科学计数法的方法篇1
关键词：关于计算机教学论文
阐述了计算学科中数学方法和系统科学方法的基本概念、特点和方法;揭示了教学方法,系统科学方法与计算机教学研究的内在联系;给出了数学方法、系统科学方法在计算机教学研究中的应用;旨在更好地借鉴其他学科现有的科学方法,自然运用到计算机教学研究中。
进入21世纪以来，计算机与网络技术的运用快速浸透于社会的各行各业战争常百姓的日常生活。一日千里的变化使人们苏醒认识到：计算机技术是信息社会的主要技术。不控制计算机学问和根本技艺，将难以在现代信息社会中有效地工作和生活。“电脑要从娃娃抓起”，信息科技课程曾经成为学校必不可少的课程之一。
现代教育强调注重学生的主体性作用，教员的作用要表现在引导上。面对丰厚多彩的计算机世界，每一个学生可能都会有不同的想法和喜恶。而作为一名计算机教员又必需在有限的课时内完成较繁重的教学任务。那么如何统筹二者停止高职计算机的教学呢？我在几年来从事计算机教学过程中停止了一些尝试，总结了一些较适用有效的教学形式和教学办法。
一、教学形式
1.边讲边练，精讲多练
计算机学科的理论性很强，强调学生操作才能的培育。假如采用传统的教学办法，“纸上谈兵”，学生容易感到单调乏味。而自觉的上机练习也难以保证学习效率。所以每当学习新的操作内容时，一堂课中我普通只布置15分钟左右停止解说、示范。讲一个问题时就让学生同步操作，然后关键的一步就是布置相似的练习让学生入手理论。等他们控制以后再讲一个学问点。这样每堂课讲授的学问学生们都能应用于理论并得到稳固，最终到达纯熟控制。有时能够依据学生的实践程度恰当调整讲课内容，精讲重点、难点、疑点，把时间最大限度的留给学生去操作实习。关于一些重要的、较为烦琐复杂的操作，尽可能天时用多媒体教学网络，一边演示一边解说。这种直观、共同的教学方式常常能惹起学生的留意力，激起起他们本人尝试的兴味，这样，既缩短了教学时间，又进步了教学效率。几年来的理论证明，学生在本人操作时提出的问题远比被动承受教学时要多得多，而且对这些问题的了解、控制更为结实。这样也有效地促进了学生作为学习主体操作主动的考虑。
2.耐烦辅导、培育兴味
“兴味是最好的教师”一个人只要对某个问题产生兴味，对会启动思想，才会主要去寻觅处理它的方法，才会主动获取相关的学问，将“要我学”变为“我要学”。兴味是激起学生学习积极性的动力，也是激起发明力的必要条件。因而，在计算机教学过程中，如何激起学生的学习兴味无疑是教员的重要任务之一。每当我接手一些新班级，总会发现其中有一局部学生从未运用或极少运用过计算机，基本不具备根本的计算机学问和操作才能，完完整全是个“电脑盲”。在操作过程中经常会呈现各种各样的问题，绝大多数十分简单，以至令人发笑。但是我深知：作为教员，不能因而而讪笑、怒斥学生。一定要留意倾听学生提出的每一个问题，并针对不同问题做出不同的解答。有的能够开门见山的答复，有的演示一遍操作过程，有的和他们做简短的讨论，有的则用另一个问题将学生的考虑引向深化。在辅导过程中，我留意与他们站在对等的角度，当心维护他们心中萌生的兴味之芽，并用恰当的鼓舞和褒扬树立他们胜利的自信心、决计。
3.因材施教，分层教学
现代教育供认个体的差别，对不同程度的学生，施行因材施教，分层教学就显得尤为重要。因而我在接手班级时，首先做好了这方面调查，在此根底上对学生的上机座位停止布置。在讲授一些常见的学问点时，如：汉字的输入、资源管理器的操作等，并支持他们停止感兴味的一些操作，如：电脑绘图、打字游戏。此外我还鼓舞他们自学课本上的选学模块，并作一定的辅导。这样就有了较多时间对根底差的同窗多指导，使他们能顺利地完成我布置的根本教学任务或操作锻炼。
高职计算机教学主要目的是激起学生学习和运用计算机的兴味，稳固学生学习计算机的热情，让学生初步控制计算机的根本操作技艺并应用于理论，注重培育学生的信息素质和创新思想以及自学才能。在有限的条件下，依据学生目前的实践状况应用这样的办法停止多样化的教学还是有其可行性的。
二、教学办法
“教无定法”。只需能促进学生了解、控制顺应就是一个好的教学办法。
1.比喻阐明法
计算机课程中有相当一局部是根底理论学问，关于学生来说有时较单调。假如在讲课时恰当地运用比喻，就会有助于学生对学问的了解和控制。比方：在讲网络中的域名和ip地址时，能够这样讲：世界上的人很多，我们怎样来辨别彼此呢？我们能够经过用本人的名字和用身份证号两种途径，我们能够运用身份证号来独一的指定某人，但是，身份证号太难记了，日常生活中，我们用名字来指定某人。网络中的计算机也一样，为了辨别彼此，他们也有“名字”～我们称之为域名，同样他们也有本人的“身份证号”～ip地址，ip地址能够独一的指定一台计算机，但是，记住它不太容易，平常，我们只用域名来指定网络中的计算机。这样，学生们很轻松地就揭去了域名、ip地址的神秘面纱。
2.高兴教学法
众所周知，汉字输入锻炼是一项机械、单调的教学内容。有的学生常常在学会了输入办法之后不愿花时间重复练习，这样就不能到达请求的输入速度。如何激起学生的学习兴味呢？创设一种高兴的环境，让学生在玩中学，在练中学不失为一种好办法。首先停止指法锻炼。对照实物让学生认识键盘，并解说键位及指法请求，接下来我为每一台学生装置打字游戏软件。形形色色的打字游戏马上惹起学生的浓重兴味。经过几次游戏，学生很快就能记住指法与键位。然后就能够教会学生汉字输入办法，进入实践锻炼。以后能够再装置上汉字输入的测速软件，搞几次分组或全班学生的输入竞赛，调动起学习的热情。
科学计数法的方法篇2
关键词：非计算机专业；计算机教学；课程体系
非计算机专业研究生计算机教育是一个复杂和具有挑战性的问题。各学科研究生的计算机教学要求是什么？基本知识、素质和能力是什么？培养计划是什么？这些问题是必须明确回答的，只有这样才能够制定出实用的研究生计算机教学规划。
1现状及存在问题
1.1开课情况分析
目前，我校面向全校研究生(列入公共课课程目录)开课，与计算机或信息技术有关的课程共15门，包括微机控制系统及其应用、计算机网络与通信技术、嵌入式系统及其设计、软件工程专题、神经网络导论、神经网络理论及应用、微机控制系统及应用、计算机通信与网络、internet原理与技术、数据库系统原理与应用、面向对象技术、软件开发、计算方法(a)、计算方法(B)、有限元方法及其程序设计。
软件开发课程开设于1994年，由冯博琴教授发起，面向全校的研究生，采用了西安交通大学出版社出版的、冯博琴教授等编写的《软件开发》这本书。自1996年起，李波老师担任该课程的主讲教师。该课每学年上一次，1996-2007年，该课的学生人数在70～90人之间，2007-2010年，该课的学生人数稳定在40～50人之间。选此课的主要为电气、电信、能动、机械、材料等学院的学生。该课的学生以硕士生为主，每学期有5名左右的博士生选修。自1996年起，教师采用自己编写讲课幻灯并布置阅读清单的方式开展教学。
1.2国内研究综述
国内学者普遍认为，非计算机专业研究生不应从计算机应用基础起步。富春岩等[1]针对非计算机专业文史类、理工类、师范类和医学类硕士研究生的计算机教学方法，提出改革方案――“四个层次”的课程设置模式。即第一层次为计算机基础知识和基本操作，第二层次为高级语言程序设计，第三层次为计算机软硬件新知识学习，第四层次为结合专业需要开设应用课程。根据信息技术发展的要求和信息检索课的现状，研究生计算机信息检索课程的教学内容设计、教学方法设计以及教学模式设计要进行改革，要适应信息化、网络化要求。
在工科院校的研究生中开设计算机应用课程，是时展的需要。国内高校根据专业特色，为非计算机专业的学生开设了计算机课程，如中国科技大学的神经生物学专业就开设了计算机在生物学中的应用这门课，热能工程专业开设了利用matlab建筑传热建模这门课。上海交通大学机械制造及其自动化专业开设了计算机图形学等课程。这些课程为学生在本专业的研究提供了方便的工具，打下了坚实的基础。国内大学对于非计算机专业计算机教育的改革是不遗余力的，不过目前还处于初级阶段，课程体系还不够成熟，普及率也不高。大部分学校的课程还局限在选修计算机网络、软件工程等传统课程，存在课程与本专业联系不够紧密的问题，学生反映上课与实用脱节。
国外理工科大学的研究生计算机教育为学生提供与研究方向密切相关的课程，学生每学期至多选3门课。课程要求严格，作业量大。比如，mit的航空航天系开设了设计及最优化计算课程，人口与环境科学系开设了计算机及工程问题解决导论课程。这类课程的共同点是计算机是专业研究的辅助工具。学生在完成课程作业过程中，需要用到编程等计算机知识时，一般采用自学或旁听的方式。系统建模与仿真、软件工程、算法基础是其他工科专业开设最多的课程。国外大学为学生提供配置齐全的计算机实验室、模拟实验室或仿真实验室等，实验室有计算机专业的老师进行辅导，对全校师生开放，方便大家实现自己的想法或者作业。以我国目前的教学模式和师资情况来看，不适合实行这样的开放式教学。而把非计算机专业的计算机教育改革着眼于为学生提供与本专业相关的计算机知识、基础实验，更符合当前的实际情况。
1.3研究生计算机应用能力现状
1999年，中国开始进入高等教育的大发展阶段，中国高等教育一举从精英型变成了大众型。目前，本科生、硕士生教育规模居世界第一位，博士生教育规模在2008年已超过美国，居世界第一位。西安交通大学现有全日制在校生30126人，其士、硕士研究生13044人。本科专业并没有多大变化，本科人数的增加主要是合校的结果，在此期间主要进行的是研究生的扩招。在计算机能力和素质方面，普遍存在学生编程能力不强，信息技术和方法应用能力不足的情况，在导师课题中不能发挥应有作用，远不能适应专业应用的需要。目前，我们在本科阶段实施“质量工程”，各研究型大学应高瞻远瞩，及早在研究生教学阶段重视计算机教学工作。
1.4计算思维及非计算机专业研究生教学面临的挑战
2006年，美国卡内基•梅隆大学计算机科学前系主任周以真(Jeannettem.wing)教授在美国计算机权威杂志aCm会刊上提出，计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。她将计算思维与工程问题的联系给出了更清晰的描述：通过约简、嵌入、转化和仿真等方法，把一个看来困难的问题重新阐释成一个我们知道问题怎样解决的思维方法；是一种递归思维，是一种并行处理，是一种把代码译成数据又能把数据译成代码，是一种多维分析推广的类型检查方法；是一种采用抽象和分解来控制庞杂的任务或进行巨大复杂系统设计的方法，是基于关注分离的方法(SoC方法)；是一种选择合适的方式去陈述一个问题，或对一个问题的相关方面建模，使其易于处理的思维方法；是按照预防、保护及通过冗余、容错、纠错的方式，并从最坏情况进行系统恢复的一种思维方法；是利用启发式推理寻求解答，也即在不确定情况下的规划、学习和调度的思维方法；是利用海量数据来加快计算，在时间和空间之间，在处理能力和存储容量之间进行折中的思维方法[3-4]。计算思维既向我们计算教育提出了挑战又指明了方向，如何在教学过程中贯彻计算思维的基本原则，是目前和未来亟待解决的一个问题。
在计算机学科(计算学科)教育方面，最有代表性和影响力的工作依然是ieee-CS/aCm组织的ComputingCurricula研究工作。CC2005报告认为，计算概念在过去的十年中发生了巨大变化，这种变化对教学计划的设计和教育方法会产生深刻影响。21世纪的计算包含许多富有生命力的学科，它们有着自己的完整性和教育学特色。研究者将报告分为5个独立的卷出版，它们分别是计算机科学卷(ComputerScience―CS)、计算机工程卷(Computerengineering―Ce)、软件工程卷(Softwareengineering―Se)和信息系统卷(informationSystem―iS)、信息技术卷(informationtechnology―it)。计算所包含的内容在深度和广度上有了巨大的增加，如何在规定的学分及学时内完成对巨量的与计算有关的基本知识传授，如何选择和抽取基本的核心的内容，是对教学工作提出的严峻挑战。
信息技术的发展对各个学科的研究与发展起到了推动作用。主要体现在如下方面：
应用数学和应用物理学的发展，使复杂自然和工程现象可用数理方程描述，用并行算法求解；传感器技术的发展，使人们所观察到的自然和工程现象的信息实现数字化；通信技术和先进网络的发展，使人们可以在任何时间、任何地点、以任何方式获取和交互信息；高性能芯片、并行计算机和软件技术的发展，使自然和工程现象实现数字化模拟和可视化，工程现象可以进行实时数字化控制，从而优化了产品质量，缩短了研发周期，提高了生产效率[2]。
如何针对科学技术的进步，尤其是信息技术的发展，培养新一代适应信息化社会的高端人才，是中国研究生教育的一个重大战略问题。
1.5结论
从以上文献和各校的实际情况可以得知，目前，非计算机专业研究生计算机教学处于各自为政的非规范化状态。虽然研究生的计算机教学和本科生不一样，不必提出统一的要求和内容，各校可独立发展出自己特色的教学体系，但目前还未见一个大学在此方面有系统的、能说得出特点的方法。
综上所述，我们认为当前的研究生计算机教育存在以下问题：
1)在全校层面重视不够，没有开展此方面的统筹和规划工作。
2)研究型大学的研究生计算机教学研究工作尤其薄弱，没有回答出研究生计算机教学的目的、要求、基本内容、教学方法等核心问题。
3)目前实行的计算机课程难以说清体系，教学目标也欠清晰。
4)由于对“计算”的概念理解不到位，造成对计算机教育的认识有偏差。
因此，我们有必要号召骨干教师和教学管理人员对以上问题引起重视，共同解决。
2教学改革思路
为响应国家提出的“知识创新工程”的号召，适应时展的需要，创建研究型大学成为我国重点高等院校发展的主要方向。研究型大学主要具有如下特征：1)能够培养出具有世界一流水平的人才。2)能够取得高水平的科研成果。3)教师队伍强大，拥有一批世界公认的学术权威和知名学者。4)学科门类齐全，基础学科具有明显的优势，同时具有强大的工科，作为学校发展的支柱。5)办学具有国际性，招收众多的外国留学生和访问学者。6)拥有一流的实验室。
为了创办研究型大学，我们提出以下几点想法和建议。
