《统计学》教案

《统计学》教案（PowerPoint教学方式）主讲教师周恒彤2003年9月1说明本教案系为天津财经学院经济、管理类本科各专业学生开设《统计学》课程使用。本课程执行天津财经学院颁布的《〈统计学〉教学大纲（2002年修订版）》。本课程使用的教材是：郭英、高建国（2001）：《统计学》，第一版，中国财政经济出版社，2001年9月。本课程的课时分配如下表：章次章节名称总计课时授课课时辅导练习课时1总论2202数据的收集2203数据和统计指标的基本类型1104数据的描述性整理4405随机试验和随机变量6516有限总体概率抽样6427显著性检验的基本问题7528两个总体的比较2209方差分析32110皮尔逊2检验32111统计指数65112时间数列数据研究651合计48399表中的1课时为45分钟。由于本校是把2个课时（90分钟）连在一起作为1个教学单元使用，所以本教案是以90分钟的教学单元为单位，分为24个单元来制订的。本课程的课堂教学采用PowerPoint进行，并且把演示文稿印发给学生。2第1单元Ⅰ本单元的工作题目1.开场白。其中包括：教材、必读参考书、教学方式方法、教学要求，等等。2.讲授第1章：总论——什麽是统计学的基本思想；本课程教学内容的整体框架。3.讲授第2章第1节——统计总体和统计指标。Ⅱ本单元的教学目的要求1.使学生初步了解什麽是统计思想，并确立在课程学习的整个过程中自觉学习统计思想的意识。2.使学生了解本课程教学内容的整体框架，以便使学生在今后的学习中，能够从统计思想的体系上把握各个章节的地位、作用、以及它的思想内涵。3.使学生了解统计总体、总体单位、标志、统计指标的基本含义。Ⅲ教学内容第一个题目：开场白（15分钟）一、关于教材和参考书[屏幕展示]教材郭英、高建国：《统计学》，中国财政经济出版社，2001年9月必读参考书（美）R.Iversen等：《统计学——基本概念和方法》，吴喜之等译，北京：高等教育出版社，2000年3月（美）D.Freedman等：《统计学》，魏宗舒等译，北京：中国统计出版社，1997年10月[讲解]1.两本必读参考书的介绍（1）书的宗旨教给非统计专业的人，怎样运用初步的统计知识来识别大量出现的日常统计问题，并能够利用现成的工具自己解决其中的相当一部分。试图使学生了解统计学的基本思想是如何联系于现实世界的。（2）阐述的侧重点在介绍一种统计方法时，侧重于阐述它的应用背景、适用条件，说明它能够回答什麽问题、不能回答什麽问题。告诉人们怎样评价一个统计研究结果，诸如：这个研究中的变量使如何定义的？用了什麽统计方法？什麽是“统计显著”的结果？所报告的结果有什麽样的不足？等等。不把阐述的侧重点放在数理逻辑的推导上面。3（3）写作方法和写作风格把实际问题作为切入点，通俗而风趣地叙述深刻的统计学问题。2.阅读参考书的要求及检查随着教学的进程，将指定阅读必读参考书中的有关部分，同时还将推荐与课程内容相关的其他一些参考书。要求撰写读书笔记（专题式或札记式），将在期中和期末分两次检查读书笔记并评定成绩。二、关于多媒体教学辅导软件1.地址校园网统计学系主页，《统计学》课程网站。2.内容是课堂教学的补充和延伸，而不是课堂教学和教材的重复。其内容包括两个方面：(1)通过多媒体形式来演示某些在课堂上用传统手段不容易说清的问题；（2）介绍一些作为教学延伸的进一步的知识。3.学习要求及检查要求人人上网浏览。学期内分批召开座谈会了解学习心得。三、关于习题1.要求书面完成的习题教材中所附的各章习题，全部要书面完成。每章的书面习题，全收，记录各人的完成情况，部分批改。2.不要求书面完成的习题教材中的习题一般是属于对教学内容的“演练”性质。用“掌握统计思想”的教学目的来衡量，仅仅完成教材中的书面习题式远远不够的。因此，编制了“进一步的习题”，将其挂在校园网《统计学》课程网站上。考试命题将兼顾两类习题。四、关于成绩评定学期总评成绩按平时成绩占30%，期末考试成绩占70%计算。