Методика розв’язання прикладних задач з використанням комп’ютерних технологій статистичного опрацювання експериментальних даних

Размещено на http://www.allbest.ru/

Методика розв'язання прикладних задач з використанням комп'ютерних технологій статистичного опрацювання експериментальних даних

У статті розглянуто методику розв'язання задачі з використанням комп'ютерних технологій статистичного опрацювання експериментальних даних за допомогою програмного засобу Statistica на прикладі задачі аналізу експериментальних даних з розділу "Кореляційний аналіз " для подальшого використання у навчанні інженерів-педагогів.

Важливою задачею підготовки майбутніх інженерів-педагогів необхідно вважати їх підготовку до розв'язання реальних завдань їх професійної діяльності. Одним із важливих факторів підвищення якості підготовки майбутніх інженерів-педагогів в галузі статистичного опрацювання експериментальних даних являється їх уміння працювати з пакетами прикладних програм для проведення статистичного аналізу.

Аналіз емпіричної інформації і отримання обґрунтованих результатів неможливе без використання методів статистичного аналізу.

Доцільність використання програмних засобів в яких реалізовані методи статистичного аналізу визначається такою умовою, як обсяг інформації що необхідно проаналізувати. Цей обсяг досить великий і опрацювання інформації займає багато часу, безмашинні методи обчислення потребують роботи з громіздкими таблицями і обчисленнями, тому виникає необхідність впровадження відповідних прикладних програмних засобів в навчальний процес.

Аналіз досліджень і публікацій.

Проблемою застосування прикладних програмних засобів статистичного опрацювання експериментальних даних займались такі науковці, як В.П Боровиков, А. Бююль, Е.А. Вуколов, ВА Дюк, М.І. Жаццак,РМ Моторин, В.В. Пациорковский, ВН Раскин, В.В. Ромакін. В їх працях розглядаються принципи функціонування та структура програмних засобів, задачі прикладного характеру розглядаються опосередковано.

Мета статті. Розглянути методику розв'язання прикладної задачі з використанням комп'ютерних технологій статистичного опрацювання експериментальних даних за допомогою програмного засобу Stat.ist.ica на прикладі задачі аналізу експериментальних даних з розділу “Кореляційний аналіз” для подальшого використання у навчанні інженерів-педагогів.

Виклад основного матеріалу. Для опрацювання технічних, економічних та психолого-педагогічних експериментальних даних існують універсальні статистичні програмні засоби Stati stica, SPSS, Statgraphics та інструментальні програмні засоби, що містять статистичні функції Microsoft Excel, Mathcad [1; 2; 3; 4; 6; 7; 8].

За даними джерел [1; 3] у програмному засобі Statistica реалізовані більшість комп'ютерних і по рядках або по стовбцях таблиці “об'єкт-ознака”.

Найбільш сильною стороною програмного засобу є графіка і засоби редагування графічних матеріалів, що дозволяє створювати декілька сотень графіків різних типів. В програмному засобі є докладна документація і коротка інформація до застосування. Необхідно окремо відзначити наявність офіційного російського перекладу інтерфейсу програмного засобу, що дозволяє спростити роботу в ньому.

Розглянутий статистичний пакет дозволяє проводити обробку експериментальних даних за результатами різноманітних вимірів і має в своєму розпорядженні дуже широку палітру статистичних методів.

Перейдемо до розв'язання практичної задачі за допомогою прикладного програмного засобу Statistical у групи учасників психологічного експерименту було вивчено рівень конфліктності і рівень агресивності. Дані занесені в табл. 1. Чи можна стверджувати, що рівень конфліктність залежить від рівня агресивності (за допомогою методів кореляційного аналізу)?

Таблиця 1.Результати психологічного експерименту

задача комп'ютерний програмний

Він має структуру зі зв'язаними між собою модулями, що взаємодіють один з одним, маючи однаковий формат системних файлів. У плані функціонального наповнення пакет відрізняється великою різноманітністю, включаючи в себе ті розділи аналізу, що в інших пакетах (Statgraphics) містяться лише в додаткових модулях.

О. Томашевський [9, 16] зазначає, що програмний засіб є зручним для користувача, дані легко вводяться. Їх відносно легко редагувати, створювати нові змінні, вибирати окремі спостереження чи “вирізати” підмножини даних

Продемонструємо процес розв'язання задачі з використанням комп'ютерних технологій статистичного опрацювання експериментальних даних за допомогою програмного засобу Statistica.

Розглянемо подальший розв'язок задачі у графіка і засоби редагування графічних матеріалів, що дозволяє створювати декілька сотень графіків різних типів. В програмному засобі є докладна документація і коротка інформація до застосування. Необхідно окремо відзначити наявність офіційного російського перекладу інтерфейсу програмного засобу, що дозволяє спростити роботу в ньому.

Розглянутий статистичний пакет дозволяє проводити обробку експериментальних даних за результатами різноманітних вимірів і має в своєму розпорядженні дуже широку палітру статистичних методів.

Перейдемо до розв'язання практичної задачі за допомогою прикладного програмного засобу Statistical у групи учасників психологічного експерименту було вивчено рівень конфліктності і рівень агресивності. Дані занесені в табл. 1. Чи можна стверджувати, що рівень конфліктність залежить від рівня агресивності (за допомогою методів кореляційного аналізу)? середовищі Statistica.

Крок 1. Створити новий документ та ввести дані для подальшого аналізу.

Крок 1.1. У головному меню Statistica потрібно обрати пункт “Файл” - “Создать” (рис. 1).

