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SAS统计软件教学模式

2019/02/22 阅读:

摘要:SAS是一款应用非常广泛的统计分析软件,是学习统计学专业课程的一门重要工具。本文将对应用统计学专业中的SAS统计软件教学模式进行探索,提出对该软件教学分三个层次展开,分别是SAS基本理论、SAS与专业知识结合以及如何利用SAS进行实际案例分析。以此提交学生学习效率,促进教学改革。

关键词:SAS;统计软件;教学模式

SAS(全称STATISTICALANALYSISSYSTEM,简称SAS)是一个模块化、集成化的大型数据分析软件。该软件被广泛应用于科学研究、医疗卫生、教育、金融、政府行政管理等不同领域,并且发挥着愈来愈重要的作用。在数据处理和统计分析领域,SAS统计软件系统被公认为国际上的标准软件系统。SAS模块众多,统计分析功能齐全,功能非常强大,由于其实用性以及众多大型公司和部门对该软件的青睐,因此高校统计学专业非常重视该课程的教学工作。

一SAS软件教学存在的问题

由于SAS软件具有很强的实用性,很多高校的统计学专业将其设定为一门必修课程,为了提高教学质量和学生的学习效果,很多学者对和SAS相关的统计软件教学进行了探讨,其中文献[1]探讨了如何将具体的统计方法和SAS软件进行良好的结合,文献[2]强调模拟实验设计在软件教学中的重要性,王玖等人探讨了“案例+任务驱动”教学模式[3]在SAS软件教学中的可行性,然而如何按照文献的要求设计案例是一个较为困难的问题。近些年来,越来越多的学者强调案例教学的重要性,[4-7]然而如何实施案例教学却还是一直在探讨的一个问题。高校中统计专业的SAS课程教学模式一般是理论和上机相结合,缺乏一定的层次性,很少涉及该软件的实际应用背景,以至于和实际应用脱节。在统计学专业中,很多统计学专业课程会用到统计软件,比如多元统计分析、时间序列等,所以SAS软件的学习一般安排在第四或者第五学期,在该课程学习之前,学生已经学习过基本的统计学理论课程,如数理统计、统计学原理等课程,同时C语言课程也已经学习过。然而SAS的编程风格和传统的编程语言(如C语言)有一定的差别,因此传统的教学模式有待改进。针对SAS软件自身的特点,作者认为SAS软件课程在开设要有一定的层次性,首先要注重SAS编程基础的学习、其次有针对性的将专业理论知识渗透到SAS的学习中、最后展开SAS的实际应用案例学习,提高实际操作能力,初步了解SAS软件的实际应用模式,为以后的工作打下良好的基础。

二分层次教学模式

本节内容将对SAS软件的分层次教学模式展开介绍。

(一)SAS编程技术基础学习SAS是一个组合的软件系统,包含大量的模块,如:基础模块(BaseSAS、数据存取模块(SAS/ACCESS)、作图模块(SAS/GRAPH)、时间序列与计量经济学模块(SAS/ETS)、矩阵运算模块(SAS/IML)、运筹学模块(SAS/OR)、地理信息系统模块(SAS/GIS)等等,因此引导学生对SAS软件有一个初步的认知和了解,并掌握基本的理论知识及简单应用是非常重要的。也就是说,如何引导学生入门并激发学生对SAS编程的兴趣是相当重要的,因为SAS是入门比较困难的一门语言。SAS基础模块也是SAS系统的核心模块,因此我们建议统计学专业学生应该着重对SAS基础模块中的基本功能和基本编程语句开始学习,在实际应用中,SAS程序员也基本上是在围绕该模块进行操作。因此本层次课程主要内容可以围绕以下几个方面进行设置:如SAS程序书写的基本规则和形式、SAS编程用到的基本函数、读入和访问数据的基本方法、和数据步和过程步相关的一些基本语句等。在具体实施的时候可以以实例进行讲解,避免过多的空洞的语法介绍,让学生在实例中体会编程的方法和技巧,同时在实例练习中掌握一些编程语法的应用。我们可以结合已经学习过的一些统计理论,利用SAS编程将相关统计方法加以实现,如数理统计中常用的正态分布、均匀分布等,以及假设检验等均可以作为课堂练习由学生上机完成。这样学生可以初步体会到该软件的用处,激发其学习兴趣,同时加深对一些统计学基础理论的理解。总之这一层次的教学以SAS的基本编程技术导向,以激发学生的学习兴趣,引导学生入门为主,为后继SAS编程的学习做好铺垫。

(二)SAS编程在统计学专业中的应用本层次的教学着重强调利用SAS编程解决统计学专业性较强的一些问题,加深利用SAS进行数据分析的能力。随着统计学专业课程的开设,越来越多的统计学问题依赖于统计软件,由于涉及到的数据量较大,要求能够利用统计方法对这些数据进行处理并得到一些统计结果,并对这些结果进行分析解读。比如聚类分析,在学习完聚类分析的理论之后,上机课首先对聚类分析的基本格式及如何运用聚类方法进行介绍,比如SAS的过程步可以这样编写:PROCCLUSTERMETHOD=聚类方法<选项>;Var变量名列表;ID变量名;Copy变量名列表;By变量名;Run;同时结合聚类分析的意义,对运行结果进行解读。这一层次的教学注重统计理论向SAS软件的渗透,提高学生对运行结果的解读能力。