2.1计算机教育的目标定位
我们认为，在我国目前的研究型大学研究生教育中，计算机教育应该继续作为所有专业学生的培养内容并予以高度重视，应该进一步结合各专业教学改革与发展，不断强化计算机教学。为此，各大学要有明确的机构负责并实施全校研究生的计算机基础教学，提出实验室建设及加强师资队伍建设的要求。
作为计算机教学的依据和目标，研究型大学的研究生计算机知识与能力应该达到什么水平？研究型大学的核心是知识创新，对各个学科而言，应用数学和计算是从事各学科学习和科研工作的方法和工具。如何建立自然现象的数学模型，如何处理自然界的随机现象和复杂现象，如何考虑模型中典型参数的渐近行为，以及如何针对具体问题设计数值格式并进行数值分析，已经成为当代应用数学与计算领域的基本问题与基本模式。我们还知道，应用数学的方法只有通过计算机进行工具化，才能变成科学研究的锐利武器，否则会导致方法没有支持、工具缺乏内容的现象发生。若在此方面对研究生进行高水平的训练，必然会推动其科学研究手段的进步。我们认为，研究生计算机基础教学应紧密围绕提高学生采纳数学方法、使用计算机工具的能力培养上来。
有关研究生计算机基础教学的目标定位，在前提假定学生掌握了教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会基础课程分委员会在2009年8月提出的计算机基础课程教学基本要求后，我们认为新的课程要求可以归纳为以下几个方面：
1)计算机软硬件基础知识，主要掌握软件技术、体系结构及网络。具备专业领域中应用系统的集成与软硬件开发能力。
2)掌握数学模型方法。
3)新计算模型及新算法。
4)掌握数值计算及数值分析方法及工具。
2.2变“传授型教学”为“研究型教学”
研究型教学的特点是：1)教师不能只满足于依照一成不变的教材一般化地“完成”教学任务，而要通过继续学习、终身学习，不断更新自己的知识结构，使自己处于学科前沿。2)教师要担负一定的具有创新性的研究课题，力争成为本学科的学术骨干乃至学术带头人。3)教师要把研究与教学有机地结合起来，在向学生传授基本知识和新知识的同时，提高学生的综合素质，帮助学生完成一些较小的研究课题，使学生具备一定的研究和创新能力。
美国麻洲大学(theUniversityofmassachusetts)的JimKurose教授长期从事计算机网络的教学和研究工作，曾担任ieeetransactionsonCommunications和ieee/aCmtransactionsonnetworking期刊的主编。他写的计算机网络教科书被全世界300多个大学采用，此书最显著的特点是将自己的研究结果编辑成书，别人的成果自己也经过实验进行了论证。他无疑是“研究型教学”的楷模。
以往，高校本科的计算机教学分为计算机专业的计算机教学和非计算机专业的计算机教学，由于两者的教学对象不同，所以教学目标和教学内容也不同。各校大多形成了一支专门从事计算机基础教学的师资队伍，许多高校计算机专业与非计算机专业的计算机教学基本处于分离状态。这种状态是不适合研究生的培养，肯定是没有生命力的。
目前，研究型大学都有较好的计算机学科和应用数学学科。特别是经过“211”和行动计划建设，各校的学科水平得到进一步加强。各校应依托和发挥计算机学科和应用数学学科优势，统筹学校的研究生计算机教学，只有这样才能真正地变“传授型教学”为“研究型教学”。
2.3将计算机与应用数学紧密结合
计算机应用是一个范畴很大的应用领域。广义地说，凡是与计算机使用相关联的领域，都可纳入计算机应用的范畴。但对于计算机应用技术学科而言，应将计算机应用于各个行业的计算机具体应用与研究计算机应用与具体领域的共性理论、方法和技术的学问区分开来。前者叫计算机具体应用，它们应该划入具体应用领域的学科，后者称为计算机应用或计算机基本应用技术，这是计算机应用技术学科的范畴。
计算机应用技术是一门发展中的前沿学科，计算机应用技术已渗透到国民经济的各个领域，并占有相当重要的地位。该学科是其他技术或学科研究的基础，对其他技术或学科的发展具有一定的支撑作用。同时，作为一门独立的学科体系，它具有其他学科所不具备的辐射渗透作用，和其他学科相互融合，带动和促进了其他学科的发展。
计算机应用技术着重研究计算机用于各个领域所涉及的共性原理、方法与技术。学科研究范围包括人工智能、计算机图形学与CaD、图像处理与模式识别、计算机视觉、多媒体应用技术、人机交互技术、计算机模拟技术、基于网络的计算机应用技术、智能控制与机器人学、管理信息系统等。
应用数学是五个数学二级学科(基础数学、计算数学、概率论与数理统计、应用数学、运筹学与控制论)中尤为重要的一个二级学科，是联系数学与自然科学、工程技术以及信息、管理、经济、金融、社会和人文科学的重要桥梁。由于它涉及的学科与专业面广，而且地位突出，在数学学科中的地位显得越来越重要。特别的，通过建立数学模型，借助于高性能计算机，使得应用数学在科学与工程技术领域中取得了令人瞩目的成就，越来越多的应用数学方法被越来越多的科学技术研究工作者所重视。
另一方面，应用数学也是数学新问题的重要来源。应用数学的研究范围非常广泛，包括建立实际对象的数学模型、利用数学方法解决实际问题、研究具有实际背景和应用前景的数学理论等。同时应用数学的发展丰富了数学学科的内涵，扩大了其外延，使数学学科不断和其他学科相互交叉和融合，产生了许多极具生命力的交叉学科和新兴学科。
作为研究型大学，应该充分发挥多学科优势，深入挖掘数学学科对工程技术、生命科学、社会科学等学科的支撑作用，以先进的数学理论和方法提升其他学科科学研究的水平。
从以上分析可以看出，研究型大学要出高水平的成果和培养高层次的人才，应建设高水平的计算机应用技术和应用数学学科，并将两学科的学术优势变为向全校师生提供高质量的教育服务及资源，从而成为研究型大学研究生计算机基础教育的根本保障。
3课程参考
研究型大学在应用数学和计算机学科中开设了大量的课程，应用数学的主要课程有微分方程稳定性理论及应用、线性控制理论、最优化方法及应用、数理统计学导论、可靠性数学理论、多元统计分析、数值代数、特殊矩阵与新型算法、矩阵谱论、模糊数学基础、计量经济学、数理经济学、模糊逻辑与神经网络。计算机应用的主要课程有人工智能导论、模式识别、数字图像处理、多媒体技术基础及应用、计算机图形学基础、计算机实时图形和动画技术、虚拟现实、现代控制技术、信息检索、电子商务平台及核心技术、数据挖掘。
从以上内容可以看出，课程纷繁复杂，让学生摸不着头绪，也没有一个教研室能开设全部的课程。为此，有必要分层次设计研究生计算机教学，便于学生学习和组织教学。以上课程主要面向本学科的学生设计，对于非本专业的学生，只能在学习了一个基本内容后，结合自己的研究方向选修以上课程。因此，必须要分析各个学科对应用数学和计算机学科的要求现状，找出基本的和共性的要求和内容，作为公共基础类课程，制订一定明确的培养要求，向全校研究生开设。
根据计算思维的观点，并结合英国SouthBank大学的Centreforappliedmethods经验，我们建议计算机公共基础类的课程分成3个层次：计算思维类、硬软件技术类、计算方法类。计算思维类的核心课程有计算思维、计算原理等。硬软件技术类的核心课程有软件技术、体系结构、计算机网络与数字系统。计算方法类的核心课程有数学模型方法、科学计算、数值分析、新算法。
计算思维、计算原理主要讲授计算的核心概念及应用方式。软件技术包括面向对象程序设计、软件开发方法学、分布式计算，力图使学生熟练地掌握面向对象的开发方式，为今后从事研究工作的数字实验及开发本领域的系统打下基础。除此之外，学生可选修一些学科的专题课程，例如嵌入式软件的开发、可视计算等。体系结构、计算机网络与数字系统包括计算机、网络、数字系统的工作原理、系统构建方式等。数学模型方法包括形式化方法(逻辑、代数、可计算函数)，可视化方法及方法对应的工具软件。科学计算包括矩阵计算、符号计算、数值常微分方程、数值偏微分方程、有限元法、矩阵演算。数值分析包括数值分析方法及工具，是计算机处理科学研究和工程技术研究的重要内容，而对于理、工、经济、管理、医学等学科，精确的数值分析技术是提高科研水平的重
要基础。新算法包括遗传及进化计算、神经网络、统计学习算法等新型计算和优化方法。
课程应遵循以数学方法为体，计算工具为用这一指导原则。通过以上课程的学习，学生可以建立系统工程的思想，掌握基本的数学方法，熟练使用数学软件工具，独立地研究自己专用的算法或数学软件工具。
4结语
总之，非计算机专业学生的计算机教学应结合特定专业具体案例，这样学习效果更好，学生更容易接受。理工科专业研究生对数值计算、数值分析方法及工具等课程很感兴趣，而经济、管理以及少量法学专业的学生选择经济统计与分析软件应用课程，这就对课程案例设计提出了很高的要求。对于同一课程，不同学科有不同的能力要求，因此在制定知识体系、课程指引、能力要求报告时，都必须参考各科具体情况，体现学科特性。在此基础上寻找学科共性，培养学生的计算思维，通过教学案例使学生学会常用工具，并学会用计算思维解决工程问题。
参考文献：
[1]富春岩.非计算机专业研究生计算机教学的研究[J].计算机教育,2006(6):38-40.
[2]李未.对新形势下我国计算机教育发展的思考[R].福州:第四届全国计算机教育论坛,2008.
[3]董荣胜,古天龙.计算思维与计算机方法论[J].计算机科学,2009(1):1-4.
[4]周以真.计算思维[C]//中国科学技术协会学会学术部.新观点新学说学术沙龙文集⑦教育创新与创新人才培养.北京:中国科学技术出版社,2007:83-85.
StudyofComputerLearningproblems
――aimingatnon-computermajorGraduatesinResearchUniversities
LiBo,FenGBoqin,HanLina
(Schoolofelectronic&informationengineering,Xi’anJiaotongUniversity,Xi’an711049,China)
科学计数法的方法篇3
关键词：计算机图形学；科学思维；学科结构；教学改革；教学方法
0引言
大学的主要任务是培养人才，特别是培养创新人才。培养创新人才的基本途径与方法有课程教学、参与科学研究与项目开发、对外学术交流等。然而传统本科课程教学多注重传授学科的系统理论等专业知识，不重视对知识产生原因、方法的介绍，如忽视思考解决学科基本问题的具体过程等，这会造成课程教学传授知识与科学研究相脱节，导致学生的知识结构产生缺陷，不利于他们将来从事创新等研究工作。为配合计算机图形学课程的教学改革，根据计算机图形学课程的特点，笔者提出一种面向科学思维的教学新方法，它能有效弥补传统本科课程教学的不足。
1面向科学思维教学方法的基本要求
常见典型的教学方法有：结构主义的教学方法、建构主义的教学方法、问题（任务）驱动教学方法等。这3种方法各有其优缺点，一个好的教学方法最好能全面综合这3种方法的优点。面向科学思维的教学方法要求把思考问题的方法、系统分析与综合的方法、科学研究的工作方法、查找资料与抽象的方法等知识产生的方法引入课程教学中，有效讲解学科专业知识是根据发展需求、通过研究各种问题产生的；专业理论体系或与其学科结构是由多项研究成果形成的，这些知识是科学研究与科学思维产生的结果。
结构主义、建构主义与面向科学思维教学方法的异同点见表1。
2确立计算机图形学课程的教学内容与教学模式
2.1传统计算机图形学课程教学改革的原因
2013年以前，国内外传统计算机图形学课程教学以讲授图形标准（显卡驱动与显示图形等子程序的集合）或CaD为主。这种CaD与计算机图形学（即图形标准）学科的划分有问题，它只便于图形标准的硬件实现，却因基本概念不全导致这两者均不能独立讲清三维真实感图形的自动生成原理以及计算机程序设计的基本规律，更不能总结计算机图形学的研发成果与发展规律，不能满足计算机图形学学科建设发展需求。
2.2用系统分析与综合的方法确立计算机图形学课程的教学内容
2.2.1系统分析：从理论上确立实现计算机图形学课程目标的发展路线图
本课程目标是用计算机程序自动生成类似人眼观察世界获得的观察图像（亦为学科研究的基本问题，它适合作为建构主义教学方法要求的教学环境需求问题）。为此至少要完成3个子任务：①掌握三维图形的生成原理；②掌握生成三维动画等图形的程序设计；③理顺新课程教学内容与图形标准、CaD的相互关系。
1）第一个任务的实现方法。
照相机生成照片遵循光线传播生成三维图形这一物理原理，计算机生成所有三维图形（包括光线跟踪算法、辐射度算法、投影、多边形填充、纹理映射、阴影算法、图像融合算法与二维直线的生成等）也应遵循该原理。这是本课程知识理论体系的完备性与一致性的基本要求，它决定了计算机图形学的学种性质与教学定位。
2）第二个任务的实现方法。
用辐射度和光线跟踪算法生成的三维真实感图形等程序，是一类典型的显示图形的计算机仿真应用程序。故计算机图形学的编程实现既遵循计算机仿真的基本原理，也遵循计算机程序设计的基本规律。
计算机仿真遵循系统（决定被仿真对象的范围与其行为特性）、建模（用数学模型描述仿真实验对象）、仿真算法（计算机通过执行该仿真算法，进行仿真实验）与评估（检验仿真实验的结果是否与应用需求保持一致）这一基本原理。
计算机程序设计应遵循计算理论可计算性的实现前提对程序设计的规范要求：①待解问题被模型与系统形式化方法所描述；②这种描述要转换成算法；③算法要有合理的复杂度。
这里，形式化描述指用数学符号、逻辑符号与流程图描述并要求保持逻辑上的一致性。系统的概念被本文定义为软件系统：它按解决问题的系统流程要求，编程实现数个模型描述数据与命令的输入、存储管理、运算处理、输出显示4个过程，能直接达到自动运行软件的设定目标并具有完整动态结构的综合程序。软件系统的概念是国内传统计算机核心课程教学缺失的重要概念。
