ІНФОРМАЦІЙНА ТЕХНОЛОГІЯ В EXCEL ПРИ ВИКОНАННІ ІНДИВІДУАЛЬНОРОЗРАХУНКОВОГО ЗАВДАННЯ В КУРСІ МАТЕМАТИЧНА СТАТИСТИКА

Abstract

У статті представлено результати з розробки інформаційної технології, яка автоматизує процес обробки масиву статистичних даних (вибірки) при виконанні індивідуально-розрахункового завдання (ІРЗ) у додатку Microsoft Office Excel. ІРЗ у рамках курсу «Математична статистика» відіграє особливу роль, дозволяє в рамках єдиного процесу комплексно використовувати отримані теоретичні знання. Розв’язок задач математичної статистики в рамках начальних програм для інженерних спеціальностей обумовлює значний обсяг обчислень, пов’язаний зі значним числом показників, складними алгоритмами їх розрахунку і графічною інтерпретацією результатів розв’язків. Традиційно в рамках ІРЗ студенту пропонується набір статистичних даних (вибірка) з невідомим законом розподілу. За цією вибіркою необхідно визначити оцінку для математичного сподівання даних вибірки, оцінку для дисперсії і середнього квадратичного відхилення, структурні середні, побудувати гістограму розподілу, висунути нульову гіпотезу про вид розподілу і за допомогою критерію χ 2 прийняти або відкинути висунуту гіпотезу. В ручному режимі ці розрахунки досить трудомісткі і монотонні, що вимагає використання комп’ютерної техніки при їх виконанні. Слід зазначити, що використання комп’ютерної техніки в навчальній літературі дисципліні «Математична статистика» приділяється вкрай мало уваги. В рамках курсу «Інформатика» розглядаються тільки окремі функції розрахунку статистичних характеристик, що ускладнює використання методів математичної статистики в навчальному процесі. Одним із найбільш доступних додатків для студентів є Excel. Тому однією з основних цілей нашої статті є розробка в середовищі Excel інформаційної технології послідовного розрахунку характеристик вибірки. Запропонована технологія складається з ряду етапів, для реалізації яких використовуються або вбудовані функції Excel, або програмовані вирази в клітинах електронної таблиці. Особлива увага приділена побудові гістограми розподілу, висунення гіпотези про вид розподілу і статистичної перевірки цієї гіпотези. Ефективність технології продемонстрована на прикладі.

The article presents the results of the process of elaborating an information technology which automatizes the processing of sequences of statistical data (samples) when executing an individually calculated task (ICT) in Microsoft Office Excel. An ICT plays a special role within the course “Mathematical Statistics”, and allows using the acquired theoretical knowledge comprehensively during a single process. Solving problems of mathematical statistics in the context of educational programs for engineering specialties requires a significant amount of computation, associated with a significant number of characteristics, complex algorithms for their calculation and graphical interpretation of the results of solutions. Traditionally, while working on an ICT, students are offered a set of statistical data (sample) with an unknown distribution law. From this sample, it is necessary to determine the estimate for the mathematical expectation of the sample data, the estimate for the dispersion and standard deviation, structural averages, build a histogram of the distribution, suggest a null hypothesis about the type of the distribution and use the χ2 criterion to accept or reject the hypothesis. In the manual mode, these calculations are rather time-consuming and monotonous, which requires the use of computer equipment when performing them. It should be noted that the use of computer technology in the educational literature with respect to the discipline “Mathematical Statistics” is given very little attention. Within the course “Computer Science”, only certain functions of calculating statistical characteristics are considered, which complicates the use of mathematical statistics in the educational process. Excel is one of the most available applications for students. Therefore, one of the main goals of this article is to develop an information technology in Excel for consistent calculation of sample characteristics. The proposed technology consists of a number of stages, for the implementation of which either built-in Excel functions or programmable expressions in spreadsheet cells are used. Particular attention is paid to building a distribution histogram, suggesting a hypothesis about the type of the distribution, and verifying statistically this hypothesis. The effectiveness of the technology is proved by the example provided.