作为一个基础性的统计整理工具对统计整理方法的训练作用毋庸置疑，特别是其中的数据透视表表现丰富、使用灵活，是统计整理的一个高效工具。然而，EXCEL软件毕竟不是专业的统计软件，在处理巨量的数据时操作复杂，显得不够严谨，可能因为一些错误操作导致不应有的错误发生，而且它对于后续的诸如变量相关性分析等还不能够实现无缝衔接。为此，我们给学生介绍用SPSS软件进行统计整理的方法，以弥补EXCEL软件的不足。但是，仅用SPSS学习统计整理却不能达到用EXCEL软件进行教学的目的，因为SPSS只需要给软件一些简单的指令或菜单选项，完成指令过程中所需要的一系列计算和分析过程是用户无法看到的黑箱操作，甚至无法知道其原理和方法。尽管如此，教学中也要强调SPSS操作过程必须遵循统计规则。例如，在进行统计分组时，必须按照上限不在内的原则设置实际分组的组限，而不是按照数值本身来设置组限值;问卷中的数值数据和定序数据必须按序定义等等。

3.2 统计分析教学的软件选用方法

统计分析是统计学中最重要也是最具技术含量和应用价值的部分，它占据着统计学教材的最大篇幅，是统计软件需要完成的核心工作。统计分析包括描述统计和推断统计两部分。

本科统计学的描述统计主要包括对变量分布特征的描述、时间序列的发展水平和速度描述、指数的编制和因素分析等内容。描述统计是推断统计的基础，必须让学生扎实掌握其统计思想和方法。为此，我们在软件教学中，选用EXCEL作为统计描述的软件工具。这是因为EXCEL几乎提供了全部的描述性统计函数，还可以通过学生自己灵活编写计算公式，完成动态分析、指数计算和分析中的指标计算的工作，这是其他软件所无法替代的。但是，对于一些探索性的图形显示，如茎叶图、箱线图、圆点图、帕累托图等，还需要用SPSS或EViews绘制诸如可用于鉴别异常数据等多用途的图形。

本科统计学的推断统计主要包括参数估计、假设检验和相关与回归分析。这部分内容丰富，数学原理复杂，计算工作量大，一般采用计算机软件完成计算分析过程。然而，对于SPSS和EViews等专业的统计软件，它的计算分析过程是集成封装的，当我们选用一个分析程序或过程，不管我们需不需要，软件都给我们输出了一整套的推断分析结果，让我们在其中选择所需，这显然对初学统计学的本科生来说是很难理解和驾驭的。因此，对本科生来说，仍然需要以EXCEL软件的推断统计应用为基础进行学习。

EXCEL提供了丰富的推断统计插入函数，可以进行常用的正态分布、t分布、卡方分布、F分布的概率和概率度（临界值）的计算，并对总体均值、比例和方差进行区间估计，还可以对一个总体的均值进行z检验和t检验，对一个总体方差进行卡方检验。利用EXCEL数据分析中的z检验、t检验和F检验可以对两个总体参数的差异进行假设检验，还可以进行方差分析及相关和回归分析。EXCEL的参数估计和假设检验基本上都是以经典的统计方法呈現的，与本科统计学教科书提供的方法相对应。用EXCEL进行假设检验的优点是它能计算出全部的临界值（很多临界值在教科书提供的附表中是无法查到的）和P值，能够体验在完整的假设检验过程中，而SPSS和EViews软件输出结果很多都不是经典统计方法的检验结果，很少给出检验的临界值，而且绝大部分是双侧检验，对单侧检验无法简单套用。

虽然EXCEL软件能提供几乎所有的统计推断解决方案，但EXCEL却不能无中生有，本科统计学教材没有介绍的方法用EXCEL大多无法简单实现。对于教学中想扩展和启迪学生的思路，以便进一步学习探索更加严谨科学的统计分析方法来说，需要在学生学好EXCEL软件的基础上，掌握更为专业的SPSS和EViews统计软件的强大功能和丰富的分析方法选项和输出结果。如果教学方法得当，学生无需掌握复杂的非经典统计方法的原理和公式，也可以凭借正确的数据输入和操作方法选择，得出正确的分析结论。

参考文献：

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