故三维图形学的教学内容，主要用3组数学模型描述可视物体、灯光、照相机物理模型的物理特性（如用几何模型、材质模型与纹理模型描述可视物体；用光线几何模型、颜色模型、照明模型、辐射度算法和光线跟踪算法等描述点光源；根据类照相机的观察参数，用阴影算法、图像融合等算法描述照相机模型；对光线跟踪算法，应重构照相机模型）；在物理仿真、数学建模与软件系统概念的指引下，编程构建三维图形软件系统，实现三维图形的自动显示。物体运动与变形、灯光变幻、照相机运动可形成计算机动画。计算机游戏是用人机交互的操作方式并通过实时动画与声音有效描述具有智能行为能力的人（或动物）的多种社会实践活动。
3）第三个任务的实现方法。
计算机动画包含了传统图形标准与CaD的原理，所以在课程最后，可讲解图形标准openGL的原理与编程使用方法。同时图形标准是游戏软件的基石，是现代计算机应用不可缺少的基本配置。
2.2.2系统综合：介绍图形学的基本原理与动画软件的实现方法
这要求教师先查找资料、汇集前人发表解决以上问题的不同论文与教材（解决课程教学问题的先决条件），挑选材料编写课程讲义，详细介绍完成该任务所需的基本原理与实现方法，讲义试用成熟后再编著出版教材。
教材按以下思路组织：用二维图形学构建软件系统概念的教学，用三维图形学构建三维图形数学建模的教学（直接用三维图形构建软件系统概念的教学，会导致课程教学内容的复杂化）。在每章的开头，均提出应思考并解决哪些问题才能达到本章的教学要求，加强训练读者思考问题的习惯。
学完本课程，学生要能胜任计算机动画软件的设计与编程实现等任务。
2.3归纳计算机图形学的学科结构
以上教学充分展示：由物理模型（化学模型、生物模型、社会发展需求模型等）数学模型（数据模型是数学模型的一种简单特例，其编程操作主要是数据的存储与检索，以实现数据库软件。根据数学模型“曲高和寡”的原理得知，数据库软件是应用软件中应用面最广的一类软件；或用离散数学的方法、判断规则与判据或可编程实现的自然语言与功能等描述解决问题的过程与步骤；或用通信协议描述数据通信过程要遵循的规则、约定等要求，这是网络通信编程的基础）软件的系统功能与结构用算法语言实现程序编码并形成算法软件测试评估等过程所确立程序设计的基本规律。程序设计这一规律，能被雷达的设计与制造过程所佐证，如通过物理实验确立雷达原理用数学模型描述雷达的工作过程设计雷达系统的功能与结构用电子技术制造雷达设备做好的雷达要通过测试评估才能交付使用等。
由此能用理论（物理原理、建模、软件系统、仿真、程序设计）、工具（openGL、Direct3D、着色语言、aCiS、webGL、openCL、3D游戏引擎等）与应用（显示图形的应用程序，如3D动画或CaD、地理信息系统（空间复杂性高而时间复杂性低）、游戏与虚拟现实系统（时间复杂性高而空间复杂性低））3个学科形态描述计算机图形学的学科结构。
2.4用科学研究的工作方法确立计算机图形学课程的教学模式
（1）选题（发现问题）：找任务、了解用户需求、检索阅读资料并提出问题。自由选题要确立研究问题的科学性、目标性、创新性和可行性，并找准课题的申报渠道。提出问题是对任务深入思考或科学研究的前提。如计算机图形学的学科属性与教学内容是否成熟，是此前国际计算机图形学教育界多年关注的教学疑难问题。
（2）分析问题：真实照片由照相机、可视物体与灯光3个主要因素决定，由此确立解决问题的方法。
（3）寻找解决问题的方法（提出假说）：首先用二维图形建立软件系统的概念；然后建立描述照相机、可视物体、灯光物理模型物理特性所需的数学模型，构建仿真光线在计算机场景与照相机模型中传播，生成三维动画图形。
（4）做实验解决问题（找寻证据支持假说）：针对建立的数学模型，选择数据结构，设计算法，编写程序源代码并调试测试程序，构建三维图形软件系统，实现图形的自动显示。
（5）取得新成果（查新验证）：改进学科的系统理论与基本方法，发表研究论文，推广该研究成果或论证申报新开发项目，推动学科建设向前发展。当我们解决好计算机图形学的教学问题时，就为撰写本文并申报计算机图形学国家规划教材奠定了基础。
由此构建程序设计教学的完整过程，并把程序设计拓展成科学研究工作方法的一种形式与组成部分。
该教学模式不仅把教学与科学研究两个不同性质的学术过程结合在一起，还说明围绕课程教学思考问题的训练属于科学研究领域思维活动的一种基本形式。
3在课程教学过程中合理安排思考问题的训练
教师在重点介绍、讲解每个专题前，要考虑如何训练学生根据学科的发展需求思考问题，这些问题是任务驱动教学法中各种问题的来源。
3.1用二维图形学构建软件系统概念的教学
专题1：线段图形的描述与生成。基本问题：如何用数学的语言与方式（如描述函数）描述各种线段图形的几何形状，以形成各种线段图形的几何模型？如何形成矢量汉字等子图形高效率的描述方法？如何把这种描述函数转换成算法，并根据其描述数据生成这些基本图形？
专题2：实面积图形的描述与生成。基本问题：用什么方法描述实面积图形的几何形状，以形成各种实面积多边形的几何模型？如何利用显示设备的绘图功能生成实面积图形？如何实现直线图形边缘的反走样显示？
专题3：图形的基本运算。基本问题：图形运算的目的是什么？如何用几何变换矩阵的方式描述图形几何模型的几何变换？若用实面积多边形的布尔运算构建新的复杂图形的几何模型，则布尔运算的数学基础是什么？如何实现其布尔运算？
专题4：图形的观察运算。基本问题：如何把输入到计算机中的图形几何模型描述数据，转换成显示设备坐标系中的图形几何模型描述数据？并调用图形的生成算法显示各种图形的几何形状？
专题5：图形数据与命令的输入。基本问题：能用哪些方法把图形模型描述数据与命令高效率地输入到计算机中？如何利用输入设备的数据输入功能与显示设备的图形显示功能，编程实现图形数据的交互输入？如何规划应用程序中的人机交互设计问题？
专题6：图形的数据结构。基本问题：图形数学模型的种类与复杂、复合图形的构建方法，这些对保存图形几何模型的描述数据提出了哪些动态管理上的要求？如何设计相应图形的数据结构，才能有效地保存、管理存储于计算机中的各种图形描述数据（命令）？如何把图形显示区中的图形描述数据编译转换成多种显示设备能识别并运行的显示指令代码，以实现图形的显示？为编程实现各种图形的自动显示，需要确定编程处理图形数据的基本流程和程序的功能与结构，以形成软件系统的概念。
3.2用三维图形学构建数学建模的教学
专题7：照相机模型的建立与三维几何图形的显示。基本问题：如何用数学模型，特别是用矩阵的方法，描述照相机拍摄（投影显示）三维直线图形的物理过程？
专题8：平面物体几何模型的构建与图形显示。基本问题：如何用直线与平面函数描述平面物体的几何形状？如何记录这种描述所形成的几何模型数据？如何构建形状复杂的平面几何物体？如何显示平面物体的几何形状与表面？
专题9：曲面物体几何模型的构建基础与线框模型图形显示。基本问题：用什么方法描述曲面物体的几何形状并构建其几何模型？如何显示曲面物体的几何形状？
专题10：灯光模型的建立与光照物体的图形显示。基本问题：如何用数学模型的方法描述灯光的物理特性？如何描述在灯光照射条件下几何物体的可视物理特性？如何显示光照效果的曲面物体的表面与几何形状？如何更有效地描述光线传播的物理特性与变化规律？
学生按照这一思路进行选题，可考虑为实现像照片一样自然景观（如白光的薄膜干涉等现象）的图像显示，需研究哪些问题等，并发表其研究成果。课程教学内容成熟完整后，才便于界定计算机图形学的学科内涵。
4分析计算机专业主要课程的基本特点，提炼计算科学的学科结构
4.1计算机教学此前无计算科学学科结构概念的原因分析
现有权威资料和维基百科、百度百科表明，此前国内外计算机教学均无计算科学学科结构这一重要概念。以下3点是导致这一现象存在的重要原因。
4.1.1对计算工具的分类作用认识不足
尽管人们知道计算机是一种计算工具，计算机有广泛的应用，计算机科学有自己的一套理论根据，但仅用“理论、工具与应用”很难全面概括计算科学的研究全貌与多项用途。事实上，计算机的系统工具对总结计算科学的学科结构非常重要。
计算机系统是一个能对编程实现的数学模型与逻辑模型，进行自动解算与推理的通用计算工具。这决定了程序设计在编程使用计算机上的重要性。
操作系统是对计算机的各种硬件资源与软件资源进行程序管理，使计算机正常运行的系统工具软件。同时，它能对用户程序（命令）的输入、存储管理与自动运行提供服务（包括对通信进程进行有效监管控制），并用人机交互与图形界面的方式记载这种用户程序与命令操作的运行结果。
编译系统是用高级语言编程必备的系统工具软件，它可以把用户用高级语言编写的程序源代码、编译转换成计算机能识别并自动执行的机器语言程序代码。
算法语言是用户为编程使用计算机的各种计算功能，用类自然语言的方式与计算机相互交流思想的符号表达工具。
这些计算工具本身没有直接解决数学计算与逻辑推理等应用问题，该任务由编程解决。
这类计算工具是在实际应用过程中总结、提炼的结果，工具本身一般不直接解决最终的应用问题，这是工具的第一个特点。它的第二个特点是工具的制造具有递归性，即可用简单工具制造复杂工具。它的第三个特点是专业复杂工具的制造方法与技术具有封闭性与隐蔽性，但这不影响他人对工具的操作使用；且其隐蔽、封闭性是工具使用方便、高效的主要原因。
软件系统与计算工具等概念的形成，是用抽象的方法（从众多事物中总结提炼出具有共同本质的特征、而舍弃其非本质的特征等内容）处理形成的结果。
4.1.2传统课程没有讲清计算机仿真的原理与计算机程序设计的基本规律
传统计算科学的核心课程（计算机导论、计算机原理与系统结构、算法语言与数据结构、编译系统与操作系统、软件工程、离散数学、数据库和计算机网络）从未讲清计算机程序设计的基本规律与计算机仿真的基本原理。学生往往通过课后大量的编程训练，积累对计算机程序设计与计算机仿真的认识。这种程序设计经验式教学培养模型，无助于学生总结并提炼计算科学的学科结构。相反，人们在算法语言与数据结构课程的教学上存在一些模糊认识。例如，算法语言是用一组语法规则与功能约定的一种符号标记系统，它让人们掌握语言的符号约定、功能、特性以及用算法语句描述给定的数学计算与数据处理、逻辑判断等――即其教学主要是完成程序的编码训练，由此形成算法；也为研制该语言的编译系统做铺垫。然而部分算法语言的教科书，只有一些算法验证性应用实例，并把它们等同于计算机程序设计教学，这无助于初学者全面正确地掌握计算机程序设计的基本规律，因为学习算法语言后，他们还是没有数据结构的概念。
数据结构是研究用程序编码的方式，在计算机中有效实现多种类型数据的存储组织（形成线性、非线性、网状结构形式以及静态或动态结构形式的数据存储方法）、存储管理、排序检索与编程效率等任务的一门专业基础课程。数据结构课程有很多计算复杂性的案例，是培训人们掌握编程技巧的一种有效方法。因为编写程序所采用的数据结构往往决定了算法的编码实现方法，更重要的是，CpU是根据保存在内存各处程序代码的逻辑次序、通过逐条读取其指令代码来完成用户指定应用程序（或命令）的执行。如何规划、设计、调度与管理内存的使用，这与数据的调度与管理原理类似，是数据结构讨论的问题之一（常在操作系统课程中介绍解决该问题的方法。数据结构问题本质上属计算机内存的动态、合理使用与管理问题）。而该课程中所谓抽象数据类型，是指在指定的数据集上定义对该数据元素进行多种加工等编程操作方法。这个数据集以及对其数据元素的加工方法（数据集与其加工方法均能递归定义），应来源于人们用数学的方法描述解决实际应用问题这一过程，该主次关系不能颠倒。没有这些数据结构与程序编码等基础训练，初学者很难规划好一个软件的系统功能与结构。
由于传统的算法语言与数据结构课程教学无数学建模（它决定了解决多种应用问题算法的来源）与软件系统的概念，故传统的算法语言与数据结构课程没有讲清程序设计的基本规律。
4.1.3传统计算机课程存在教学问题
首先，传统计算机图形学课程存在教学问题，现已被本教学改革有效化解。
其次，软件工程课程存在教学效果空洞抽象等困惑。若把新的计算机图形学课程作为软件工程课程的教学实习对象，可以有效解决该教学困惑。由于新的计算机图形学课程可以讲清程序设计的基本规律与计算机仿真的基本原理，这使软件工程课程的教学从理论上能达到软件全生命周期设计的教学目的。
第三，计算机导论与计算机基础课程存在教学困惑。计算机导论应对计算学科发展的全貌作整体介绍，并理顺计算学科与其他学科之间的关系，引导读者根据自己的需求有效选择学习不同的计算机专业知识。由于此前计算机课程存在以上问题，导致历次获部级奖励的计算机教学改革成果以通过有效载体进入课程教学，致使计算机课程教学体系仍然不够成熟。这往往是行业外人士选修计算机课程的迷惑。因为自牛顿时代以来，用数学的语言描述自然科学取得的新进展，是各自然学科之间相互交流学术思想与成果的通用方法；然而目前其他自然科学工作者学习计算机后，却无法顺利地用计算工具的方法来表达其各自学科建设研究成果的数学模型等。这种计算机课程教学不便于计算机教育与其他自然科学教育进行对等有效的学术交流，并导致计算机基础课程教学出现危机。另计算机教学无计算科学学科结构的概念，即人们没有评判计算机导论教材好坏的客观标准。计算机图形学教学改革取得的新成果――发现计算科学学科结构的客观存在，为重构计算机导论与计算机基础课程提供了重要借鉴。
最后，计算机网络课程存在不足。如该课程介绍网络通信协议较多，却较少介绍网络通信工具的构建与编程使用方法，以及计算机网络通信程序的编程实现，这不利于初学者承担计算机网络计算的重任。
4.2借鉴计算机图形学的教改成果。归纳计算科学的学科结构
传统计算机核心课程缺少一门计算机的综合运用课程，以总结并提炼计算机程序设计的基本规律与计算机仿真的基本原理。计算机图形学课程可以很好地承担这一重任。有了计算工具的概念与计算机图形学课程后，可以重新分类、归纳已知计算机的多种应用。
成熟的计算机图形学与传统计算机核心课程的教学，使计算科学理论（即计算机的系统理论和专业知识。它需回答：什么能被工具有效地进行自动计算，用什么方法研究该命题并形成哪些结论、成熟的理论与发展方向；满足何种条件的实物装置能实现计算功能，计算装置如何构造实现并使其正常运行、操作使用；可计算性的实现前提是什么，如何用该计算装置实现这种自动计算，如何保证计算结果的正确性和计算装置运行的安全稳定，该计算装置有多强大的计算能力；计算理论与计算机专业各课程的关系等）、工具（算法语言、编译系统、操作系统、计算机系统）与应用（数据存储与检索，数据计算、仿真、符号变换与推理，数据网络通信，数据获取、输出表达与控制即多媒体）3个学科形态得到完整展现。它们是形成计算机专业多个发展方向（如杀毒与网络防火墙、网络存储与查询、网页设计开发工具与网站建设、网络浏览器，即时通信、流媒体与播放器、人工智能与专家系统、计算机嵌入式应用、计算机在通信与自动控制系统中的应用等）与综合（如3D网络游戏）或研发计算机硬件（计算机系统结构与CpU设计、计算机工程）的基础。
