Minitab軟件在高職概率統計教學中的應用

Minitab軟件是現代質量管理統計的領先者，全球六西格瑪實施的共同語言，以無可比擬的強大功能和簡易的可視化操作深受廣大質量學者和統計專家的青睞。Minitab 1972年成立於美國的賓夕法尼亞州州立大學(Pennsylvania State University)，到目前為止，已經在全球100多個國家，4800多所高校被廣泛使用。

摘要：在高職概率統計教學中，為了適應教學的需要，我們嘗試調整和優化教學理念、教學手段以及教學方法。在教學中引入六西格瑪管理，輔助Minitab 軟件助教學，對提高概率統計教學成果很有幫助。

關鍵詞：概率統計教學;六西格瑪管理;Minitab統計軟件

我國目前正處於經濟蓬勃發展時期，最大化的提高公司的利潤和降低顧客的購買成本已經成為企業生產的目標，從而形成新的管理模式。全面質量管理主要強調的是以客户為導向，全員參與和持續不斷地改進。六西格瑪管理正是在全面質量管理髮展的背景下應運而生，相對來講，Minitab統計軟件在質量管理方面的應用是比較適合的。

六西格瑪管理中的精髓和真諦“以事實和數據驅動管理”。然而將數據轉化為信息，將得出的最重要的信息用以改進工作，這些數據的轉化離不開概率統計學的理論知識，因此概率統計課程的建設應逐漸與經濟市場接軌，與國際接軌。教學重點也應由教授轉變為應用，化繁為簡。故而完善教學內容，豐富教學手段，將六西格瑪管理思想融入概率統計教學。目前高職學生的現狀是基礎較弱，學習惰性較強，沒有求知慾。因此嘗試在教學中，輔助Minitab統計軟件的應用，能提高學生學習的主動性和積極性。學生只要敲敲鍵盤就能解決複雜的難題，把學生從純數學的深淵解救出來。

一、Minitab統計軟件的最大特點

Minitab管理統計軟件是目前各種統計軟件中比較簡單易懂的一個。在國外大學統計學所開設的統計軟件課程中，Minitab與SAS、BMDP並列，甚至有的學術研究機構專門教授Minitab之概念及其使用。它操作簡單，無需編程，功能強大，便於學生自主學習。Minitab軟件功能齊全，一般的數據分析和圖形處理都可以應付自如。

二、Minitab軟件輔助概率統計教學的重要性

(1)有利於概率統計學課程設置的優化。一方面能為學生創造實際操作平台，另一方面能使課程設置更趨於合理。

(2)有利於提高學生學習概率統計知識的興趣、降低教學難度;提高動手能力，增強競爭優勢。

三、Minitab軟件在教學中的應用

(1)Minitab在概率計算中的應用。

商店收到1000瓶礦泉水，每個瓶子在運輸過程中破碎的概率為0.003，求商店收到的1000個瓶子中，恰有兩瓶破碎的概率以及不超過兩瓶破碎的概率。

這是利用二項分佈求解計算的一道典型習題，對高職學生計算求解有一定困難，學生對公式記不準，記不牢固，排列組合的內容掌握不好，即使能轉換成用泊松分佈查表近似計算，有的'學生還是掌握不了查表得方法。

通過調用Minitab，選擇計算>概率分佈>二項(B)，點擊概率選項，在試驗數選項中填寫1000，事件概率選項中填寫0.003，點擊輸入常量選項，填寫2。確認得到結果：恰有兩瓶破碎的概率為0.224154。

同樣的方法，選擇累積概率選項，即可計算出不超過兩瓶破碎的概率為0.422853 。

通過軟件求解，可以降低學習的難度，直觀的得到計算結果。增強學生學習的信心。

(2)Minitab在正態分佈教學中的應用。

正態分佈是概率統計教學的重點，為了使學生更清楚、更直觀的瞭解正態分佈兩個參數對密度函數的影響，教師在演示正態分佈函數圖像時，可以先固定一個參數，讓另外一個參數改變來加以繪製正態曲線。教師可以通過圖形>概率分佈>不同參數， 選擇正態分佈選項，填寫有關參數後，就可以在同一張圖上顯示多條均值不等、方差相等的正態曲線。採用上述方法，學生可以自行得出兩個均值相等，而方差不相等的正態曲線2。同學藉助圖像，可以清楚的領會正態分佈中這兩個參數的作用。通過軟件的直觀展示，便於學生掌握結論，化繁為簡，提高學習的興趣。

(3)Minitab在樣本的均值與方差的研究中的應用。

樣本均值和方差也是概率統計教學中的一個重點，同時也是六西格瑪管理中對產品指標的考察的重要內容。在開始一般的數據分析前，用户往往需要對數據進行描述性統計分析。而我們所研究的樣本均值和方差亦可通過Minitab軟件來完成。

首先我們調用Minitab，將原始數據輸人到第一列，命名為“成績”。

選擇“統計>基本統計量>圖形彙總”即可得出輸出結果2。

學生成績統計分析(Statistical analysis of student scores)

在分析結果中裏面不僅有我們關心的樣本均值和方差，還有很多描述性統計結果呈現在分析圖表中。

四、假設檢驗中Minitab的應用

一個纖體中心想了解會員在選擇動感單車和普拉提兩種健身方式對纖體的影響，從而得出對纖體中心課程設置是否做出改動的決策。他們從動感單車班和普拉提班分別隨機抽取15名和10名學員進行體重減輕的調查，得到如下結果(單位：千克)

試判斷兩種纖體方式在減肥瘦身效果上是否有顯著差別?(顯著性水平=5%)。

建立假設：

調用Minitab軟件，(1)選擇“統計>基本統計量>雙方差”。

(2)輸入數據後，點擊“確定”，得到輸出結果及圖形。

(3)由輸出結果中的F-Test的p值=0.65>0.05，得出結論，不能拒絕原假設，即採用兩種不同方法鍛鍊對體重減輕影響的方差是相等的。

再次建立假設：

(1)選擇“統計>基本統計量>雙樣本t”。

(2)選擇“假定等方差”，點擊“選項”後，在“置信水平”選項中輸入95%，在“備擇”選項中輸入“不等於”。得到如下輸出結果。

(3)輸出結果表明，由於p值=0.159>0.05，得出結論：不認為兩種健身方式在減肥效果上有不同。

這就是用Minitab做假設檢驗，相當簡單實用。

在高職概率統計課程中採用Minitab軟件教學後，避免了許多深奧的概率理論知識的研究，直觀展示的圖形，使學生對數據的計算和分析及預測得心應手。學生不再需要把精力放在公式的記憶和計算，複雜的統計問題輕鬆解決。學生由“要我學”，轉變為“我能學”，繼而變為“我要學”，簡單的六西格瑪管理思想融入到概率統計教學中，能使學生從中感受的概率統計課程的實際應用，避免學生產生學習數學、學習概率統計課程無用論的思想。

參考文獻：

[1]張克儉 軟件在高職統計學教學中的應用[J].天津市經理學院學報，2010，28(2)：62-63.