1.刻版印象
現代人其實離不開統計,但是現代人卻又普遍有『統計很難學』的刻版印象,所以在學校上統計課時,學生翹課或上課打瞌睡就成了思空見慣的現象,而相對的老師也就只好搬出活當、死當來以儆效尤,這種怨憎會的場景真的是學統計的宿命嗎?
~版权所有『深圳市斯瑞通科技开发有限公司』~
曾經也被統計公式搞的七暈八素,曾經也在統計課堂中無聊入眠,但是沒想到自己居然會成為教統計的老師,因此我一直希望自己的學生不要重入自己當年的惡夢,我立志要讓學生輕鬆學統計。
~版权所有『深圳市斯瑞通科技开发有限公司』~
~版權所有『尋智專 但是如果他們已有統計難學的刻版印象,那該如何先讓他們放輕鬆呢?第一招當然是要打破心結,因此統計的第一節課需要先發制人,先問學生一個問題:『統計難學嗎?』學生幾乎都異口同聲的哀叫『難!』
~版权所有『深圳市斯瑞通科技开发有限公司』~
我沈默以對,讓他們遲疑30秒之後再問:『有沒有聽過常態分配?』學生們幾乎都會略為安心地說『有!』
~版权所有『深圳市斯瑞通科技开发有限公司』~
我微笑以對,在他們安心30秒之後再問:『請問是先有常態分配,所以人長的不高不矮,還是先有身高的事實再有常態分配?』同學一陣交頭接耳之後,幾乎全數舉手贊成是先有身高的事實,再有常態分配。
~版权所有『深圳市斯瑞通科技开发有限公司』~
既然這是大家的共識,當然要乘勝突破他們的心防,和顏悅色的告訴大家:『既然統計學是事實在先,理論在後,那麼我們何苦要自己嚇自已,認為統計很難呢?』
~版权所有『深圳市斯瑞通科技开发有限公司』~
當大家默默點頭之後,就可以繼續向他們挑戰:『既然統計是前人將事實歸納出的結論,那麼讓我們也一起重新走過這段尋幽訪勝的趣味古道好不好?』
~版权所有『深圳市斯瑞通科技开发有限公司』~
歡呼聲中,我們開始了尋幽訪勝之旅。
~版权所有『深圳市斯瑞通科技开发有限公司』~
2.尋幽訪勝
尋幽訪勝的第一個問題是:『統計必備的原料是什麼?』幾乎立刻會有人想到『統計的原料是數據』,這當然是正確的答案,在興奮之餘再向他們挑戰,
~版权所有『深圳市斯瑞通科技开发有限公司』~
『請問是不是有數據就是統計?』
『老師,那可不見得!』
『那你認為除了數據,還需要加上什麼才可能讓統計更完整呢?』
~版权所有『深圳市斯瑞通科技开发有限公司』~
一陣沈思之後,有人提出『要將數據拿來計算』
~版权所有『深圳市斯瑞通科技开发有限公司』~
『Good!但是要算出什麼東西呢?』
『譬如要算出平均身高』
『對!平均身高是最重要的統計量之一,一般用
表示,
是代表集中趨勢的統計量』
~版权所有『深圳市斯瑞通科技开发有限公司』~
這就上路了,這群學生已漸漸會尋幽訪勝了,
~版权所有『深圳市斯瑞通科技开发有限公司』~
『除了計算平均值,這些數據還可以算出那些名堂?』
『還可以算出差距』
『請問你說的差距是什麼意思?』
『就是指最高身高減最低身高嘛!』
『OK!你所謂的差距就是統計學上所說的全距,一般用R來表示,R是代表離中趨勢的一種統計量』
~版权所有『深圳市斯瑞通科技开发有限公司』~
這群學生現在已能慢慢體會到推理的自信與學習的樂趣了,這時不妨給他們一點更Tough的問題:
~版权所有『深圳市斯瑞通科技开发有限公司』~
『那麼請問是不是有了這些計算(
R等)就算是統計呢?』
~版权所有『深圳市斯瑞通科技开发有限公司』~
學生由興奮陷入沈思,沈思之後有些學生開始輕輕的搖頭,
~版权所有『深圳市斯瑞通科技开发有限公司』~
『那你們是不是認為原始數據加上計算並不完全等於統計呢?』