因互联网的应用，计算机网络计算有网络理论（在通信理论的支持下，如何可靠、快速、方便、安全地实现计算机信息描述数据的通信；网络计算的理论基础与基本规则是什么，如何利用网络资源进行有效的传输与计算）、网络工具（计算机与互联网、路由器与交换机、调制解调器、Java、html语言、浏览器、Socket、遵循HLa标准的分布式实时仿真工具Rti、网络游戏引擎）与网络应用（如计算机数据通信与监管、电子商务、社交网站、网络游戏、云计算、信息技术与信息系统、物联网、大数据的应用等）。
图1显示了计算科学的学科结构。由计算机仿真的基本原理与可计算性的实现前提，可论证程序设计教学与计算机仿真教学的一致性。
故计算作为一门学科（招生专业）的根据是：①它有自己独立的研究领域。即什么能被有效地用工具进行自动计算以及可靠、安全、快速地传输？②产生专业知识的方法。科学研究与科学思维是产生（创造）多种学科新知识的主要方法，这是研究生阶段的主要学习任务。③由此形成的理论体系与其学科结构。这是本科生学习阶段应掌握的专业知识。④传授知识的法定机构与办学条件。⑤广泛的应用基础。
5结语
科学计数法的方法篇4
关键词：统计学；发展趋势；统计教育改革
引言
随着国家创新形式的发展，统计创新工作已经得到相关部门的重视，统计创新包括统计实践创新和统计教育创新两个方面。统计教育的创新是统计创新的基础，没有统计教育的创新，就谈不上统计实践的创新，下面我从统计学的基本发展趋势来探讨目前统计教育的改革方向。
一、统计学的基本发展趋势
统计学的发展与其它学科的发展相似，也需要走与其它学科相联系的发展道路。
1.1统计学与实质性学科相结合的趋势统计学是一门通用方法论的科学，是一种定量认识问题的工具。统计方法只有与具体的实质性学科相结合，才能够发挥出其强大的数量分析功效。并且，从统计方法的形成历史看，统计方法基本是从一些实质性学科的研究活动得来的，例如，最小平方法与正态分布理论源于天文观察误差分析，相关与回归源于生物学研究，抽样调查方法源于政府统计调查资料的搜集。同时历史上一些着名的统计学家同时也是生物学家或经济学家等。另外，从学科体系上看，统计学与实质性学科之间的关系不是并列的，而是相交的，统计方法与实质性学科相结合，才产生了统计学的分支，如统计学与经济学相结合产生了经济统计学，与社会学相结合产生了社会统计学等，而这些分支学科都具有“双重”属性：一方面是统计学的分支，另一方面也是相应实质性学科的分支，所以经济统计学、经济计量学、社会统计学不仅仅属于统计学，同时也属于经济学、社会学、生物学的分支等。这些分支学科的存在主要不是为了发展统计方法，而是为了解决实质性学科研究中的有关定量分析问题，统计方法是在这一应用过程中得以完善和发展的。这个发展趋势说明了统计方法的学习必须与具体的实质性学科知识学习相结合。因此，统计专业的学生必须在学好本专业知识的同时，也要通晓相关的实质性学科的课程知识，只有这样，所学的统计方法才有用武之地。
1.2统计学与计算机科学结合的趋势纵观统计数据处理手段发展历史，数据处理手段的每一次飞跃，都给统计实践带来革命性的发展。电子计算机技术的诞生与发展，使得复杂的数据处理工作变得非常容易，那些计算繁杂的统计方法的推广与应用，由于相应统计软件的开发与商品化而变得更加方便与迅速，非统计专业的理论工作者可以直接凭借商品化统计分析软件来处理各类现实问题的多变量数据分析，而无需对有关统计方法的复杂理论背景进行研究。计算机运行能力的提高，使得大规模统计调查数据的处理更加准确、充分与快捷。随着计算机应用的越来越广泛，信息数据也越来越多，大量信息在给人们带来方便的同时也带来了许多问题：信息过量、信息真假、信息安全等问题出现了，同时信息形式的不一致也导致信息难以统一处理。于是如何从大量的信息中找出有用的信息？如何提高信息的利用率？数据挖掘和知识发现（DmKD）技术随之应运而生了。数据挖掘就是从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的实际应用数据中，提取隐含在其中的、人们事先不知道的、但又是潜在有用的信息和知识的过程。数据挖掘是一门交叉学科，它把人们对数据的应用从低层的简单查询，提升到从数据中挖掘知识，提供决策支持。在这种需求下，汇聚了不同领域的研究者们投身到数据挖掘这一新兴的研究领域。虽然统计学家与计算机专家关心Datamining的视角不完全相同，但可以说，Datamining与DSS一样，使得统计方法与计算机技术的结合达到了一个更高的层次。
因此，统计学越来越离不开计算机技术，而计算机技术应用的深入，也同样离不开统计方法的发展与完善。所以，对于统计专业的学生来说，一方面要学好统计方法，但另一方面更加要学会利用商品化统计软件解决实践中的统计数量分析问题，学好计算机信息系统开发的基本思想与基本程序设计，能够将具体单位的统计模型通过编程来实现，以建立起统计决策支持系统。所以统计与实质性学科相结合，与计算机技术相结合，这是发展的趋势。所以统计教育的一些课程要改革，教学方式也要改革。以下谈一谈统计教育需要改革的几个方面。
二、统计教育的改革
2.1统计专业课程建设专业建设考虑的是应当培养什么样的人才和怎样培养这样的人才。专业建设的核心问题则是课程设置和规范课程的内容。培养统计理论人才应当设置较多的数学课程，目的是让学生能对各种统计方法有较深刻的理性认识；培养应用统计人才应当设置较多的相关应用领域的专业课程，将统计方法与相关领域的专业知识完美结合。例如培养从事经济管理的统计人才，在课程设置上至少应当包括三方面的知识：（1）经济理论课程，让学生了解经济活动的主要进程和基本规律；（2）研究社会经济问题主要统计方法，包括常用的统计数据搜集方法，统计数据处理方法和分析方法；（3）适用电脑技术，让学生初步掌握运用电脑进行统计数据处理和分析的基本理论和技能。
2.2教学方法和教学手段的改革统计教学方法和教学手段改革中，应充分运用现代教育技术、教学手段，更新教学方法，促使教育技术、教学手段和教学方法有机结合。
2.2.1改接受式的教学为互动式教学，以案例分析与情景教学开启学生的思维，使学生更形象、快捷的接受知识，发挥其独立思考与创造才能，培养学生的创造性思维能力。
2.2.2构建以课堂－实验室－社会实践多元化的立体教育教学体系。在传授和学习已经形成的知识的同时，加强实践能力锻炼，提高学生的动手能力和创新能力。只有将统计学的方法结合实际进行应用，才能展现统计学的生命力。
2.3统计学与计算机教学相结合教材要与统计软件的应用相结合。现在许多教材都是内容与软件分家，现在计算机已非常普及，无论是高校、高职和中专，培养出来的学生都会要用统计软件分析数据。再者，统计学是一门应用的方法型学科，统计学应当从数据技巧教学转向数据分析的训练。统计学与计算机教学有机地合为一体，除了要培养学生搜集数据、分析数据的能力外，还要培养学生处理大量数据的能力，即数据挖掘的能力。
2.4教学与实际的数据分析相结合统计的教学不能只停留在课本上，案例教学与情景教学应成为统计课程的重要内容。通过计算机对大量实际数据进行处理，可以在试验室进行，亦可在课堂上进行讨论，这样学生不仅理解了统计思想和方法，而且也锻炼和培养了学生研究和解决问题的能力。
2.5要有一批能用电脑、网络来教学的新型教师电脑、网络的出现，不仅改变了教学的手段，还影响着教学的内容。语言、数学、计算机、专业知识是一个统计人才必备的素质，它们之间是不可分离的，而是要尽可能结合在一起来进行教学，单一化人才已不适应现代化教育教学的需要，现代教育更注重教育信息技术中的多媒体、网络化、社会化和国际化、多样化和多层次的综合人才。
参考文献：
[1]贺铿.关于统计学的性质与发展问题.中国统计，2001，9.
科学计数法的方法篇5
1)统计学与统计学学科体系的初创阶段
我们将20世纪以前都划归为这一阶段统计学在这一阶段的发展过程中有几个重?要史实：
1.从17世纪中叶开始，英国威廉。配第等的“政治算术”以数量分析为特征，用数量比较的方法进行政治经济分析，就其所使用的独创的方法来看应当是统计学的起源
2德国海尔门。康令等的“国势学”，从理论上开始对国情调查和国情记录问题进行探讨，并为统计学这门学科起了一个沿用至今仍为公认的名称一一“统计学”
3.历经18世纪至19世纪，法国的拉普拉斯将概率论引入统计学，使统计理论与方法发生了重大飞跃比利时的阿德夫。凯特勒利用概率论原理分析人类各种知识中具有数量变化性的各种现象，概括出需要用统计学进行研究的有气象、物理、化学、植物动物农业人类共七大类，实际上是明确提出了统计学是可应用于自然科学和社会科学的通用方法论科学，开拓了统计研究的新视野19世纪末，英国的卡尔。皮尔逊的“复相关和偏相关”理论、“矩估计”“X2检验”等一系列贡献，将描述统计发展到一个新阶段，使其有了较完整的体系。经过200年的发展，描述统计与推断统计的基本内容逐渐形成
从统计学在这一阶段的发展过程中可以看出：
第一，统计学起源于对社会现象的实质性研究，将概率论引入统计学后，统计学的性质发生了根本的变化，统计学由实质性科学过渡到通用的方法论科学。
第二，“政治算术”和“国势学”对统计学的创立做出了重大贡献，并在这一历史阶段占有学术优势。
第三，“政治算术”、“国势学”与数理统计学的研究领域不同，但己开始出现了逐渐融合的趋势。例如，由政治算术学派英国的格兰特开创的人口统计学一开始就成为数理统计学的重要研究领域之i®;而凯特勒把统计学作为一门通用科学，除研究自然现象外，还广泛研究各种社会经济现象
第四，统计学己由以收集数据资料为主转变到初步的统计推断，描述统计和推断统计的基本内容正在形成，一些重要的统计思想和方法己初见端倪，但统计学仍主要在各纵向学科的层次上发展，统计学学科体系还不完整。
二)统计学和统计学学科体系的发展阶段
从19世纪末20世纪初至今是统计学迅速发展并取得突破性成就的黄金时代从统计学初创阶段起，各学派之间的学术争论就没有停止过，在本世纪一百年的时间里，统计学各学派在争论中互相促进、互相融合，使统计学不断得到发展
1.德国恩格尔、梅尔到美国查多克和德国弗拉斯科波的社会统计学使社会统计学由实质科学向方法论科学过渡①，也标志着社会统计学和数理统计学在方法论上的结合2从20世纪初开始，英国戈赛特的“小样本t分布”®，费希尔的“F分布”“极大似然估计”“方差分析”与“试验设计”③，内曼与小皮尔逊的“置信区间估计”与“假设检验”®，英国杰费莱和意大利菲纳特系统发展并形成的“贝叶斯统计”⑤，费希尔创立的“信念学派”⑥，美国沃尔德的“统计决策函数”⑦以及随计算技术发展而出现的“多元统计分析”“探索性数据分析”“现代时间序列方法”等等，使得推断统计的理论研究和应用研究获得了全面发展
3.19世纪后期开始，经济统计学也进入了表现最丰富的时期，国民收入的测定、物价指数的编制时间数列分析经济前景预测Sna的创立等等都促进了统计学在经济领域中的应用和发展
4.在前苏联形成了社会经济统计学，明确提出统计学是一门社会科学，以大量社会经济现象的数量方面为研究对象，大量观察法、分组法、指标法是它的基本方法，并以马克思主义的哲学和政治经济学作为其理论基础，将统计学视为具有鲜明阶级性的社会科学。在这一时期，我国的统计学走过了一段艰难曲折的道路考察统计学在这一阶段的发展状况，可以得出以下结论：
第一，统计学成为多分科、多层次的学科，描述统计与推断统计的理论方法体系日臻完善同时，由于社会制度等原因，形成了数理统计学和社会经济统计学两门统计学并存的局面;而数理统计学在这一阶段占有优势地位
第二，数理统计学和社会经济统计学在多年的争论中逐渐形成了各自的理论和方法体系，从不同侧面、不同角度为统计学向新阶段的发展准备了必要的前提，做出了各自学科的贡献再者，两门统计学在争论中相互渗透，在社会经济统计的教科书和实践中大量引入数理统计理论与方法，一些社会科学的思想方法也注入数理统计学的研究中。
第三，统计学的应用在这一阶段发生了巨大变化统计应用的领域越来越宽广，覆盖了理、工、农、医、文各个分科，己经很难提出一个不需要统计的领域统计应用的成果也越来越显著。有人统计，在科学技术的重大进展中，自1900年以来有2/3来自定量研究和统计学的贡献，1940年以来，定量研究和统计学占了5/逆。反过来，统计在各纵向学科中的应用研究又使得统计理论与方法向横向学科发展
第四，第二次世界大战后，受计算机、信息论等现代科学技术以及由现代科学技术引起的人类科学思想体系变革等各方面的影响，统计理论与方法一方面得到了迅速发展，另一方面又面临着挑战，在信息时代孕育着再一次变革(三)“大统计学”阶段
近年来，我国统计界提出了“大统计学”的设想，1992年的中华人民共和国国家标准《学科分类与代码》也将统计学列为一级学科这对提高统计学的学科地位、推动统计学学科的发展、建设统计学学科体系起到了很大的推动作甩
“大统计学”是一个不严格的用语，对于“大统计学”的内涵，聂皖生博士概括为五个方面：研究对象的扩大、统计方法的拓展、应用研究范围的延伸统计学科地位的上升、统计理论研究与应用研究的融合②笔者以为，建设“大统计学”更重要的方面是统计基础理论研究的深化在“大统计学”学科研究中，应进行系统的理论总结，提取和概括新的理论、方法和思想，而不是将社会经济统计学数理统计学和其他统计学科简单地结合或合并。“大统计学”的提出不是偶然的，它不是“统计学是一门还是两门”之争的延续，而是统计学在现代社会中发展的产物，是统计学及其学科体系进入一个新的历史发展阶段的征兆
