ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ И МОЛОДЁЖНОЙ ПОЛИТИКИ
ХАНТЫ-МАНСИЙСКОГО АВТОНОМНОГО ОКРУГА – ЮГРЫ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
ХАНТЫ-МАНСИЙСКОГО АВТОНОМНОГО ОКРУГА-ЮГРЫ
«СУРГУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Р.М. Гимазов
СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА
МАТЕРИАЛОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
НА КОМПЬЮТЕРЕ
Учебно-методическое пособие
Направление подготовки 050100 Педагогическое образование
Профиль «Физкультурное образование»
Профиль «Образование в области безопасности жизнедеятельности»
Направление подготовки 034400 Физическая культура
для лиц с отклонениями в состоянии здоровья
(адаптивная физическая культура)
Сургут, 2015
Стр.1
УДК 796.015(07)
ББК 75.13с51я73
Г 48
Печатается по решению
Редакционно-издательского совета СурГПУ
Рецензенты:
Р.Х. Шаймарданов, доктор педагогических наук, профессор,
главный научный сотрудник
Сургутского государственного педагогического университета
Н.А. Бойко, кандидат педагогических наук, доцент
кафедры теории и методики физического воспитания
Сургутского государственного педагогического университета
Гимазов, Р.М.
Г 48
Статистическая обработка материалов исследования на компьютере :
учеб.-метод. пособие : направление подгот. 050100 Педагогическое
образование, профиль «Физкультурное образование», «Образование
в области безопасности жизнедеятельности)» ; направление подгот.
034400 Физическая культура для лиц с отклонениями в состоянии
здоровья (адаптивная физическая культура) / Р. М. Гимазов ; Департамент
образования и молодёж. политики ХМАО–Югры, Гос.
образоват. учреждение высш. проф. образования ХМАО–Югры
«Сургут. гос. пед. ун-т». – Сургут : РИО СурГПУ, 2015. – 138, [1] с.
ISBN 978-5-93190-310-1
В учебно-методическом пособии представлен материал для решения
практических задач по математико-статистической обработке результатов
измерений с помощью статистических функций персонального компьютера.
Представлен краткий теоретический материал, обзор методов анализа данных,
критерии выбора способов решения и анализа данных, задания для самостоятельного
выполнения.
Пособие адресовано прежде всего обучающимся по программам факультета
физической культуры и спорта – программам бакалавриата, магистратуры,
аспирантуры.
Материалы пособия могут быть использованы тренерами и педагогами
для осуществления контроля результатов учебно-воспитательного и учебнотренировочного
процесса.
УДК 796.015(07)
ББК 75.13с51я73
ISBN 978-5-93190-310-1
2
© Гимазов Р.М., 2015
© Сургутский государственный
педагогический университет, 2015
Стр.2
ПРЕДИСЛОВИЕ
Актуальность изучения дисциплины «Статистическая обработка
материалов исследования на компьютере» определяется местом в структуре
ФГОС ВПО направлений подготовки 050100 Педагогическое образование
(профиль Физкультурное образование, Образование в области
безопасности жизнедеятельности), 034400 Физическая культура для лиц
с отклонениями в состоянии здоровья (адаптивная физическая культура).
Цель
освоения изучаемой дисциплины – формирование системы
знаний, умений и навыков, связанных с особенностями математических
способов представления и обработки информации как базы для
развития общекультурных и общепрофессиональных компетенций.
Задачи дисциплины:
1) формирование знаний основ классических методов математической
обработки информации;
2) навыков применения математического аппарата обработки
данных теоретического и экспериментального исследования при решении
профессиональных задач.
Место дисциплины в структуре образовательной программы.
Дисциплина «Статистическая обработка материалов исследования
на компьютере» относится к базовой части математического и естественнонаучного
цикла дисциплин.
Требования к результатам освоения дисциплины. Бакалавр
по направлению подготовки 034400 Физическая культура для лиц
с отклонениями в состоянии здоровья (адаптивная физическая культура)
должен решать следующие профессиональные задачи в соответствии
с видами профессиональной деятельности:
способен использовать основные законы естественнонаучных
дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы
математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального
исследования (ОК-14);
способен понимать сущность и значение информации в развитии
современного информационного общества, сознавать опасности
и угрозы, возникающие в этом процессе, соблюдать основные требования
информационной безопасности, в том числе защиты государственной
тайны; владеть основными методами, способами и средствами
получения, хранения, переработки информации (ОК-15);
3
Стр.3
имеет навыки работы с компьютером как средством управления
информацией (OK-16);
способен работать с информацией в глобальных компьютерных
сетях (ОК-17).
