教育統計學(初統) 授課教師:葉玉賢 博士
第一章 緒論 數字真的會說話?還是說假話? 1. 去年全球共有八百萬幼童,因肺炎與腹瀉等疾病,還不到五歲就罹病死亡;根據聯合國兒童基金會公布最新數據,其中又有四成發生在奈及利亞、剛果共和國與印度。雖然近年來嬰兒死亡率速率趨緩,但顯然努力還不夠(台灣醒報,2009/9/11) 。 2.轉型近四年的新托福(TOEFL iBT)全球平均成績出爐,台灣平均分數在亞洲仍為第十八名、平均分數七十三分,雖較去年提高一分,但仍較全球平均的七十九分低,也輸給新加坡、香港與中國等,在亞洲僅勝泰、日與澳門等 (自由時報,2009/8/17) 。 * 你看到哪些數字、對象與結論? * 數據背後的意義為何?它表示哪些“相關性”? * 有相關,一定有因果關係嗎? * 光看數字,就可以進行比較嗎? * 上述報導的推論與結論,符合“科學”原理嗎?
1-1 科學、科學問題與方法(1) 何謂科學? 科學方法真能解決問題嗎? 科學如何「逼真」? 1. 找出問題 問題的“發生”與“發現” 1. 找出問題 問題的“發生”與“發現” 2. 大膽假設、小心求證? 合理的懷疑 3. 找出問題的對象 誰在製造問題? 3. 解決方法 系統的、有效的方法 4. 達到科學的目的 方法是否已經解決問題? 科學,是指運用系統的方法解決合理的問題,以便發現事實的真相,並進而探討其原理原則的學問。 科學方法真能解決問題嗎? 超神準的莫拉克颱風氣象預測? 科學如何「逼真」?
1-1 科學、科學問題與方法(2) “誰”的科學問題? 1. 究竟哪種問題才是重要的科學問題?“誰”來界定科學問 題? 科學的特徵 1. 究竟哪種問題才是重要的科學問題?“誰”來界定科學問 題? e.g. 你家的馬桶壞了 V.S. 馬桶的電子化系統發明 2. 究竟要有多少人(事、物)“共同”的、重要的問題發生,才稱為科學問題? e.g. 全台灣只有一位流浪教師V.S. 全台灣有75%以上的流浪教師 科學的特徵 1. 必須有一定的程序、步驟、標準、 方式,不能憑空想像。 2. 必須有共同經驗。 3. 必須是人的經驗可達到的。
1-2 科學與統計學的發展史: 古典統計學時期 Galton(Sir Francis Galton, 1822~1911) 1-2 科學與統計學的發展史: 古典統計學時期 Galton(Sir Francis Galton, 1822~1911) 1899年的遺傳學原理《Nature Inheritance》 引發Pearson對於統計學的興趣 Pearson(Karl Pearson, 1857~1936) 1890年於格里辛學院 (Gresham College) 開授《現代科學的範圍與概念》(the Scope and Concepts of Modern Science),開始注意統計的原理及對科學研究的影響 提出相關係數(ρ)、標準差()重要統計名詞 引發世人對於統計的重視,改變了人們對統計的態度 Fisher(Ronald Aylmer Fisher, 1890~1962) 《Statistical Methods for Research Workers》(1925)和《Design of Experiments》(1935) 發表了統計量的精確分配的論文 最大概似估計法(maximum likelihood estimation)觀念的提出
1-2 科學與統計學的發展史: 現代統計學時期 Herman Hollerith發明打孔卡片(punched card)記錄數據的方法,用於美國人口調查局(U.S. Census Bureau)舉辦每十年一次的人口普查(1894) 二次大戰之後快速發展,到1950年進入實用階段 SAS、SPSS、BMDP等統計套裝軟體出現 1972年HP (Heweleit Packard) 公司發展掌上型計算器 (calculator)
1-3 統計學的分類與意義 2. 推論統計學(inferential statistics) 描述統計學(descriptive statistics) (1)描述統計學係指單純整理、分析、說明某一範圍的資料本身,並以系統的方式來呈現,使原始資料(雜亂無章的、沒有經過整理的資料)更加有系統而已。 (2)描述統計學不做推論的工作。 2. 推論統計學(inferential statistics) (1)以某一群“研究樣本”為對象,並且以科學的方法將研究的結果推論到“研究者心中最想了解的對象”(也就是母群體) (2)推論統計學大部分已經包含了描述統計的性質。
樣本 S 敍述統計學 抽出樣本(蒐集、整理) 求算(分析) 統計量 推論統計學 母數 了 解 推 論
思考:判斷下列屬於何種統計學? 葉老師想要了解全班同學各科成績的平均分數。 經過災後重建之後,吳敦義院長想要知道台灣人民對馬政府的滿意度是否提升。 失業率創新高,失業勞工怨嘆百業蕭條,經濟不景氣,失業族紛紛都在找不用成本的副業,只有一個產業反而逆勢成長,那就是交友聯誼事業。 崑山科大幼兒保育系某班的英語成績。
1-4 統計的相關概念(1) 從因果影響的關係來看 從被測量的對象的性質來看 自變項(independent variable; IV) 1-4 統計的相關概念(1) 從因果影響的關係來看 自變項(independent variable; IV) 不受任何因素影響的前置變項 又稱為預測或解釋變數 依變項(dependent variable; DV) 依變項的變化主要歸因於獨變項的變動。 又稱為結果或反應變數 從被測量的對象的性質來看 間斷變項(discrete variable) 被測量的對象,在變項的數值變化上是有限的,數值與數值之間,無法找到更小單位的數值。 例如家庭子女數、某個都市的戶數、性別、國籍等等 連續變項(continuous variable) 被測量的對象,其特徵可以被變項中以無限精密的數值來反應。如果技術上允許,數值可以無限切割 例如以米尺測量身高、以體重計測量體重、以溫度計測量氣溫等
1-4 統計的相關概念(2)
變數 性質變數 數量變數 名義變數 順序變數 間斷變數 連續變數 等距變數 比率變數