Крок 1.2. У вікні “Создать Новый Документ” необхідно вказати “Число переменных” - 2, “Число наблюдений” - 24 і натиснути кнопку “ОК” (рис. 2).

Рис. 1. Створення нової таблиці даних

Рис. 2. Уведення кількості змінних та спостережень

Рис. 3. Ведення експериментальних даних у комірки таблиці

Рис. 4. Меню зміни параметрів змінних

Рис. 5. Зміна назви змінної

Рис. 6. Результат зміни назв змінних відповідно до умови задачі

задача комп'ютерний програмний

Крок 1.3. Відбулося створення нової таблиці для введення даних з відповідною кількістю змінних та спостережень. Комірки таблиці необхідно заповнити експериментальними даними (рис. 3).

Крок 1.4. Доцільно змінити назви змінних відповідно до змісту задачі. Для зміни назви змінної потрібно обрати у головному меню пункт “Данные” - “Спецификации переменной” (рис. 4). У вікні специфікації змінної у полі “Имя” (рис. 5) необхідно вказати назву змінної відповідно до умови задачі. Ця операція проводиться для кожної змінної окремо.

Крок 2. Статистичний аналіз експериментальних даних. Відповідно до проведеного аналізу експериментальних даних та вибору адекватного статистичного методу аналізу необхідно використати метод кореляції Спірмана або Кендела

Крок 2.1. Використання рангових коефіцієнтів кореляції передбачає проведення ранжування. Для того, щоб проранжувати дані, їх необхідно виділи та використати пункт головного меню Statistica “Данные” - “Ранжировать” (рис. 7).

Крок 2.2. У вікні “Ранги значений”, яке передбачено для управління процесом ранжування, всі параметри потрібно залишити без змін та натиснути кнопку “Ок”.

Крок 2.3. Наступним, є перехід безпосередньо до аналізу даних з використанням кореляції Спірмана. Доступ до вікна управління параметрами кореляції Спірмана здійснюється з головного меню Statistica: “Анализ” -

Рис.7

задача комп'ютерний програмний

Непараметрические статистики” (рис. 8). У вікні “Непараметрическая статистика” потрібно обрати пункт “Корреляция Спирмена, тау Кендалла, гамма” (рис. 9).

Крок 2.4. У вікні “Ранговые корреляции” (рис. 10) вибір змінних для аналізу здійснюється з використанням кнопки

“Переменные”, після натиснення якої користувачу пропонується обрати змінні для аналізу (рис. 11).

Крок 2.5. Представлення результатів кореляційного аналізу за методами Спірмана і Кендала здійснюється після натискання кнопок “Спирмен R” та “Тау Кендалла” у вікні “Ранговые корреляции” (рис. 10).

Крок 2.6. Результати аналізу виводяться у відповідному вікні робочої книги (рис. 12, 13) Відповідно до праці Л. Шишлянікової [10] критерієм відбору кореляцій є значення самого коефіцієнта кореляції та відносне значення цього коефіцієнта, яке визначається за рівнем статистичної значимості. В психолого-педагогічних дослідженнях сила зв'язку між досліджуваними змінними визначається за табл. 2.

Таблиця 2. Інтерпретація сили зв'язку між змінними відповідно до значення коефіцієнтів кореляції

Коефіцієнта кореляції Спірмана дорівнює 0,395, що засвідчує слабку кореляцію між рівнем конфліктності та рівнем агресивності і є статистично не значимою.

Коефіцієнта кореляції Кендала дорівнює 0,307, що також підтверджує слабку кореляцію між рівнем конфліктності та рівнем агресивності і є статистично значимим (рис. 12).

Висновки

Після детального розгляду методики проведення статистичного аналізу експериментальних даних з використанням прикладного програмного засобу Statistica в студентів інженерно-педагогічних спеціальностей формуються навички роботи у даному програмному середовищі, а також вони легко зможуть здійснювати статистичний аналіз задач прикладного характеру застосовуючи будь-який вбудований статистичний модуль.

Перспективи подальших пошуків у напрямі дослідження. В подальших дослідженнях планується розробити методику проведення статистичного аналізу експериментальних даних з використанням прикладного програмного засобу Statistica з розділу “Дисперсійний аналіз”.

Література

задача комп'ютерний програмний

1.Боровиков В.П. Statistica: Искусство анализа данных на компьютере / Владимир Боровиков. - СПб. [и др.]: Питер, 2001. - 650 с.

2.Бююль А. SPSS: искусство обработки информации: [пер. с нем] / Ахим Бююль, Петер Цёфель. - Москва [и др.]: DiaSoft, 2005. - 602 с.

3.Вуколов Э.А. Лабораторный практикум по теории вероятностей и статистическим методам с использованием пакета " Statistica / Вуколов Э.А.; Моск. гос. ин-т электронной техники (ТУ). - М.: МИЭТ, 2005 (М.: Типография ИПК МИЭТ). - 208 с.

4.Дюк В.А. Обработка данных на ПК в примерах / Вячеслав Дюк. - СПб.: Питер-пресс, 1997. - 231 с.: ил.; 24 см. - (Советы профессионала).

5.Жалдак М.І. Теорія ймовірностей і математична статистика: підручник для студентів педагогічних

університетів / Жалдак М.І., Кузьміна Н.М., Михалін Г.О. - Полтава-Довкілля: - К., 2009.-498 с.

6.Моторин Р.М. Статистика. Збірник індивідуальних завдань з використанням Excel: Навч.-метод. посіб. для самост. вивч. дисц. у вузах / Р.М. Моторин, Е.В. Чекатовський.

Размещено на Allbest.ru