一一社会经济统计学数理统计学和统计学的其它一些学科，历经数百年的发展己趋于成熟，形成了各自的理论和方法这些理论和方法，有些是共通的，如一些基本的统计思想和统计分析方法具有天然的血缘关系，可说是殊途同归;有些理论和方法是相互借鉴的，如社会经济统计学中引入大量的数理统计学的理论和推断方法，数理统计学和其它一些科学技术统计学在研究一些社会系统工程项目时，也得到了社会经济统计学的理论支持;有些理论和方法则是互补的，例如，在建设“大统计学”过程中，可进一步完善统计认识理论、统计逻辑思想、统计指标理论等，在综合的过程中填补学科的空白从分化到综合，是统计科学自身发展的趋势。
一一现代化社会和现代科学技术的发展，正在逐渐打破数理统计学、社会经济统计学以及其它统计学科之间的界限，时代呼唤着“大统计学”20世纪后半叶，人类社会和科学正在经历着重大变革，几百年来形成的科学思想体系受到严重的挑战，社会、物理天文、生物、化学以至统计学中都发现了许多新的现象，如社会变迁、混沌现象、化学振荡、耗散结构“测不准”原理等等，使得传统科学思想体系显得力不从心，难以应付在这种困惑面前，不少学科转向哲学统计学以寻求答案因果决定论也正逐渐转向统计决定论。统计学这门具有探索性的科学，以独特的研究思想探索未知、探索未来，用统计规律逼近物理规律、逼近社会客观发展规律统计学有可能成为21世纪社会和科学发展的基础。但是统计学科纵向越分越细的分化、学科之间孤立分割的研究现状，远远不能适应现代社会和现代科学技术的挑战，无法解决困扰人类社会和自然界的人口资源、环境等各方面的困惑。
一一“大统计学”的提出，可能成为中国对统计学的贡献“大统计学”是在我国特定历史背景下提出来的首先，社会主义市场经济体制的逐步建立科教兴国战略的实施和国民经济信息化进程的加快，都对统计学提出了挑战社会经济统计学只有不断丰富自己的理论和方法，数理统计学只有打破纯理论和方法研究模式而在社会经济领域的应用上下功夫，才能满足改革开放的要求其次，社会经济统计学和数理统计学在中国都得到举世瞩目的发展改革开放以来，社会经济统计在国民经济核算体系研究、投入产出研究、社会总供给与总需求的测算统计调查制度的改革等诸多方面取得一批丰硕的成果而且，中国社会经济统计还面对这样一个现实：有一支庞大的政府统计机构，有数百万人的统计队伍，有100多所大专院校设有社会经济统计专业同时，我国的数理统计研究在国际上并不落后，很多研究成果己达到国际领先水平①建立“大统计学”是历史的选择，也是现实的选择再次，社会经济统计学与数理统计学有真诚合作的机遇严格讲，多年来，社会经济统计学与数理统计学之间的争论并不是两门统计学之间的争论，而是社会经济统计学界内两种观点的争论社会经济统计学与数理统计学并没有开展过真正的学术争论，这既是历史的悲剧，也是现在合作的契机因此说，“大统计学”不是“大”在与西方统计的接轨上，而是可能成为中国对统计科学发展的贡献
按照“大统计学”思想建设统计学学科体系，需要对统计学的研究对象、学科性质、理论基础和方法体系重新思考总体而言，统计学是研究随机现象大量数据资料的收集、整理、描述和分析的方法论科学，其目的是探索现象的数量规律性，是相对独立的知识体系
(一)统计学的研究对象是大量随机现象的数量表现
统计学研究的量不等同于哲学意义上的量，而是与之相联系的数据资料，统计学研究的是随机现象的数量表现一句话，统计学研究的是客观现象的随机变量这些本是简明而又不争的事实，但目前仍有一些观点以此对“大统计学”提出质疑问题的关键是，社会经济现象是不是随机现象目前，完全否认社会经济现象具有随机性的观点己不多见，但仍有观点认为，社会经济领域中既有随机性现象，又有确定性现象笔者认为，这种观点是正确的，但不能理解为社会经济现象中一部分是随机的，一部分是确定的;而应解释为一方面是随机的，一方面是确定的。
客观现象为什么是随机的，这是本体论的问题，本文不作探讨。是不是随机的，是认识论的问题，属于统计学研究的范畴客观现象的随机性包括客体本身的不确定性和主体对客体认识能力的局限性而产生的不确定性，二者往往是相互交错的。何谓随机性呢?简言之，是在给定的一组条件下，某现象可能出现的结果不止一个且事先无法肯定。具有随机性的现象要满足三个条件：一是在相同的条件下，它可以在大量观察中反复发生，重复出现;二是它的结果有多种可能性;三是某一次观察出现何种结果事先无法肯定这三个条件也是判断客观现象是否具有随机性的标准。
任何一种社会经济现象，其数量结果，都可以在人的有意识的活动中，即主体控制的在一定时期内大体相同的条件下反复发生，重复出现每一次统计调查的结果，包括抽样调查和其它调查方式取得的数据，都是可以反复发生的结果的一次实现而且社会经济现象的数量结果不论事先预测得多么准确、计划得多么周密、控制得多么严格，也必定会有多种可能性计划规定经济増长率控制在，实际统计结果不多不少正好等于10%，这只能是一种巧合。正是由于一个现象有多种可能结果，所以某次统计调查出现哪一种结果事先无法肯定因而，社会经济现象是典型的随机现象，其数量表现为随机变量。
社会经济现象虽然是随机的，但并不是虚无飘渺、捉摸不定的，当试验或观察结果充分大时，随机性就转化为确定性，即呈现出统计规律丨性随机性和确定性是客观现象对立统一的两个方面
一一客观现象可能出现的结果会有多种且事先无法肯定，因而它是随机的，但它的结果必定依一定的统计分布出现，必定表现为一定的统计规律，因而它又是确定的。
一一客观现象的某种结果在被观察之前是否会出现也是不能准确预知的，因而它是随机的;但它的结果在统计观察后一旦出现，就转化成一个实实在在的量，一个不会改变的原始数据，因而它又是确定的
科学计数法的方法篇6
安全科学是研究技术应用导致的安全与危险这对矛盾的运动规律，以采取对策将技术危害控制在允许限度内，促进生产持续稳定的发展，达到保护人员身心健康和安全、避免物质财产损失和保护环境的目标的跨学科综合叉科学。安全统计学是安全科学发展的结果，与安全科学息息相关，以安全科学为本体，下面将结合安全科学的内容对安全统计学的定义和研究对象进行分析。
1安全统计学定义
对安全科学进行研究就必须从事物的表面现象认识事物的本质和规律性，把握事物间的联系，进行抽象与概括，以求认识事物的本质，作出准确的判断和推理，得出本质和规律。安全统计学是以安全科学为基础，是安全科学和统计学的交叉学科，以收集与安全有关的资料进行整理、分析和研究等统计技术为手段，对所研究的对象和数据资料去伪存真、去粗取精，从而分析出与安全问题有关的各种现象之间的依存关系，找到其规律性。基于统计学理论与安全科学学的原理，并参考有关文献[2-5]，安全统计学定义为利用统计学原理和方法研究人们在生活、生产、生存领域与安全问题有关数据的数量表现和数量关系，揭示安全问题的本质特征与一般规律，对安全生产规律进行预测和决策，并提出具体的应对策略的一门方法论学科。
2安全统计学研究对象
安全统计学所研究的是人们在生活、生产、生存领域的安全问题，不同于其他安全学科的以“统计”为研究手段,研究事故现象和过程的数量表现、数量关系等问题，这种数量关系既包括安全生产领域的安全现象，也包括社会、经济领域中的安全现象，以及各种安全现象与社会、经济相互影响的数量关系，其范围几乎涉及安全科学体系中的各门学科，从大安全观出发，从社会各领域相互联系的角度入手，对社会存在的安全问题进行全方位的观察、描述、分析和评价。
二、安全统计学的知识体系
1安全统计学学科基础
安全统计学是一个综合性的新兴交叉学科，广泛运用统计分析的方法，通过客观事实的大量观察来分析事故特征和变化规律，是在实现总目标前提下的多学科理论和技术有机结合而形成的知识综合体，与安全学、社会科学、统计学密切相关，既有哲学、安全科学、社会科学基础理论部分，也包括数量理论的知识。基于安全学的理论体系及其与相关学科关系，将其学科基础大致划分为以下三部分[8-10]：（1）安全统计学的指导科学唯物辩证主义是人类认识世界最一般的方法论科学，它为一切科学提供方法论基础，安全统计学当然也不例外，哲学是科学研究和学科建设的根本，为科学研究与学科建设提供指导思想与哲学方法，其理所当然成为安全统计学的指导科学。唯物辩证主义是安全统计学的指导思想，处于安全统计学体系的最高层次，其理所当然成为安全统计学的指导科学。根据辩证唯物主义关于存在决定意识的原理，安全统计学必须坚持实践第一的观点，从实际出发、实事求是，如实反映情况，反对弄虚作假。哲学中质和量辩证统一的原理又要求我们在质和量的密切联系中去认识事物的本质和规律性。哲学还告诉我们：任何事物的认识过程都是从个别到一般，从现象到本质。安全统计学正是依照这个原理，从对大量个别事物的观察中，总结出现象的总体特征。另外，哲学关于认识论及事物普遍联系和不断运动发展的原理，都是指导安全统计学认识事物的方法。（2）安全统计学的基础理论学科安全统计学的基础学科是由一些安全科学和统计学的基础学科所构成的，它们是安全统计学的基础体系。这些学科包括统计学、数学、数理统计学、政治经济学、安全科学、系统科学、科学方法学、社会学等，为安全统计学实践应用提供理论基础，并将这些基础学科的基本原理、知识体系与方法等理论广泛应用于其安全统计学自身特殊活动与规律研究中，满足安全统计学交叉与综合学科属性对理论基础的广泛要求。（3）安全统计学的工程技术理论学科工程技术科学着重研究应用的基本理论、原理与方法，是指导生产技术的直接理论基础，同时又是联系基础科学和工程技术的纽带。这些学科包括安全信息工程、职业卫生工程、矿业安全工程、石油化工安全工程以及冶金、建筑、交通运输、航空航天等各种安全工程技术、安全法律法规、安全管理工程、安全经济、系统可靠性、系统危险分析技术等均是安全统计学必须与之紧密协同的学科。
2安全统计学主要内容
一个学科的构成及其研究内容都是由其研究对象决定的，安全统计主要是对安全生产领域和社会、经济领域中大量事故现象的数量表现进行搜集、整理、描述、分析和开发利用，就是对事故现象的数量表现的一种调查研究活动或认识活动。安全统计学研究的是与安全有关的统计问题，运用到统计学原理与方法、安全学原理与方法、经济学原理与方法等。在综合运用多学科理论与方法的基础上把安全统计学的研究内容分为基础理论与应用理论两大部分。
（1）基础理论部分
安全统计学的基础理论是安全统计学研究的重要内容。它包括如下三个组成部分：一是安全统计学的理论基础，如数理统计学理论、统计物理学理论、信息论、灰色预测理论等。二是安全统计学的方法理论，如统计调查方法、统计分析方法、趋势预测方法等。三是安全统计学的体系理论，如体系结构、指标设置、相互衔接理论等。它们作为安全统计学的基础理论，是使安全统计学成为一门科学的理论与方法的基本保证。
（2）应用理论部分
包括如下内容：一是安全统计工作的程序与操作规则，如统计时间要求、安全统计报表的填报、安全统计法规制度的制定与执行、安全统计数据的获取与等。二是计算方式，如各统计指标的计算公式等，即是安全统计学应用理论的重要构成部分。三是安全损失评估方法，它主要用于对各种具体灾害的危害后果进行价值评价与估算。主要实际运用如下：统计资料的搜集和整理的方法是否正确和全面，决定着统计分析的结果准确性，主要包括原始记录、安全统计台账和安全统计报表等。安全统计资料的整理是将搜集的事故资料进行审核、汇总，然后将汇总的资料根据安全统计的需要编制成表，如按事故类别、事故原因和事故时间等分组。统计指标的重要地位和作用随着安全工作的不断加强，随着全社会对安全的关注程度的不断提升，越来越显得重要，已成为安全工作的重要信息支持和决策依据。安全生产统计指标体系的建设包括安全生产控制考核指标体系、安全生产综合评价指标体系、生产安全事故统计指标体系、行政执法统计指标体系、职业卫生统计指标体系、煤炭工业统计指标体系。统计组织体系统计组织体系，是指为了使有关各方尤其是统计组织系统及其内部的有关各方能够有效地开展工作，并充分发挥其功能作用而建立的一种统计组织结构网络，如图1。国家安全生产监督管理局成立以后，对生产安全统计报告制度进行了改革，按照《安全生产法》的要求，建立了生产安全综合统计分析制度。有关行业事故由各相关部门统计后，以在安监系统内逐级上报为统计路径，即由事故发生地的区县安监局上报至省市安监局，再由省市安监局上报至国家安监总局；以事故发生的墓本情况为统计内容，由国家安监总局在第二年的第一季度通过官方媒体向社会统计结果。安监系统和煤监机构所进行的统计，不仅有工作对象状况的统计，还有监督、监察工作的统计，不仅有简单统计，还有统计分析以及综合分析。安全统计推断，就是以“安全数据库”为基础，针对某一具体问题建立相应的数学模型，应用工程数学及时对数据进行统计推断，进而充分定性、定量分析评定比较系统的“安全度”，以便针对存在的安全隐患采取相应的措施，消除隐患或将隐患降至最小程度。安全统计推断的最大特点是对原始数据进行统计分析，并用分析结果来推断生产过程中的安全状况，监视系统危险的动态变化。事故损失评估事故损失[14]，是各种外事故灾害造成的生命与健康的丧失、物质财产的损毁以及对环境的破坏、时间的损失等方面的总称，此外事故损失还有人员伤害与财产或利益损失、经济损失与非经济损失等种类划分。所谓损失统计是指对事故造成的各种损害后果进行统计，包括事故发生前的损失预测评估统计、事故发生时的跟踪快速评估统计和事故发生后的实际损害后果的统计，伤亡事故的经济损失包括直接经济损失和间接经济损失两部分，事故经济损失可由直接经济损失与间接经济损失之和求出。
3学科建设
根据安全科学学科体系中的事故类别，结合安全统计学的属性和内容，安全统计学与其他安全科学技术二级学科和三级学科间存在交叉，见表1。安全统计学的研究也是安全科学技术各个二级学科和三级学科与统计学交叉部分的研究[2,15]
三、安全统计学方法
现代科学技术发展的一个重要特征，就是学科的高度分化与学科之间的高度综合。学科的综合化主要表现为在自然科学和社会科学相互交叉地带生长出一系列新生学科，从而形成多种类多层次的交叉学科群。其中有一类是由一门科学的研究方法与另一门科学的研究内容相结合而生成的交叉学科，安全统计学即属此类。它是用统计学的理论与方法研究与安全有关问题的一门交叉科学，特点是研究方法属统计学。安全统计学的研究方法主要如下：
1大量观察法
大量观察法就是通过对大量同类客观现象的观察和研究，去认识客观现象的本质特征和发展变化规律。社会客体中的现象更多地遵循统计规律，安全生产领域也不例外。统计调查中有许多方法，如安全统计台账、安全统计报表、安全普查、抽样调查、重点调查等。