Бакалавр по направлению подготовки 050100 Педагогическое образование
должен решать следующие профессиональные задачи в соответствии
с видами профессиональной деятельности:
владеет культурой мышления, способен к обобщению, анализу,
восприятию информации, постановке цели и путей её достижения
(ОК-1);
способен использовать знания о современной естественнонаучной
картине мира в образовательной и профессиональной деятельности,
применять методы математической обработки информации,
теоретического и экспериментального исследования (ОК-4);
владеет основными методами, способами и средствами получения,
хранения, переработки информации, имеет навыки работы
с компьютером как средством управления информацией (ОК-8);
способен работать с информацией в глобальных компьютерных
сетях (ОК-9);
способен понимать сущность и значение информации в развитии
современного информационного общества, сознавать опасности
и угрозы, возникающие в этом процессе, соблюдать основные требования
информационной безопасности, в том числе защиты государственной
тайны (ОК-12);
В результате изучения дисциплины студент должен:
знать:
основные понятия и методы теории вероятностей и математической
статистики;
классические методы математической статистики, используемые
при планировании, проведении и обработке результатов экспериментов;
уметь:
решать типовые статистические задачи;
планировать процесс математической обработки экспериментальных
данных;
проводить практические расчеты по имеющимся экспериментальным
данным при использовании статистических таблиц и компьютерной
поддержки (включая пакеты прикладных программ);
анализировать полученные результаты, формировать выводы
и заключения;
4
Стр.4
владеть:
математическим аппаратом обработки данных результатов
измерений;
основами вычислительной и алгоритмической культуры исследователя.
Общая
трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетные
единицы – 72 часа.
Формы организации учебного процесса – лекции, практические
занятия, самостоятельная работа студентов в модульной технологии
обучения.
Примерный учебно-тематический план на 72 часа
Форма занятий
Наименование части,
раздела
Часть 1. Статистические
методы обработки
результатов измерений
Раздел 1. Выявление различий
в уровне и распределении
исследуемого признака
Раздел 2. Проверка гипотез
однородности выборок.
Статистическая
достоверность различия
исследуемых признаков
Раздел 3. Выявление
изменений исследуемых
признаков
Раздел 4. Анализ и прогноз
изменений признака
Часть 2. Методы
количественной оценки
качественных показателей
Всего
16 6 2
6
2 8
14 6 2
12 4
12 4
14 6
72 28 4
4
4
4
6
24
8
8
8
2 8
4 40
5
Всего
Аудиторные
Лекции
Семинары
Практические
КСР
Индивидуальные
Самостоятельные
Стр.5
Цель учебно-методического пособия – организация самостоятельной
работы студентов по усвоению теоретического материала
учебной дисциплины «Статистическая обработка материалов исследования
на компьютере».
В пособии рассматриваются основные дидактические единицы
данного курса: «Математико-статистические методы обработки результатов
измерений» и «Методы количественной оценки качественных
показателей». Пособие поддерживает преподавание курса, детализирует
технологически компетенции ФГОС ВПО, помогает студентам
освоить необходимые компетенции.
Издание по своему содержанию делится на части, разделы и темы.
Каждая часть отражает содержание одной дидактической единицы
курса, разделы пособия – содержание общепринятых в статистике
задач, а темы предлагают методы решения статистических задач. Студентам
даны целевые установки для освоения разделов, статистических
методов, необходимые требования к знаниям и умениям студентов
по теме, и конкретные учебные результаты. Также в пособие
включены темы с использованием новых методов квалиметрии, что существенно
дополняет как теорию, так и практику подготовки бакалавров
в Сургутском государственном педагогическом университете.
В конце пособия приводятся приложения, в которых представлены
справочные таблицы и словарь терминов.
Основной формой организации учебного процесса студентов
очной формы обучения является аудиторная работа в виде лекционных
и практических занятий. В случаях обучения студента на других формах
и графиках обучения он выполняет задания самостоятельно,
но для этого необходимо получить у преподавателя варианты заданий
для выполнения практических работ.
По своему характеру и уровню новизны задания, включенные
в издание, подразделяются на воспроизводящие и аналитические. Задания
воспроизводящего характера связаны с воспроизведением готовых
знаний, решением типовых исследовательских задач, выполнением
упражнений по указанному сценарию, способу, приему.