(三)SAS软件实训SAS软件学习的最终目的是为了进行案例数据分析,解决实际问题。因此SAS软件应该开设实际案例分析的相关课程,使学生了解SAS是如何解决实际问题的,在解决实际问题中需要注意的问题。在SAS的学习过程中,作者发现很多同学并不知道该课程在实际中是如何应用的,具体的应用背景是什么。因此以实际案例进行教学是SAS实践教学一个很好的选择。该层次课程的主要内容可以选取一些典型的商业案例,然后讲授如何利用SAS对案例进行统计建模,如何对数据进行预处理,如何选用合适的统计方法,如何对问题进行架构,如何编写代码等,从商业应用的角度对实际案例的处理给出一个完整的过程。具体实施的时候可以采用“问题驱动”型的教学方法。首先提出一个实际问题(给出实际案例),由学生思考该问题所描述的是什么问题,思考会用到什么统计方法,以此初步激发学生的学习兴趣,避免“满堂灌”的教学方式,使学生体会实际工作中面对实际问题的思考方式。下面以实际商业案例为例,说明如何进行SAS软件实训的课程学习。案例:某大型商业公司发现一个有趣现象,部分客户在网上购物所表现出来的性别和注册性别差异很大,但是公司无法验证这种差异的真实性,现随机抽取一批客户进行测试,把一部分客户的注册性别作为控制组,剩余客户在网上购物所表现出来性别(称其为行为性别)作为测试组,市场部门要求分析部门对行为性别进行预测,并给出预测结果。(1)学生思考该案例所要达成的商业目标是什么,如何收集数据才是比较合理的。(2)针对该案例的特点,选择何种统计方法比较合适,对不同的统计方法进行分析比较。如是选择LOGISTIC方法还是贝叶斯方法,各个方法的优缺点是什么,此时可以考察对统计学理论知识的掌握,也是对专业知识的一个巩固。(3)利用SAS对数据进行处理,如果采用的朴素贝叶斯方法,则可以对先验事件和条件事件进行定义,同时需要对一些相关的条件事件数据表进行整合和关联、创建条件频数表等,最终得到建模数据集。这其中会用到一些基本的SAS语句,这也是在第一层次的SAS课程学习中讲授过的,当然其中涉及到众多的表格数据的处理,需要编写的SAS代码较多,里面有很多问题需要注意。(4)建立模型,如果选用的朴素贝叶斯方法,需要用SAS代码对该方法进行实现,以便对数据集进行处理。这其中如何提高代码的运算效率也是需要考虑的一个问题。模型一旦建立以后需要利用训练数据集对模型进行验证和检验,以验证模型的可行性。(5)利用模型对结果进行分析,并给出案例的预测结果。在进行案例教学的过程中,要以学生参与为主,调动学生的积极性,对其中涉及到的一些问题,首先由学生思考并给出自己的解决方案,进行自主探索和相互协作学习,充分发挥学生的自主性和创造性,提高学习效果。同时老师要进行适时的引导,和学生一块进行探索学习。

三总结

SAS统计软件由于其自身的特点,分层次教学将是一个可行的教学模式。首先开设SAS编程基础课程,建议开设在第四学期,为SAS的具体应用和实训进行铺垫。其次将统计学专业知识渗透到SAS编程技术中来,通过增加相关专业课程的上机课对SAS进行加强学习。最后开设SAS软件实训课程,通过实际案例的演练,锻炼的学生的实际操作能力,及实际问题的建模分析能力。三个层次的教学由浅到深,从基础理论到实际操作,有助于学生对SAS软件的深入学习,锻炼学生的自主学习能力,具有较强的目的性,使学生认识到该软件要解决什么问题,如何解决问题,最终达到培养学生解决实际问题的能力。

参考文献

[1]陈方樱.关于数据分析方法及SAS软件教学的探索[J].数学的实践与认识,2004,34(1):168-172.

[2]岑成德.运用统计分析软件进行教学模拟试验的设计[J].统计与决策,2008(14):167-168

[3]王玖,孙红卫,韩春蕾.案例+任务驱动法在医学生统计软件教学中的应用[J].中国卫生统计2012,29(1):153-154.

[4]金哲植,刘光华.R与SAS的集成在统计学教学中的应用研究[J].科教导刊,2013(24):103-104.

[5]王涛,贾诺,徐明跃,等.SAS统计软件教学探讨[J].数学学习与研究,2014(5):2-2.

[6]徐家发,张克玉.SAS软件在统计实践教学中的应用[J].齐鲁师范学院学报,2016,31(3):44-47.

[7]吴鹏昊,高文伟,耿洪伟,等.统计软件教学让“教会学”代替“教学会”[J].教育教学论坛,2016(14):147-148.

作者:杨彦炯 单位:泰州学院 数理学院

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