2统计图表法
统计表法是将事故资料数字变成表格，利用表中的统计指标来表示各类事故统计数字的表示关系，一般是根据统计表的资料，用点、线、面或立体图像鲜明地表达其数量或变化动态，事故常用的统计图有趋势图、柱状图、饼图。
3统计分组法
由于事故现象具有多层次性和多各类性，通过统计分组，将事故现象进行分类，为统计整理和统计分析奠定良好的基础。如按事故发生的单位所在行业、事故发生所在的地区进行分组汇总统计事故数据。
4数量分析法
数量分析法是在一定的理论指导下，对反映风险的各项指标进行整理分析，编制出各种指数，或者建立数学模型，揭示与安全有关的现象和事故过程中反映规律性的数量联系，揭示其发展变化中反映质的数量规定和界限的方法。以定量分析为主，可分为静态分析方法和动态分析方法。
（1）静态分析方法
静态分析方法主要采用综合指标、抽样推断等。安全统计学中的数量分析方法都是在可比的条件下，运用数学的方法分析数量关系及其表现形式的规律性，所以统计工作就要借助于统计指标。作为安全情况衡量指标通常为：绝对指标、相对指标和平均指标。绝对指标是反映一定历史条件下现象的规模或工作总量的统计指标，反映的是安全事故的全面情况的绝对数值，反应的是总体水平，如死亡人数、重轻伤人数、死亡事故起数、损失的工作日、经济损失量等。相对指标是将两个有联系的绝对指标之比，将安全事件的总体组成和其各部分之间的数量关系进行分析、比较，相对指标是绝对指标的比值，如百万吨死亡率、10万人生产安全事故死亡率等，其可以很明确地反映出企业在一段时间内的安全管理发展情况和同期各个单位的安全管理情况。平均指标是将总体内各单位某一数量标志值的数量差异抽象化，它反映的是某单位在某一时间段、某个范围内的总体安全管理水平，如每起火灾平均损失折款数。抽样推断是根据随机原则，在抽样调查的基础上，从总体中抽取部分实际数据，运用数理统计方法，对总体某一现象的数量性作出具有一定可靠程度的估计判断。抽样推断的理论基础主要是概率论的大数定律和中心极限定理。
（2）动态分析法
安全生产是一种动态变化的过程，仅仅依靠静态指标来分析并指导生产显然是不够的。安全统计工作也不只是填写报表、累计数据，还必须对安全生产发展变化的方向和速度进行描述。只有这样，才能够掌握事故现象的本质特征、内在联系和发展变化规律，预测和预防事故的发生。动态分析主要采用时间数列、相关分析等方法。时间数列是将某一统计指标在不同时间上的数值，按照时间先后顺序排列而形成的一种数列，以时间数列为基础，计算现象发展的水平指标和速度指标，分析现象发展变动的影响因素和趋势。在安全统计研究中，通过时间序列资料分析，可以在对时间序列的各种变动进行分析的基础上，将安全生产过去和现在所呈现出来的趋势和规律进行类推或延伸，利用一定的数量模型预测在未来可能达到的安全水平；可以通过计算各种水平指标和速度指标，了解和分析安全生产的发展变化历程；可以利用有关时间序列的解析模型，通过长期趋势分析、循环变动分析等了解事故现象发展变化的规律性。相关与回归分析均属研究及度量两个或两个以上变量之间的不确定性关系的方法，回归分析即被用来探讨诸影响因子与受动因子间在满足理论检验要求时存在的影响过程，选择的自变量将全部进入建立的模型中。在相关系数中，是通过对数据的x和y的综合平均离中程度来衡量x和y的线性相关程度的。生产工艺水平、安全投资能力、国家或地区的安全政策、公众的安全意识和行为等因素都对安全生产构成一定的影响，探索安全问题的数量关系能大致地说明这些安全问题之间存在的关系，因此运用相关与回归分析能够认识安全生产与社会发展之间的联系和影响机理，可以揭示安全生产领域中隐含的数量关系和其规律性，可以预测下一时期事故变化趋势，并指导下一步的安全工作[16-19]。各种指数编制的基本方法是将需分析的不同时间或空间的数据组进行算术加权平均，分别得到各时间或空间的平均水平后，再进行比较。在动态数列分析中常用的方法主要有最小平方法、季节指数法等方法。当前统计实践中常用的有总量指标两因素和多因素指数及其体系，平均指标两因素指数及其体系。运用统计指数来分析复杂安全现象总体的变动方向和程度，分析安全现象总体的长期变化趋势，借助连续编制的动态指数形成的指数数列，也可以反映安全现象在长时间的动态特征。
科学计数法的方法篇7
在现代临床医http://学科研工作中，医学统计方法得到了广泛的应用，而且在实践中不断创新和发展。但是部分医学科研人员却相对忽视对于医学统计方法的研究和应用，并且缺乏相应的专业理论知识和操作技巧，导致临床医学研究中出现较多的实际问题。在今后的临床医学科研中，科研人员只有加深对于医学统计方法的认识，选择科学、合理的方法，才能保证科研工作的顺利开展和完成。
1医学统计方法概述
在现代临床医学科研工作中，专业设计与统计学设计是重要的两个环节，也是影响科研工作实际效率和质量的重要因素，必须引起科研人员的高度重视。医学统计方法作为现代临床医学科研中一门独立的自然科学，其从形成与发展共经历了近300年的历史，由较为简单的统计方法逐步向各种科学统计方法综合应用的方向转变。随着现代电子计算技术的不断发展，特别是spss、sas等统计处理软件的研发和应用，客观促进了临床医学科研工作的大幅发展。在现代科学技术的发展中，医学统计方法在临床医学科研中应用的基本步骤为：1)对于某项临床医学科研工作进行全过程的设计；2)根据统计学设计的基本要求，收集和整理所需的各类资料和临床数据；4)对于经过归纳后的资料和数据，选择科学、合理的医学统计方法，以保证科研工作所获取各类信息和数据的客观性、可靠性。从现代临床医学科研发展的角度而言，科研人员在专项研究或论文撰写时，都离不开医学统计方法的应用，所以他们必须掌握基本的医学统计学原理和方法，并且依靠其掌握科研项目的客观发展规律，形成具有一定价值的专业文献。由此可见，现代医学统计方法则广泛用于临床医学科研、医学论文撰写，以及卫生事业管理等领域，其实际作用和意义是不容忽视的。
2统计学设计与指标选择
在现代临床医学科研中，统计学设计和指标选择是科研人员开展工作的首要环节，他们必须坚持对照、重复与随机化的基本原则，在重复观察一定数量的样本基础上，合理设定对照组，以保证统计学设计中的随机抽样或随机化分组。在临床医学科研的统计学指标选择时，应注意下列问题：1）采用配对设计的医学统计方法，尽量保证组间的均衡性2）临床医学科研的目的必须明确，特别是要与现代医学实践工作紧密结合，以促进现代医学事业的稳步发展；3）注重医学统计方法与指标的可行性研究，注重于解决某一或几个方面的现实医疗问题；4）临床医学科研中的统计样本要尽量全面，样本越大其统计结果也越接近于实际情况，也有助于提高临床医学科研的可靠性与科学性。
3医学统计方法在临床医学科研中的应用
在现代临床医学科研工作中，医学统计方法合理的应用必须引起广大科研人员的高度重视，而且要加强对于现实问题的深入研究。同时，国内科研人员应积极吸取和借鉴外国先进的医学统计方法，并且不断加强计算机技术及各类新型软件的研发，最终全面提升临床医学科研工作的实际效率和质量，为促进我国医学事业的发展贡献重要的力量。
3.1cox模型的应用在临床医学科研中应用cox模型时，科研人员要应用c0x模型进行单因素的筛选，并且综合分析影响统计结果的接近显著性或显著性因素。在应用cox模型进行统计结果多因素分析时，应逐步检验和清除不显著的因素，最终形成具有科学性、客观性的优化数学模型，以便科研人员进行深入的分析。在利用cox模型进行临床医学科研的危险因素分析时，必须保证方程公式的进一步优化，特别要注意两组数据模型的对比与分析。
3.2多元回归与常规统计方法联合应用在临床医学研究的多指标统计分析时，科研人员必须采取常多元回归与常规统计方法联合应用的模式，尽量减少统计结果的模糊性。例如：在进行某一药物的功效研究时，要采取先进的电脑测定方法，并且通过临床病例脏器功能指标与多项形态的综合统计与分析，建立专业的多元回归模型，在对比病例治疗前后的各项检验指标变化情况的基础上，从而科学判定某一种药物的实际效果。
3.3其他方面的应用随着各类现代化检验仪器的研发和应用，在临床医学科研中要适当强化正常值的研究范围，绝不能简单的采取实验组与对照组对比分析的医学统计方法。科研人员应提高样本的数量，进行各类临床数据和资料进行综合的统计学处理，并且按照正常值的统计方法进行其余工作。
科学计数法的方法篇8
随着理论与实践的发展，社会‘经济统计学日趋枝繁叶茂，科学构筑社会经济统计学学科体系的框架，对于社会经济统计学的健康发展，对于统计工作更好地为社会主义市场经济服务有重要意义。
构筑社会经济统计学学科体系，决不是简单地将社会经济统计学的许多分支任意增减排列，而是探索社会经济统计学各rl科学之间科学的有机构成。研究社会经济统计学学科体系，在某种意义上就是社会经济统计学科体系分类研究。分类本身就是科学研究中的一项重要工作，许多学科本身就是分类学，分类是这些学科的主要目标，如动物分类学，植物分类学等。大多数学科，在某个层次上完成分也是一项重要的成果或突破，如作为19世纪化学最大成就的元素(或原子)的分类及晶体的分类，20世纪基本粒子的分类等。在三结‘构数学中，主要目标也是分类，例如，1981年有限单群分类的完成是抽象代数的最大成就之一。
社会经济统计学已经发展成为一个门类繁多，结构复杂的知识系统，在这个知:识系统中，学科之间、知识单元之间、方法之间将呈现一种结构关系，形成不同层次的结构系统，具有不同的功能。对这种复杂的知识系统进行科学的归类，无论在理论上还是实践上都是必要的。
二、研究杜会经济统计学学科休系的原则
本课题研究社会经济统计学学科体系的原则是:
1.整体性。建立的学科体系以“研究社会经济现象的统计方法”这一属性为r标准划定的全部对象为总体范围。
2.层次性。社会经济统计学是多层次的交叉学科，划分层次使得社会经济统计学作为方法论满足不同层次的需要，为课程设置提供依据。
3.统一性。社会经济统计学是一门完整的科学，有别于一门科学或两t1科学的观点。
4。排斤性和吸纳性。社会经济统计学学科体系既能明确划分各学科的差异，又能融合各学科的共性。
三、杜会经济统计科学与学科、学派三者之间的关系。
1.社会经济统计科学。社会经济统计学的矛盾的特殊性本p其研究对象、性质等是长期发展确定的，形成对数量特征进行观察研究的方法论科学。
2.社会经济统计学科。社会经济统计学科也有两层涵义:第一是长期的发展中形成的社会经济统计学的分支，这是通常意义上的社会经济统计学科观，第二是指围绕某一培养目标形成的统计课程，如工业统计学，农业统计学等。所谓体系则是由若干有关事物互相联系，互相制约而构成的一个整体，相应的，社会经济统计学科体系是社会经济统计学科分支体系和课程体系的共同体，两者之间也有互柑制约和联系。
3.社会经济统计学派。学派是指一门学间中由于师承不同而形成的派别:学派对科学的发展起着积极的推动作用。统计历史上政治算术学派与国势学派之间的学术争论确立了统计学的科学命名和统计学是关于现象数量关系的内涵规定。同时，统计学派的学术争论使得统计学科不断地发生分立和合并。社会经济统计学派与数理统计学派、社会统计学派是现代称化统计时期的三大派别。
社会经济统计学科体系的建立和完善是内外因共同作用的结果。其内因是统计科学的自身发展规律和不同学派的争论，其外因是统计活动包括统计工作和统计教学，它们为统计学科的发展提出客观要求，推动学科的分立与合并。为了科学建立我国社会经济统计学科体系，有必要回顾国外统计学学科体系和我国统计学学科体系的发展。
四、国外统计学科体系的演进
统计实践活动在奴隶社会和封建社会早己存在，而统计科学和学科体系的创立则始于资本主义社会。十七世纪中叶，资本主义在欧洲主要国家有所发展，对统计工作提谁出了新要求。一些学者纷纷著书立说对此进行研究，进而形成不同的学派。统计实践的发展和统计学派之间的争论，推动了统计学科体系的逐步建立。按照发展阶段不同，我们将统计学分为古典统计学、近代统计学和现代统计学，在每个阶段，由于研究的对象和方法各异，统计学由不同的学科体系构成。
1.古典统计学学科体系
古典统计学，系指十七世纪中叶至十八世纪中叶的统计学，是统计学的初创阶段，由于它尚未从一些实质性科学(如政治学、经济学、人口学等)独立出来，因此它在内容体系和启研究方法上不甚完善。其学科体系由不完善的古典经济统计学、古典人口统计学和国势学等学科所构成。
古典经济统计学由政治算未派中的经济统计学派所创立，主要人物为英国的配第、金氏和达芬南，并以配第的《政治算术》为代表作。在此书中，配第最先提出采用数字、重量和尺度来分析社会经济现象及其相关关系，同时还提出了儿乎与现代统计相同的计量方法、分组方法和推算方法。但这部著作把对社会经济现象的抽象分析和从数量上的实证研究交织在一起，是政治经济与统计学尚未分化前的状态，因此，《政治算术》还不能视为一部完整意义的经济统计学著作。受配第的影响，金氏进一步研究了分组法和估计法，编制了英国各社会集团的收入平衡表，达芬特提出了根据社会经济现象的相似性和内在联系进行估计和推断的思想，这些为古典统计学的建立奠定了基础。
古典人口统计学为政治算术学派中的人口统计学派所建立，代表人物格朗特、哈利和苏斯密尔希。格朗特在《关于死亡表的自然与政治观察》一书中，提出了至今仍有重要影响的有关人口统计的概念、分组方法、估计方法等，证实了出生、死亡、男女性比例等现象的变动存有一定的规律性，编制了第一张生命统计表。受格朗特的影响，哈利编制了著名的“哈利生命统计表”，用以人口推算人寿保险金。苏斯密尔希首次提出了大量观察法在社会经济研究中的应用，证实了大数定律的存在。这些人口统计理论与方法，构成了古典人口统计学的内容。
国势学为十七世纪中叶的德国国势学派所创建。早期的国势学派(记述学派)代表人物有康令、阿亨瓦尔、施廖采尔等，‘他们的国势学，仅采用记述的方式，罗列各国的重要社会经济情况，不具有现代统计学的特点，他们的贡献，仅在于阿亨瓦尔将国势学改名为统计学，确定统计学这门科学的名称。后期的国势学派(表式学派)代表人物，有安杰生、克罗姆、海伯纳等人，他们的国势学从政治算术中吸取营养，以计量为主，采用数列或图表表示国家的显著事项。显示了国势学派与政治算术学派的综合，并成为各国政府统计的代表。