平时成绩根据阅读参考书所撰写的读书笔记情况和浏览课程辅导软件的情况评定。书面习题作业不计成绩，但是，对于不完成或不认真完成书面习题作业的同学，将酌情降低原来所评定的平时成绩。第二个题目：第1章总论（50分钟）一、关于统计学的基本思想[屏幕展示本章教材中的一句话]统计学是研究怎样收集数据、整理数据以及怎样从数据中提取信息的方法科学。[讲解]这句话是对统计学基本思想的最概括的表述。随着对统计学学系的逐渐深入，对这句话的理解会越来越具体，对统计学基本思想的了解也就会越来越具体。这句话为我们提示了统计学基本思想的下列要点：[屏幕展示]统计学是一门关于数据的科学。怎样正确地收集数据，怎样科学地整理数据，怎样正确地从数据中提取信息。从数据中提取两个方面的信息。什麽是事物的现实状态，怎样用数据描述事物的现实状态？什麽是事物的统计规律，数据与事物的统计规律有什麽关系？[讲解]4例想要预见一定地区、一定种族、一定的居民生活水平、一定的居民健康水平条件下，新生婴儿的体重水平。显然，影响新生婴儿体重的因素非常多，想要确切地预见一个新生婴儿的体重，需要把所有的影响因素都控制住（这无疑是做不到的）。现在只控制了上述四个因素（四个“一定”），还有大量的其他影响因素没有被控制住，因而，就不可能确切地预见新生婴儿的体重，也就是说，新生儿的体重取何值呈现出不确定性。不过，这种不确定性是有一定的规律可循的。这种规律就叫做统计规律。假若我们得到了同属“四个一定”条件下的n个新生儿的体重数据，统计学把这些数据叫做样本，而把上述统计规律叫做总体的统计规律。统计学认为，样本数据荷载着总体的信息，可以用样本数据去推断总体的统计规律。这就是统计思想。不难想到，当我们用样本数据去推断总体的统计规律的时候，还需要解决如何保证科学性、合理性的问题。于是，就派生出统计思想的若干进一步的内容。另一方面，我们所得到的新生儿体重数据，是实际出生的新生儿的状况。我们把实际发生的状况叫做事物的现实状态。用数据可以直接描述事物的现实状态。二、本课程教学内容的整体框架1.截面数据的调查和时序数据的调查我们首先把课程内容划分为两个大的部分：截面数据的研究和时序数据的研究；在关于截面数据研究的章中进一步又划分为简单总体的数据和复杂总体的数据两部分。[屏幕展示][讲解]（1）截面数据是同一个时间上不同对象的数据。例如，2003年末天津市各个居民户的数据。（2）时序数据是同一个对象在不同时间的数据。例如，天津市居民人均居住面积的各年年末数据。（3）简单总体和复杂总体：我们把某一个范围内全体在某一种或某几种特征上表现相同的单位集合在一起叫做一个总体。对于有的总体，我们可以用它的单位总数来描述它的规模；反之，对于有的总体，我们无法用它的单位总数来描述它的规模。前者如：天津市全体居民户总体；后者如：天津市2003年销售给居民的消费品总体。前者叫做简单总体；后者叫做复杂总体。截面数据的调查和时序数据的调查研究意图属于对时序数据进行调查的研究意图（第12章）属于对截面数据进行调查的研究意图简单总体的调查（第2~10章）复杂总体的调查（第11章）5（4）从框图中看到，本课程的大部分章（第2~11章）是讨论简单总体截面数据的有关问题。下面进一步来看这些章的内容。2.对简单总体作调查时，确定调查目的、调查项目、调查单位、调查对象[屏幕展示]对简单总体作调查时，确定调查目的、调查项目、调查单位、调查对象[讲解]（1）作调查，首先要把调查意图具体化，即：需要考虑建立什麽样的统计指标体系和统计分组体系才能体现调查意图；（2）调查项目是根据建立统计指标体系和统计分组体系的需要来确定的；（3）调查项目是由调查单位来承担的；（4）全体调查单位组成了调查对象；（5）以上这一系列工作是在§2.3叙述的；（6）把调查意图具体化的时候涉及到统计指标和统计分组，于是，另外设置了两节来介绍与这两个概念有关的一些问题；（7）调查项目、调查单位、调查对象确定之后，便可以着手来收集数据了。