Методические указания и рекомендации «Анализ данных и статистика» в рамках дисциплины «Математика и информатика»

Дисциплину «Математика и информатика» студенты специальности 51.02.03 Библиотековедение изучают на 2 курсе. Данная дисциплина является логическим продолжением базовых курсов информатики и математики, которые изучаются на 1 курсе.

В рамках дисциплины «Математика и информатика» тема «Анализ данных и статистика» изучается, как самостоятельная учебная единица. Программа Microsoft Excel является программным обеспечение темы.

Цель обучения темы «Анализ данных и статистика» - научить студентов анализировать полученную информацию и проводить статистическую обработку данных с помощью компьютера.

В содержание темы можно выделить два компонента, один из них относится к математике, а другой к области информатики.

Содержание первого компонента:

- основы выборочного метода;

- выборка, ее характеристики;

- частотная таблица, числовые характеристики, полигон частот;

- интервальная таблица, числовые характеристики, гистограмма частот.

Содержание второго компонента:

- основы работы в программе MS EXCEL;

- сортировка данных;

- фильтры;

- условное форматирование;

- встроенные статистические функции;

- встроенные пакеты анализа данных;

- графическое представление данных.

В результате изучения темы обучающиеся должны уметь:

- собирать и обрабатывать информацию, необходимую для ориентации в своей профессиональной деятельности;

- оформлять в виде таблиц, графиков и диаграмм статистическую
информацию;

- вычислять основные статистические показатели;

- проводить анализ статистической информации и делать соответствующие выводы.

Хочется выделить ряд принципов, которые лежат в основе методических рекомендаций при изучении темы «Анализ данных и статистика».

Принцип междисциплинарных связей. Тема «Анализ данных и статистика» является математической, но преподается в рамках дисциплины информатики. К тому же, при составлении заданий для практических работ учитывается специфика студентов СПО специальности 51.02.03 Библиотековедение .

Принцип универсальности. Этот принцип заключается в том, что анализ и статистическая обработка данных является инструментом, которым учащиеся должны уметь пользоваться в исследовательской работе, в курсовом проектировании, при подготовке выпускной квалификационной работы. Главная цель рассматриваемых методов – предоставить количественные данные в сжатой форме, с тем, чтобы облегчить их понимание.

Принцип понятия анализа данных. Будем считать, что анализ данных – это:

- область математики и информатики, занимающаяся построением и исследованием наиболее общих математических методов и вычислительных алгоритмов извлечения знаний из экспериментальных данных;

- процесс исследования, фильтрации, преобразования и моделирования данных с целью извлечения полезной информации и принятия решений.

Анализ данных имеет множество аспектов и подходов, охватывает разные методы в различных областях науки и деятельности.

Принцип многофункциональности пакета MS Excel. В программе MS Excel можно не только внести данные для обработки и хранения, но, главное, провести всесторонний анализ данных. При изучении темы «Анализ данных и статистика» будем использовать следующие типы анализа данных в MS Excel.

Первый тип - с помощью фильтра и сортировки.

Второй тип - c помощью условного форматирования.

Третий тип - с помощью графиков и диаграмм.

Четвертый тип - с помощью встроенных функций, включая статистические функции.

Пятый тип - с помощью встроенных пакетов. В состав Microsoft Excel входит пакет анализа, который позволяет осуществлять статистическую обработку данных в таблицах. В состав этого пакета входят разнообразные статистические методы.

Исходя из перечисленных принципов при изучении темы «Анализ данных и статистика» преподаватель ставит следующие цели и задачи:

- рассмотреть сущность каждого типа анализа

- провести практические занятия, на которых отрабатываются методы анализа

- научить пользоваться всеми методами в комплексе при решении задач на обработку и анализ данных

При изучении темы студенты должны знать:

- методы анализа данных

- базовые статистические функции, которые используются в программе MS Excel

При изучении темы студенты должны уметь:

- использовать методы анализа данных при решении задач, которые направлены на формирование профессиональных компетенций

- использовать при решении задач встроенные функции, включая статистические

- строить и читать графики и диаграммы

Тематическое планирование темы «Анализ данных и статистика»

Рассмотрим примерное тематическое планирование темы «Анализ данных и статистка» в рамках дисциплины «Математика и информатика» (Таблица 1).

Таблица 1 – Тематическое планирование темы «Анализ данных и статистика»

Задание: используя возможности встроенных функций, заполнить пустые ячейки (рис.2).

Рис. 2

Практическая работа №3 «Использование статистических функций и встроенных пакетов для анализа данных»

Цель: научиться проводить анализ данных, используя статистические функции и возможности встроенного пакета для анализа данных.

Задание:

1) В Интернете найдите необходимую информацию о численности населения городов РФ. Для численности населения найти характеристики выборки (рис.3).

Рис. 3

2) Для предлагаемой выборки построить частотную таблицу (рис.4)

Рис. 4

3) Для предлагаемой выборки построить интервальную таблицу (рис.5).

Рис. 5

Контрольная работа «Обработка и анализ статистических данных»

Задание 1. Открыть сайт http://optom-knigi.ru/index.php/katalog-i-prajs-listy/22-print. Скачать с сайта любой прайс-лист на книги, который содержал бы представленную в таблице информацию о книгах. Количество книг должно быть не менее 100.

Задание 2. В программе Microsoft Excel решить следующие задачи:

Отсортировать данные таблицы по автору.

Используя условное форматирование, выделить красным цветом цену дорогих книг (цена более 500 руб).

Добавить столбец с название «цена в $». Построить формулу для перевода стоимости каждой книги в доллары по курсу 1$=73 руб.

Построить и заполнить таблицу по смыслу

Построить и заполнить таблицу по смыслу. Постройте гистограмму, которая бы отображала год выпуска и количество книг

Построить и заполнить таблицу по смыслу. Постройте круговую диаграмму, которая бы отображала, сколько стоят «тонкие» и «толстые» книг

Уровень подготовленности студентов СПО не позволяет глубоко изучать вопросы математической статистики, но, опираясь на имеющиеся знания и используя возможности программы Microsoft Excel, можно сформировать у студентов понятие анализа данных, рассмотреть способы представления и характеристики выборки. Пакет Microsoft Excel должен стать инструментом для решения профессиональных задач по анализу и статистической обработке данных.

Список литературы

1. Бараз В.Р. Использование MS Excel для анализа статистических данных : учеб. пособие / В. Р. Бараз, В. Ф. Пегашкин; М-во образования и науки РФ; ФГАОУ ВПО «УрФУ им. первого Президента России Б.Н.Ельцина», Нижнетагил. техн. ин-т (филиал). − 2-е изд., перераб. и доп. − Нижний Тагил : НТИ (филиал) УрФУ, 2014. – 181 с.

2. Лапчик М.П. Методика преподавания информатики: Учеб. пособие для студ. пед. Вузов / М.П.Лапчик, И.Г.Семакин, Е.К.Хеннер; Под общей ред. М.П.Лапчика. – 2-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2005. – 624 с.