综上所述，.古典统计学实际上是萌芽阶段的社会经济统计学，或者说，统计学产生是以社会经济统计学的面目出现的。它从数量方面研究社会经济现象，学科发展以合为主，学科体系层次简单。
2.近代统计学学科体系
近代统计学，系指十八世纪中叶至十九世纪中叶的统计学。在这一时期，资产阶级政府统计机关和民间调查机构纷纷建立，定期公布统计数字，统计工作从一般的政治管理扩展到社会经济活动各个领域，出现了各-种专业统计，统计学派的争论和统计刊物的出版，共同促使了统计学科发生分化。近代统计学学科体系由近代经济统计学、近代人口统计学和道德统计学科构成，学科发展以分化为主要特征。
近代经济统计学是沿着配第一达芬特开拓的道路发展起来的，由于研究范围的扩大和研究问题的专门化，使经济统计学发生分化。十九世纪末，重农主义思潮的兴起，对农业的高度重视，使农业统计得以建立，拉瓦锡的《农产量统计》就是其代表作。十九世纪初，资本主义工商业迅速发展，为解决工商业中出现的间题，需要收集资料从数量方面加以研究，工商业统计也应运而生。同时航运业和国际贸易的发展、工人运动的兴起使得航运统计、贸易统计和劳工统计有不同程度的发展。一十招九世纪以后，人们对物价的变动甚为关心，一些学者不仅编制出各种物价指数，而对物价指数的计算方法进行了深入研究，创立了物价统计。
近代人口统计学是沿着格朗特一哈利开拓的道路发展起来的，并由最初的生命统计向保险统计、卫生统计或医疗统计方向发展。随着人寿保险事业.的发展，对科学的生命表的需要日益迫切，哈利生命表虽为当时保险机构所惜重，但仍存在许多缺点，引起了一些学者对生命统计和保险统计原理的进一步研究，贡献最大者首推英国的米尔思，他著《论年金和人寿保险价值及生存者》，编出了著名的生命的统计表一一“卡莱尔表”，奠定了保险统计学的基础。由于生命的长短与医疗或卫生有一定的关系，所以生命统计向卫生或医疗统计发展是合乎逻辑的。路易斯、格里芬、维勒米和盖伊等人对此作出了显著贡献。随着研究问题的深入和新的统计方法的出现，人口统计学在分化的同时，一也由静态向动态方向发展，凯特勒就通过静态的研究，揭示了“人的出生、发展和死亡是服从一定规律的”(统计规律)从而使人口统计学趋于完整。“道德统计”和“道德统计学”之名最早由法国的格雷提出并使用，但在此间题上最有成就的当数比利时的凯特勒。他在《犯罪倾向》、《社会物理学》等著作中，研究犯罪统计、犯罪动态及其原因并认为犯罪现象同人口现象一样，存在着某种规律性(统计规律性)，马克思对他的成就曾予以肯定。
需要指出的是，在凯特勒之前，无论是人口统计还是经济统计，严格意义上讲，还不能算为“学”。凯特勒把概率论广泛地引入社会经济研究之中，实现了政治算术学意义的统计学和国势学中表式学派的统计思想与概率论的综合，才使统计学真正成为科学意义上的统计学。凯特勒被视为“近代统计学之父”。
3。现代统计学学科体系
现代统计学，是指十九世纪中叶至二十世纪中叶的统计学，由于概率论的引入，使统计学发展进入一个新阶段，统计学科进一步分化与综合、学科体系日益健全和完善，现代统计学已成为一种多门类、多层次的科学。
(1)数理统计学及其分支学科体系。自凯特勒将概率论正式引入统计学以后，一些学者遵循他的《论数学与统计的关系》和《社会物理学》等著作的观点，侧重吸收他的研究方法，使概率论在自然和社会现象研究中得到进一步应用，并发展为一门通用方法论学科，即数理统计学，这门学科的命名最早由威梯斯坦确定并推广使用。十九世纪末至二十世纪二十年代，数理统计表现为描述统计学，由旧数理统计学派所创建。本世纪二十年代至四十年代的数理统计表现为推断统计学，由新数理统计学派所创建。需要指出的是，新数理统计学派，不承认社会统计学是一门现代统计学科，认为社会经济统计学是政府统计工作的总结或者说数理统计学在社会经济研究中的应用，同时他们“计量不计质”观点，也是今天“通用方论法”的来源之一，成为研究社会经济现象的一大弊端。
(2)西方社会统计学学科体系。十九世纪中叶至本世纪二十年代的西方社会统计学(简称社会统计学)由旧社会统计学派所创建，代表人物有克尼斯、恩格尔、梅尔等人。这门学科的产生先于数理统计学，而正式命名则迟于后者。因为早期的统计学都是研究社会现象的，没有必要在“统计学”前面冠以“社会”字样，正是由于数理统计学的出现，为了以示区别，才给原有各统计学科加上一个概括性的名称一一“社会统计学”。这一名词由纳普最先提出，由凯尔作为专用书名使用。社会统计学的的研究对象为国家、社会动静集团现象的数量方面，研究法限于大量观察法，研究的目的在于通过数量关系探索国家、社会动静集团现象的统计规律性，包括状态规律、频率规律、发展规律和相关规律等，研究范围包括政治统计、经济统计、人口统计、道德统计、消费统计等，实现对近代统计学各学科的综合，在本世纪二十年代以前，与数理统计学相比，社会统计学在统计学学科体系中居优势地位。
(3)社会经济统计学学科体系。社会经济统计学是十月革命胜利以后，在马克思主义哲学和政治经济学指导下，经过列宁和斯大林对国家的统计组织和统计实践作出重大变革后，在对社会统计学(旧社会统计学派的统计学)批判地继承基础上，逐步建立和发展起来的，其性质为一门“独立的社会科学”，其研究对象为在质与量的辨证统一中研究大量社会经济现象的数量方面，研究方法除继承社会统计学的大量观察法外，还提出了分组法和综合指标法，并认为在某些特殊情况下，还可以有效地运用数理统计方法。作为国家管理和对社会经济生活进行有效服务和监督的重要手段，以及用以制定和检查计划的基础。统计工作在前苏联受到空前的重视，社会经济也有较大发展，已成为门类齐义、系统完整的现代统计学科，并与数理统计相对立。
五、我国统计学学科体系探索轨迹
建国以来，我国对统计学学科体系的认识，大致可归纳为如下四个方面。
1。“数理型”统计学科体系
持这种观点的人认为，现代统计学是以概率论为基础的数理统计学，是以分析客观大量现象数量关系与变化、研究客观大量现象中受概率论支配的客观规律性，’其在学科归属上，应当是数学学科体系的一个分支，属于应用数学学科体系范畴，在学科性质上应是一门唯一的、可用于社会与自然等各个领域的通用的统计学。这种人还认为，随着数理统计方法在社会、经济、生物、化学等各种领域中的广泛应用，并按各领域分别加以分析与总结，从而形成了按具体领域分类的应用数理统计学，即社会统计学、经济统计学、生物统计学等;同时指出，应用数理统计方法所形成社会统计学、经济统计学等，与在苏联统计理论指导下所建立的“经济统计学”、“社会统计学”等完全两回事，前者是为社会与经济研究用的数理统计方法，而不是指标解释与经验总结，而后者仅仅是指标罗列、指标解释与经验总结等。
2。t’4旨标型”统计学科体系
持这种观点的人主要受1954年3月前苏联科学院、中央统计局和教育局联合通过的决议影响，并在思想不开放的年代教条式的接受了决议中的有关精神。决议中认为:“统计学是一门社会科学，它研究大量社会现象的数量方法。……统计学的理论基础是历史唯物主义和马克思主义政治经济学。”(《苏联百科辞典》“统计学”词条)还认为数理统计学只属于数学学科体系，即只承认社会经济统计学才是唯一的统计学。
3.“指标加数理应用型”统计学科体系
持这种观点的同志认为，统计学是一门横向的、方法论科学，而不是单纯的社会科学，认为“统计学本米就是同数学、计算分不开的，根本就不存在无数学和不计算的统计学。‘数理伙‘数学’在外文中本是一个字，从严格的逻辑意义说，根本不应该在统计学上冠之以‘数理，一词。”从而认为，单纯的数理统计学只是数学的分支，但随着数学(包括数理统计学)在工程技术、生物科学、化学、物理等领域中应用所形成的工程技术统计学、生物统计学等，已不再是数学的分支，而是以工程、生物现象等具体数量方法为研究对象的方法科学，属于统计学范畴。于是，新的统计学学科体系便由“指标型”的社会经济统计学学科体系与数理统计学往各具体领域中应用形成的生物统计学等所构成。我们称这种体系为“指标加数理应用型”统计学学科体系，以区黝于“指标型”体系和“数理型”体系。
4.“综合型”统计学科体系
持这种观点的人认为，仅仅把数理统计看作是数学学科体系的一部分而不是统计学学科体系的一部分是错误的，仅仅把社会经济统计学看作是唯一的统计学也是错误的，而把统计学说成是两门也是不严谨的，统计学只有一门，它既包括社会科学中的统计学，又包括自然科学中的统计学，既包括社会经济统计学，又包括数理统计学及其应用李科，即统计学的研究对象特征应包括:思维科学一一数理统计学及其分支学科，社会科学一一社会统计学及其分支学科，自然科学一一生物、气象、物理、天文及环境统计学等。在这种思想指导下，认为统计学学科体系是由若干个层次或级别的多种统计学科所构成的“综合型”一学科体系。
六、杜会经济统计学学科体系框架
本课题构筑社会经济统计学学科体系时，除遵循基本原则外，还着重考虑如下因素。
第一，努力构筑具有中国特色的社会经济统计学学科体系。本课题研究的目的是力图建立具有中国特色的社会主义经济统计学学科体系，全面体现我国统计活动的实践，全面体现我国统计专门人才培养的课程设计，全面反映近年来我国统计科学研究的成果，使社会经济统计更好地为建设有中国特色的社会主义服务。
科学计数法的方法篇9
随着生物科学的发展，只有定性的结论已不能满足实践的需要，实现生物科学结论定量化是人们长期追求探索的目标；生物统计学是生物学科定量化的重要分析理论与方法，生物统计学是生物学科应具备的基本知识和素质，与生命活动有关的各种现象中普遍存在着随机现象，大到森林陆地生态系统，小至分子水平，均受到许多随机因素的影响，表现为各种各样的随机现象，而生物统计学正是从数量方面揭示大量随机现象中存在的必然规律的学科。因此，生物统计学是一门在实践中应用十分广泛的工具学科，它是生命科学各专业的专业基础课，对后续生命科学课程学习和生物科研有重要作用。
同时，生物统计作为数理统计在生物学领域的应用，是教学难度较大的一门课程。因此，在生物统计学精品课程建设过程中，针对各专业培养目标的定位，因材施教，更新教育理念，加强实践训练，在教学方法和教学手段上进行改革和大胆探索。
二、二十一世纪对生物统计学课程的重新定位。
（一）新世纪对生物统计学课程提出的新要求。
二十世纪上半叶农业和遗传统计学首先获得了发展，在其基础上发展起来的生物统计学、统计流行病学、随机化临床试验学已经成为攻克人类疾病的一个里程碑。这在过去的半个世纪里显著提高了人类的期望寿命。
21世纪人类基因组，基因芯片等实验科学产生出的巨量数据，需要新工具来组织和提取重要信息。
将数据转化为信息需要统计理论和实践方面的洞察力、技术和训练。
未来的生物统计学将会与信息技术密切结合，较少侧重传统数理统计，而会更多注意数据分析，尤其是大型数据库的处理。生物统计学越来越不同于其它数学领域，计算机和信息科学工具至少和概率论一样重要。
（二）生物统计学对大学生素质培养的作用。
生物统计学的一个重要特点就是通过样本来推断和估计总体，这样得到的结论有很大的可靠性但有一定的错误率，这是统计分析的基本特点，因此在生物统计课程的学习中培养了一种新的思维方法———从不肯定性或概率的角度来思考问题和分析科学试验的结果。
生物统计学是通过个别的试验研究得出其一般性结论，属于归纳推理的范畴。但其有别于简单枚举法和科学归纳法，是一种或然性归纳推理或者概率归纳推理。在生命科学的研究中绝大多数涉及到的是随机事件，因此，生物统计学不仅是试验设计与统计方法的教学，更重要的还是大学生思维方式的培养，这对提高大学生的素质很有必要。
生物统计学包括试验设计和统计方法两个有机联系的组成部分。通过试验设计的教学可提高大学生设计研究课题试验方案的能力，使之明确课题的研究目的、试验因素与水平以及试验设计方法等方面的内容。通过统计方法的教学除让学生弄清各种统计方法的内涵外，还需要使学生能够正确地选择最适合的统计方法，以揭示资料潜在的信息，达到研究的最终目的，从而提高大学生科学研究素质。
三、教学方法和教学手段的改革。
（一）加强电子课件及网络平台建设。
生物统计学是应用概率论和数理统计原理研究生物界数量变化的学科，而概率统计的理论和思维方法对本科生来说有一定的难度，加之课程学时的减少（由原来的60-70学时，降到现在的40学时左右）,如何深入浅出地引导学生入门，并使学生在了解概率统计思想的基础上，掌握常用统计分析方法的应用及使用条件是课程的教学难点。为此，我们利用多媒体技术，制作了与教材配套的课件，通过在课堂上把抽象内容形象化与直观化，收到了良好教学效果。建设了一个生物统计学教学网络支撑平台，现有课程简介、教学大纲、师资力量、授课教案、电子版《生物统计学》教材、课程录像、实习指导、在线测试题、参考文献、其它教学资源等栏目，免费向全校师生开放。
（二）将多媒体教学优势与学生的认知规律有机结合，用较少的学时得到良好的教学效果。
多媒体具有信息量大、形象化、直观化的特点。
但是如果不能很好地将多媒体这些特点与学生的认知规律相结合，多媒体教学就可能会带来一些弊端诸如：（1）内容多，幻灯片变换快，由照本宣科变为照屏宣科，为新的“满堂灌”；（2）课件图片多，内容以展示为主，缺乏启发性；（3）教学内容常用满屏的方式显示（即所谓“死屏”）,老师照着屏幕上的内容给学生讲解，失去了传统教学方法，老师边讲边板书能给学生留下比较深刻印象的特点，缺乏吸引力。
而多媒体在教学中只能充当工具的角色，在教学过程中必须将多媒体信息量大、形象化、直观化的特点与学生的认知规律紧密结合在一起。在制作课件时，采用启发式教学方式，精炼教学内容，模仿传统教学书写板书的过程，根据教学内容的难易程度，采用逐字、逐句、逐段显示教学内容的动画方式。在课堂教学中，老师仍然保持传统教学方法的教姿教态，在授课的过程中与学生保持互动，根据学生在课堂上接受知识的能力，掌握屏幕上显示内容的速度，必要时辅以板书进行讲解。这样做既发挥了多媒体教学的特点，又充分照顾到学生的认知规律，在内容没有缩减，学时减少近三分之一的情况下，仍然取得良好的教学效果。
（三）长期坚持教育教学方法及教学规律的研究。