~版权所有『深圳市斯瑞通科技开发有限公司』~
他們如釋重負地拼命點頭,但是為了幫他們更趨於嚴謹而成熟,這時候不但不能丟救生圈給他們,反而要用鐵石心腸來逼問──『那麼統計倒底是什麼「碗糕」?』
~版权所有『深圳市斯瑞通科技开发有限公司』~
3.柳暗花明
雖然他們還不能立即回答這個難題,但是他們至少已明白統計中少不了數據與計算,而那仍然不足的部分倒底是什麼呢?換言之,計算若不是統計的終點,那麼統計最終的目的倒底是什麼呢?慢慢地有學生會說:
~版权所有『深圳市斯瑞通科技开发有限公司』~
『統計的目的是要讓我們得到有意義的情報!』
『對!但是什麼才是有意義的情報呢?』
~版权所有『深圳市斯瑞通科技开发有限公司』~
有位同學在經過連番追問後,若有所悟,他突然反守為攻,
~版权所有『深圳市斯瑞通科技开发有限公司』~
『請問老師能不能舉幾個有關情報的例子,這樣我們就可以回答什麼是有意義的情報了。』
~版权所有『深圳市斯瑞通科技开发有限公司』~
真是孺子可教,既然問的合情合理,那就先舉一個例子讓他們揣摩。
~版权所有『深圳市斯瑞通科技开发有限公司』~
『例1:請問“拉力強度很好”算不算是有意義的情報?』
『老師,不算!』
『為什麼不算?』
『老師,因為“拉力強度很好”太籠統了,它根本沒有任何數據可作判斷的參考。』
~版权所有『深圳市斯瑞通科技开发有限公司』~
既然初生之犢不畏『唬』,那就只有加一點料,再來試試他們。
~版权所有『深圳市斯瑞通科技开发有限公司』~
『例2:好,那麼我們加上數據“拉力強度平均為5kg/cm2”,請問這算不算有意義的情報?』
『老師,這樣的情報雖然有意義,但是仍不理想。』
『為什麼?』
『因為只有提到平均值是5kg/cm2,但是我們並不知道這是0與10的平均,還是4.99與5.01的平均,所以很難單憑平均值來判斷此一情報是否有意義。』
~版权所有『深圳市斯瑞通科技开发有限公司』~
這些學生真是成材,他們的思緒已愈來愈嚴謹了,居然已能從推理中體會到集中趨勢並無法完全代表統計量的事實,不僨不啟古有明訓,所以只有再為他們指點迷津。
~版权所有『深圳市斯瑞通科技开发有限公司』~
『例3:你們的考慮沒錯,既然如此,那麼我們就再加上範圍“大多數產品的拉力強度在5kg±0.6kg之內”,這樣你們滿意了嗎?』
『不滿意!』學生齊哄,
『為什麼?』
『因為大多數太不明確了!』
~版权所有『深圳市斯瑞通科技开发有限公司』~
得天下英才而教之的喜樂這時一起湧現,這群學生真的太可愛了,
~版权所有『深圳市斯瑞通科技开发有限公司』~
『那我們把大多數更明確化一點好不好?』
『好!』
『例4:如果修改成“99.73%的產品拉力強度在5kg±0.6kg/cm2之內”,你們滿意嗎?』
~版权所有『深圳市斯瑞通科技开发有限公司』~
一些參與度較高的同學馬上表示滿意,但仍有一部分沒有表示意見,為了確認全班的認知程度,所以再一次改採主動,請全班同學從例1到例4中,要挑出一個他認為最有意義的情報,經過兩分鐘的表決,結果全班同學一致認為例4才是相對而言最有意義的情報。
~版权所有『深圳市斯瑞通科技开发有限公司』~
4.水落石出
經過這一連串的討論,需要幫學生將思緒重新整理一下,於是在黑板上先畫了下面這張圖:
~版权所有『深圳市斯瑞通科技开发有限公司』~
然後向學生解釋,這是一般生產系統簡單的示意圖,I代表Input也就是指原料,P代表Production也就是指加工,O代表Output也就是成品,接著我請大家想一下如果統計也是一個系統,那麼就統計而言上圖中的I、P、O分別代表什麼呢?