При выполнении аналитических заданий от студентов требуется
самостоятельное проведение анализа проблемной ситуации. Это задания
в темах, в которых студент самостоятельно формулирует математико-статистическую
задачу, использует самостоятельно подобранные
вариативные показатели, соответствующие задаче, после произведенных
расчетов представляет выводы.
6
Стр.6
ний:
Текущий контроль выдвигает требования к выполнению зада
для получения общего представления необходимо познакомиться
с характеристикой метода, представленного в пособии;
успешно ответить на контрольные вопросы или задания тестового
характера на странице дисциплины Образовательного портала
СурГПУ. Примерные задания и вопросы представлены в пособии. Для
этого необходимо внимательно изучить содержание темы в рекомендуемой
литературе;
выполнить свой вариант задания письменно и на электронном
носителе;
представить преподавателю для проверки и ответить на уточняющие
вопросы.
Рубежный контроль проводится в виде решения ситуационной
задачи исследования.
Итоговый контроль по дисциплине проводится с помощью тестирования
с целью проверки уровня усвоения учебного материала
по всем темам.
Таким образом, для своей будущей профессиональной деятельности
с помощью данного издания студенты на занятиях смогут:
изучить технологии, применяемые в физическом воспитании
и спорте, безопасности жизнедеятельности для осуществления эффективного
контроля;
грамотно применять методы количественно-качественного
анализа явлений, происходящих в физическом воспитании, спорте,
безопасности жизнедеятельности;
давать оценку уровня подготовленности занимающихся физической
культурой и спортом;
приобрести опыт применения методов «анализа данных» и
пакета «статистика» на персональном компьютере.
Материально-техническое обеспечение
Курс обеспечивается 12 компьютерами мобильного класса,
мультимедийным проектором, ресурсы библиотеки (учебники, учебные
пособия, методические рекомендации) и образовательного портала
СурГПУ, ссылки на Интернет-ресурсы в рабочей программе преподавателя.
7
Стр.7
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие ............................................................................................. 3
Введение ...................................................................................................
8
ЧАСТЬ 1
СТАТИСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ
Раздел 1. Выявление различий в уровне
и распределении исследуемого признака ......................................... 32
Тема 1. Описательная статистика ............................................................ 32
Тема 2. Метод средних величин и визуализации данных ..................... 37
Тема 3. Выборочный метод. Определение показателей
генеральной совокупности ....................................................................... 42
Тема 4. Критерии согласия с нормальным распределением ................. 48
Раздел 2. Проверка гипотез однородности выборок.
Статистическая достоверность различия
исследуемых признаков ................................................................................. 45
Тема 5. Критерий Стьюдента ................................................................... 56
Сравнение абсолютных показателей независимых выборок
большого объёма........................................................................................ 56
Сравнение абсолютных показателей независимых выборок
небольшого объёма ................................................................................... 57
Сравнение абсолютных показателей зависимых выборок
при парном сравнении .............................................................................. 58
Тема 6. Критерий Фишера ....................................................................... 62
Тема 7. Критерий Вилкоксона, Манна-Уитни ........................................ 65
Тема 8. Критерий Уайта............................................................................ 70
Тема 9. Критерий знаков .......................................................................... 72
137
Стр.137
Раздел 3. Выявление изменений исследуемых признаков ...... 76
Тема 10. Коэффициент корреляции Бравэ-Пирсона .............................. 76
Тема 11. Коэффициент корреляции Спирмена ...................................... 82
Тема 12. Множественная корреляция ….............................. ................... 85
Раздел 4. Анализ и прогноз изменений признака ..................... 88
Тема 13. Регрессионный анализ .............................................................. 88
Тема 14. Временные ряды ........................................................................ 92
Тема 15. Выявление тенденций................................................................ 95
ЧАСТЬ 2
МЕТОДЫ КОЛИЧЕСТВЕННОЙ ОЦЕНКИ
КАЧЕСТВЕННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ
Тема 16. Метод анкетирования ................................................................ 101
Тема 17. Критерий φ – Фишера (угловое преобразование Фишера) .... 104
Тема 18. Метод преобразования признака в качественный аналог ...... 109
Тема 19. Парный коэффициент сходства качественных аналогов ....... 114
Заключение .............................................................................................. 118
Список литературы ................................................................................ 119
Приложения ………………………………………………...................... 122
138
Стр.138