3.收集数据的两种常用组织方式把研究意图具体化成为调查目的（统计指标体系统计分组体系）（§2.3）确定调查项目（§2.3）定义调查单位和调查对象（§2.3）收集数据（§2.3和第6章）简单总体的调查（第2~11章）统计指标、统计数据的概念及类型（§2.1及第3章）（§3.2）统计分组的设计（§2.2）6[屏幕展示][讲解]（1）要了解调查对象整体的情况，当然应当作全面调查。不过，使用从调查对象中抽取的概率样本，也可以完成本应由全面调查来完成的任务。（2）第6章需要以第5章作为预备知识。不过，我们把第5章这个预备知识章列在下面的框图中。（3）通过全面调查或是通过概率样本收集得到数据之后，便可以进行下面的工作，即，从数据中提取信息了。4.从数据中可以提取三个方面的信息[讲解]（1）客观事物的现实状态，是指用所观察的变量实际发生的数据所描述的事物的实际状态。例如，用实际观察到的新生婴儿的体重数据描述被观察的这些新生婴儿的平均体重。（2）随机现象的统计规律。例如，我们想问，在给定的条件下，随机发生的新生婴儿体重的统计规律值是多少？在不变的条件下，无限重复随机发生的新生婴儿的试验，所观察到的婴儿体重的平均值将会向这个统计规律值逼近。（3）系统的确定的（但我们不知的）状态。例如，某人患有某种疾病，这是一件确定的事情，但是，人们并不确知这件事情，因而产生了认识上的不确定性。医生通过各种检查手段，收集了数据，通过这些数据，便可以减小诊断上的不确定性。贝叶斯统计学是完成此类任务的有力工具。由于教学时间的限制，本课程没有涉及这方面的内容。（4）下面，用两个框图分别列示教材中关于用数据描述客观事物的现实状态以及关收集数据的两种常用组织方式对调查对象作全面调查（§2.3）收集数据（§2.3和第6章）从调查对象中抽取概率样本作调查（第6章）从数据中提取信息（第4、7、8、9、10章）从数据中可以提取三个方面的信息从数据中提取信息（第4、7、8、9、10章）随机现象的统计规律（第7~10章）系统的确定的（但我们不知的）状态客观事物的现实状态（第4章）7于通过数据探寻随机现象的统计规律两方面的内容。5.用数据描述客观事物的现实状态[屏幕展示][讲解]（1）根据事先设计好的分组方案对数据进行整理。例如，事先决定把新生婴儿按性别进行分组，并设计划分成男、女两组，计算各组的平均体重和总的平均体重。得到调查资料后，就需要把杂乱无章的资料按照上述方案进行整理并完成计算。做这样的工作需要一定的技术方法。（§4.1）介绍了有关的方法。（2）对数据进行探索性整理。假若我们手头有一批新生婴儿体重数据，事先并无对其进行整理的计划。这时，应当怎样整理这一批杂乱无章的数据，以期从中看出规律来呢？（§4.2）讲述怎样看出数据的分布规律；（§4.3）讲述怎样找数据的代表值；（§4.4）讲述怎样描述数据均匀或是不均匀的特征。6.通过数据探寻随机现象的统计规律[屏幕展示]用数据描述客观事物的现实状态用数据描述客观事物的现实状态（第4章）对数据进行探索性整理根据事先设计好的分组方案对数据进行整理分布列（§4.2）位置特征数（§4.3）离散特征数（§4.4）分组整理，然后，计算组指标和总指标（§4.1）通过数据探寻随机现象的统计规律通过数据探寻随机现象的统计规律（第7~10章）两种常用方法几种常见问题参数估计§6.3显著性检验§7.1一个总体分布的研究§10.2一个总体参数的研究§6.3§7.2§7.3§7.4二总体的比较（第8章）变量间关系的研究（第9章）和§10.3预备知识：随机试验和随机变量（第5章）8[讲解]（1）“两种常用方法”属于方法层次，“几种常见问题”属于应用层次。在解决常用问题的时候，总会用到这种、或那种、或两种方法。（2）参数估计。想要用数据去估计总体参数（例如：新生婴儿体重的规律值）。针对这类任务，设计了这样或那样的工作方法。（3）显著性检验。猜想总体为某种情况，怎样用数据去进行论证（证伪或不能证伪）。（4）一个