生物统计学的理论基础是概率论与数理统计，从这个层面上讲，它有非常浓的数学味道，但是它又有别于概率论与数理统计，生物统计学更主要强调的是概率论及数理统计的思想和方法在解决生命科学中一些具体问题的应用。因此在教学过程中就存在一个“度”的把握问题，如果将概率论及数理统计的原理讲得太多，一是学时不允许，二是学生难以消化，得不到好的教学效果；如果只注重方法的讲解，学生知其然不知其所以然，就会误入乱套公式的歧途。经过将教学的重点放在教学中引导学生重点掌握统计方法的功能与用途，方法与步骤，防止各类方法的误用，淡化定理的证明与公式的推导。在教学内容的安排上采用“保干削枝”，即在学时减少很多的情况下，将一些次要的统计方法去掉，也要保证有足够的学时讲授理论分布与抽样分布、统计假设测验等方面的内容，让学生掌握生物统计学中所蕴含的概率论及数理统计的思想精髓，从而避免学生乱套统计公式。
（四）密切跟踪生命科学发展的前沿动向，探索生物统计学解决前沿问题的理论与方法。
统计学在生物学中的应用已有长远的历史，许多统计的理论与方法也是自生物上的应用发展而来，而且生物统计是一个极重要的跨生命科学各研究领域的平台。现在基因组学、蛋白质组学与生物信息学的蓬勃发展，使得生物统计在这些突破性生物科技领域上扮演着不可或缺的角色。
在课程建设中，随时注意纳入生物统计学在前沿领域研究应用的内容，增强课程的活力，提高教师和学生面向生物产业主战场解决实际问题的能力。
四、加强实践教学，注重学生能力培养。
生物统计学要不要开实验课，怎样开实验课，一直存在争议，在此认为生物统计学不仅应该开设实验课，而且还要将实践教学的重点放在计算机技术和统计软件的应用上，让学生不仅掌握统计方法，而且加深对原理的认识，获得就业或升学的必备计算机统计技能，提高解决复杂问题的能力。
（一）开展统计软件的实习，扩大学生的视野，提高学生素质。
20世纪20年展起来的多元统计方法虽然对于处理多变量的种类数据问题具有很大的优越性，但由于计算工作量大，使得这些有效的统计分析方法一开始并没有能够在实践中很好推广开来。而电子计算机技术的诞生与发展，使得复杂的数据处理工作变得非常容易，所以充分利用现代计算技术，通过计算机软件将统计方法中复杂难懂的计算过程屏障起来，让用户直接看到统计输出结果与有关解释，从而使统计方法的普及变得非常容易。在课程体系改革中，各课程的教学时数与达到培养目标所需完成的教学内容相比还是不足的。为此，可以通过标准的统计软件的教学实习来达到以点带面，扩大学生视野，提高学生素质。
为此我们建立了一个专用于实习教学的生物统计电脑实验室。现共有50余台电脑，并连接到校园网。实验室配备有指导教师，负责对上机的学生答疑。除按教学计划进行的正常实习教学外，实验室还对优秀学生免费开放，鼓励他们结合教师的科研活动，应用所学生物统计学知识，学习新的生物统计学知识，掌握应用计算机解决生物统计学问题的技能。
（二）全方位、多层次的实践教学。
为了进一步培养学生实际动手能力和科学严谨的治学态度，必须将本课程的实践教学活动延伸到课堂教学外，开展全方位、多层次的实践教学。
在原绵阳农专期间，主要在作物育种、作物栽培、动物营养等课程实验与实习中，根据相关内容加入了试验设计方法以及数据统计分析的相关内容。
组建了西南科技大学生命科学与工程学院以后，由原来的单一农科专业变成了理、工、农三大学科均有专业的格局。虽然专业的学科归属不同，但有一点是相通的，其内涵均属于生命科学的范畴。以科学研究的方法进行划分，均属于实验科学。
掌握正确的实验设计方法，从不确定性数据中挖掘事物的客观规律，是实验科学工作者必备的技能。因此，我们将原来只是在农科专业上延伸实践教学的作法推广到全院的所有专业，结合实验课教学的改革，对发酵工艺学实验、植物细胞工程实验、食用菌实验、微生物学实验等课程的内容全部或部分改为用生物统计学指导学生自主进行实验设计，把过去单一的实验流程、样品观察或检测实验改变为试验条件的优化试验，提出在不同条件下对样品测定的比较试验设计、单因素试验设计、多因素试验设计、正交试验设计、均匀试验设计，对试验结果要求学生使用统计学的方法对进行分析和讨论，最后得出最佳试验条件。
这样的实验教学改革起到了一箭双雕的作用，从专业基础课或专业课的角度看，改验证性实验为设计型、综合性实验，增强了学生解决实际问题的能力，培养了学生创新思维的能力；从生物统计学角度看，将课程的教学实践延伸到课程外，弥补了学时的不足，更重要的是学生将自己学到的统计学知识，转化为解决实际问题的能力，知识得到很好的内化。
此外，在学生课外科技活动中指导学生选用正确的实验设计和数据的统计分析方法，提升科技作品的档次；在毕业论文（设计）中要求学生采用恰当的生物统计学方法进行设计与分析，写出高质量的毕业论文（设计）。
科学计数法的方法篇10
随着国家创新体系的建立，统计创新工程已经提上议事日程，统计创新包括两个方面，一是统计实践的创新；二是统计教育的创新。创新的基础在于教育，没有统计教育的创新，就谈不上统计实践的创新。准确把握统计学的发展方向与发展形势，培养适应新世纪社会经济发展需要的人才，是统计教育工作者必须面对的问题，本文从统计学的基本发展趋势谈一谈统计教育急需改革的几个方面。
一、统计学的基本发展趋势
纵观统计学的发展状况，与整个科学的发展趋势相似，统计学也在走与其他科学结合交融的发展道路。归纳起来，有两个基本结合趋势。
（一）统计学与实质性学科结合的趋势
统计学是一门通用方法论的科学，是一种定量认识问题的工具。但作为一种工具，它必须有其用武之地。否则，统计方法就成为无源之水，无用之器。统计方法只有与具体的实质性学科相结合，才能够发挥出其强大的数量分析功效。并且，从统计方法的形成历史看，现代统计方法基本上来自于一些实质性学科的研究活动，例如，最小平方法与正态分布理论源于天文观察误差分析，相关与回归源于生物学研究，主成分分析与因子分析源于教育学与心理学的研究。抽样调查方法源于政府统计调查资料的搜集。历史上一些著名的统计学家同时也是生物学家或经济学家等。同时，有不少生物学家、天文学家、经济学家、社会学家、人口学家、教育学家等都在从事统计理论与方法的研究。他们在应用过程中对统计方法进行创新与改进。另外，从学科体系看，统计学与实质性学科之间的关系绝对不是并列的，而是相交的，如果将实质性学科看作是纵向的学科，那么统计学就是一门横向的学科，统计方法与相应的实质性学科相结合，才产生了相应的统计学分支，如统计学与经济学相结合产生了经济统计，与教育学相结合产生了教育统计，与生物学相结合产生了生物统计等，而这些分支学科都具有“双重”属性：一方面是统计学的分支，另一方面也是相应实质性学科的分支，所以经济统计学、经济计量学不仅属于统计学，同时属于经济学，生物统计学不仅是统计学的分支，也是生物学的分支等。这些分支学科的存在主要不是为了发展统计方法，而是为了解决实质性学科研究中的有关定量分析问题，统计方法是在这一应用过程中得以完善与发展的。因此，统计学与各门实质性学科的紧密结合，不仅是历史的传统更是统计学发展的必然模式。实质性学科为统计学的应用提供了基地，为统计学的发展提供了契机。21世纪的统计学依然会采取这种发展模式，且更加注重应用研究。
这个趋势说明：统计方法的学习必须与具体的实质性学科知识学习相结合。必须以实质性学科为依据，因此，财经类统计专业的学生必须学好有关经济类与管理类的课程，只有这样，所学的统计方法才有用武之地。统计的工具属性才能够得以充分体现。
（二）统计学与计算机科学结合的趋势
纵观统计数据处理手段发展历史，经历了手工、机械、机电、电子等数个阶段，数据处理手段的每一次飞跃，都给统计实践带来革命性的发展。上个世纪40年代第一台电子计算机的诞生，给统计学方法的广泛应用创造了条件。20年展起来的多元统计方法虽然对于处理多变量的种类数据问题具有很大的优越性，但由于计算工作量大，使得这些有效的统计分析方法一开始并没有能够在实践中很好推广开来。而电子计算机技术的诞生与发展，使得复杂的数据处理工作变得非常容易，那些计算繁杂的统计方法的推广与应用，由于相应统计软件的开发与商品化而变得更加方便与迅速，非统计专业的理论工作者可以直接凭借商品化统计分析软件来处理各类现实问题的多变量数据分析，而无需对有关统计方法的复杂理论背景进行研究。计算机运行能力的提高，使得大规模统计调查数据的处理更加准确、充分与快捷。目前企业经营管理中建立的决策支持系统（DSS）更加离不开统计模型。最近国外兴起的数据挖掘（Datamining,又译“数据掏金”）技术更是计算机专家与统计学家共同关注的领域。随着计算机应用的越来越广泛，每年都要积累大量的数据，大量信息在给人们带来方便的同时也带来了一系列问题：信息过量，难以消化；信息真假，难以辨识；信息安全，难以保证；信息形式不一致，难以统一处理；于是人们开始提出一个新的口号“要学会抛弃信息”。人们考虑“如何才能不被信息淹没，而是从中及时发现有用的知识，提高信息利用率？”面对这一挑战，数据挖掘和知识发现（DmKD）技术应运而生，并显示出强大的生命力。数据挖掘就是从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的实际应用数据中，提取隐含在其中的、人们事先不知道的、但又是潜在有用的信息和知识的过程。数据挖掘是一门交叉学科，它把人们对数据的应用从低层的简单查询，提升到从数据中挖掘知识，提供决策支持。在这种需求牵引下，汇聚了不同领域的研究者，尤其是数据库技术、人工智能技术、统计、可视化技术、并行计算等方面的学者和工程技术人员，投身到数据挖掘这一新兴的研究领域，形成新的技术热点。虽然统计学家与计算机专家关心Datamining的视角不完全相同，但可以说，Datamining与DSS一样，使得统计方法与计算机技术的结合达到了一个更高的层次。
因此，统计学越来越离不开计算机技术，而计算机技术应用的深入，也同样离不开统计方法的发展与完善。这个趋势说明：充分利用现代计算技术，通过计算机软件将统计方法中复杂难懂的计算过程屏障起来，让用户直接看到统计输出结果与有关解释，从而使统计方法的普及变得非常容易。所以，对于财经类统计专业的学生来说，一方面要学好统计方法，但另一方面更加要学会利用商品化统计软件包解决实践中的统计数量分析问题，学好计算机信息系统开发的基本思想与基本程序设计，能够将具体单位的统计模型通过编程来实现，以建立起统计决策支持系统。
所以统计与实质性学科相结合，与计算机、与信息相结合，这是发展的趋势。了解这一点，再来看我们目前教育中的问题就更加明显了，所以一些课程要改革，教学方式也要改革。以下谈一谈统计教育需要改革的几个方面。
二、统计教育的改革
(一)统计专业课程建设问题
专业建设考虑的是应当培养什么样的人才和怎样培养这样的人才。专业建设的核心问题是课程设置和规范课程内容。课程设置主导学生的知识结构，培养统计理论人才应当设置较多的数学课程，目的是让学生能对各种统计方法有较深刻的理性认识；培养应用统计人才应当设置较多的相关应用领域的专业课程，目的是让学生如何能将统计方法正确地运用到相关领域。例如培养从事经济管理的统计人才，在课程设置上至少应当包括四方面的知识：（1）经济理论课程，让学生了解经济活动的主要进程和基本规律；（2）研究社会经济问题主要统计方法，包括常用的统计数据搜集方法，统计数据处理方法和分析方法；（3）适用电脑技术，让学生初步掌握运用电脑进行统计数据处理和分析的基本理论和技能；（4）有关统计理论和统计实践中的前沿性问题，目的不在于要学生真正掌握这些问题，而是让学生了解统计理论和统计实践的前沿发展动态，启迪学生的科学思维能力。
(二)教学方法和教学手段的改革
统计教学方法和教学手段改革中，有两个焦点问题：一是如何激发学生学习统计学的兴趣；二是应用什么教学手段来达到较好的统计教学效果等。充分运用现代教育技术、教学手段，更新教学方法，促使教育技术、教学手段和教学方法有机结合。
1.改灌输式教学为启发式教学，特别注重教育多样化和多层次性，不仅让学生掌握如何搜集、整理数据的技术，还要教学生读懂数字背后的事实。学会按照具体与抽象、动态与静态、个体与总体、绝对与相对、一般与特殊、演绎与归纳等不同的思维方式分析问题和解决问题。注重利用一题多解与一题多变，开拓学生的发散思维。
2.改单向接受式的教学为双向互动式教学，以案例分析与情景教学开启学生的思维闸门，使学生更形象、快捷的接受知识，发挥其独立思考与创造才能，培养学生创造性思维能力。
3.构建以课堂、实验室和社会实践多元化的立体教育教学体系。在传授和学习已经形成的知识的同时，加强实践能力锻炼，提高学生的动手能力和创新能力。只有将统计学的方法结合实际进行应用，找到应用的结合点，才能使统计学获得最大的生命力。
（三）统计学与计算机教学相结合
教材要与统计软件的应用相结合。现在许多教材都是内容与软件分家，现在计算机已非常普及，无论是高校、高职和中专，培养出来的学生不会用统计软件分析数据，不管哪一个层次，都已说不过去。统计学是一门应用的方法型学科，统计学应从数据技巧教学转向数据分析的训练。统计学与计算机教学有机地合为一体，让学生掌握一些常用统计软件的使用。除了要培养学生搜集数据、分析数据的能力外，还要培养学生处理大量数据的能力，即数据挖掘的能力。
（四）教学与实际的数据分析相结合
统计的教学不能只停留在课本上，案例教学与情景教学应成为统计课程的重要内容。统计教学和教材增加统计实际案例，通过计算机对大量实际数据进行处理，可以在试验室进行，亦可在课堂上进行讨论，这样学生不仅理解了统计思想和方法，而且锻炼和培养了研究和解决问题的能力。
（五）要有一批能用电脑、网络来教学的新型教师
电脑、网络的出现，不仅改变了教学的手段，还深深地影响着教学的内容，因为它影响着经济、生活的发展和需求。语文（中文、外文）、数学、计算机、专业知识是一个统计人才必备的素质，它们之间不是分离的，而是要尽可能结合在一起来进行教学，各管各教一套的办法已不适应现代化教育教学的需要，现代教育特别注重教育信息技术中的多媒体、网络化、社会化和国际化、多样化和多层次，有了电脑、网络，必需要更新，要培养出一批能用电脑、网络来教学的新型教师，以便培养出新型的21世纪的人才。
[参考文献]
[1]贺铿.关于统计学的性质与发展问题.中国统计,2001.9.