~版权所有『深圳市斯瑞通科技开发有限公司』~
有一位同學立刻自告奮勇的衝上黑板,在上圖的每一個框框下分別填上

~版权所有『深圳市斯瑞通科技开发有限公司』~
『等一下!』當他要衝回座位時我大叫一聲,一面把另一枝粉筆交給他,一面向他說:
~版权所有『深圳市斯瑞通科技开发有限公司』~
『謝謝您剛才的答案,這的確是很恰當的答案,但是可否請您再將您的答案作一點整合,能否試試看將“數據”、“計算”及“有意義的情報”整理成一個關係式?』
~版权所有『深圳市斯瑞通科技开发有限公司』~
這位同學考慮了一下,重新在黑板上寫了一個關係式。

~版权所有『深圳市斯瑞通科技开发有限公司』~
他一面寫、我一面替他高興,當他寫完後,我請他向全班同學解釋一下,他充滿自信地說:
~版权所有『深圳市斯瑞通科技开发有限公司』~
『這個公式的意思是說,數據經過計算後若能產生出有意義的情報,那就是統計。』
~版权所有『深圳市斯瑞通科技开发有限公司』~
不待我的邀請,全班同學已對他的解釋報以熱烈的掌聲,一面欣賞地看著他走回座位,一面向全班同學說『你們看,只要大家肯不斷地發揮創意、努力思考,我們就可以自己體會出統計的真諦,所以我們為什麼要怕統計呢?』
~版权所有『深圳市斯瑞通科技开发有限公司』~
『但是,下課之前最後我要請各位從大家例4中,歸納出有意義的情報應包括那些構成要素?』
『老師,5kg代表集中趨勢』甲同學說
『那±0.6kg應該是代表離中趨勢』乙同學接著說
『但是,剩下的99.73%呢?』我反問
『老師,那是指含蓋在5±0.6kg這個範圍之內的機率』
『完全正確,所以希望各位同學能將剛才討論的例子一般化,其實就統計學而言,任何有意義的情報都有三個構成要素,分別是:
~版权所有『深圳市斯瑞通科技开发有限公司』~
1.集中趨勢(通常以
作代表)
2.離中趨勢(通常以
作代表)
3.被含蓋在特定範圍內的機率』
~版权所有『深圳市斯瑞通科技开发有限公司』~ 為了加深同學的印象,所以下課之前才請他們翻開課本上的常態分配圖
~版权所有『深圳市斯瑞通科技开发有限公司』~

~版权所有『深圳市斯瑞通科技开发有限公司』~
然後請問他們,
~版权所有『深圳市斯瑞通科技开发有限公司』~
『如果成年男子的身高平均值(
)是167cm,標準差(
)是8cm,那麼請問大約有多少成年男子的身高在159至175cm之間?』
~版权所有『深圳市斯瑞通科技开发有限公司』~
立刻有學生回答:『68.26%』
~版权所有『深圳市斯瑞通科技开发有限公司』~
『為什麼?』
『因為159cm等於167-8,175cm等於167+8,所以,老師舉的例子正好是
±1
的範圍,而參考上圖,落在
±1
的機率正好是68.26%』
『太好了,所以統計就是這麼簡單也這麼好玩對不對?』
同學非常興奮地大聲說『對!』
~版权所有『深圳市斯瑞通科技开发有限公司』~
在興趣盎然中,正好下課鐘聲響起,看著他們快樂地走出教室,我知道他們已變成了一群喜愛統計的新朋友。
~版权所有『深圳市斯瑞通科技开发有限公司』~