“JMP 的界面設(shè)計(jì)合理，低門(mén)檻會(huì)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)統(tǒng)計(jì)學(xué)有很大的幫助作用。這也正是我喜歡在課堂上使用 JMP 的關(guān)鍵所在。” ——Ian Johnston 波士頓大學(xué)

挑戰(zhàn)

讓基礎(chǔ)統(tǒng)計(jì)學(xué)課程更具吸引力。

解決方案

JMP 腳本語(yǔ)言可用于創(chuàng)建插件，能夠作為交互式工作表對(duì)課堂上所介紹的理論知識(shí)進(jìn)行演示。

結(jié)果

通過(guò)這種充滿(mǎn)互動(dòng)的學(xué)習(xí)方式，學(xué)生能夠更多參與到課程學(xué)習(xí)中?，F(xiàn)在，他們更樂(lè)于討論彼此得出的結(jié)果并對(duì)分析過(guò)程進(jìn)行深入研究。

“2 號(hào)門(mén)后面是什么?”這肯定不是波士頓大學(xué)學(xué)生報(bào)名參加本科統(tǒng)計(jì)學(xué)課程想要解決的問(wèn)題。

但是作為全新入門(mén)課程的一部分以及為了鼓勵(lì)學(xué)生更積極地參與到學(xué)習(xí)過(guò)程中，統(tǒng)計(jì)學(xué)教授 Luis Carvalho 和他的助教 Ian Johnston 為兩個(gè)科目重新設(shè)計(jì)了專(zhuān)業(yè)課程，以使教學(xué)更加生動(dòng)有趣并擁有更多互動(dòng)。

通常來(lái)說(shuō)，像“基礎(chǔ)統(tǒng)計(jì)學(xué)和概率”和“應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)”這樣的課程就是把問(wèn)題列在工作表上并且讓學(xué)生以小組的形式尋找解決方案，或者就是在計(jì)算器上敲數(shù)字。

“我們不會(huì)舍棄這種傳統(tǒng)的模式，但是我們還希望加入一些更加吸引人的內(nèi)容，”Johnston 解釋說(shuō)，“所以我們決定保留工作表，但會(huì)將它導(dǎo)入計(jì)算機(jī)，并且借助 JMP 研究其中的數(shù)據(jù)。”

Johnston 自學(xué)了 JMP® 腳本語(yǔ)言，然后通過(guò)腳本語(yǔ)言建立插件。這些經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的腳本在很大程度上活躍了教學(xué)，從而鼓勵(lì)學(xué)生去思考各類(lèi)問(wèn)題，例如之前提到的正確猜測(cè) 2 號(hào)門(mén)后面物品的幾率。

借助 JMP® 編寫(xiě) JSL

Carvalho 的專(zhuān)長(zhǎng)是借助高維數(shù)據(jù)和生物學(xué)應(yīng)用進(jìn)行貝葉斯統(tǒng)計(jì)。Johnson 攻讀博士學(xué)位時(shí)，Carvalho 和 Johnson曾合作進(jìn)行全基因組相關(guān)研究，檢測(cè)疾病的風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)性。重新調(diào)整 Carvalho的本科統(tǒng)計(jì)學(xué)課程是他們的再次合作。

“ 我們希望打造一個(gè)能夠模擬實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)環(huán)境，以便讓學(xué)生方便地進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，同時(shí)還可以使用一些不同的軟件，”Johnson 描述道，“但當(dāng)時(shí)我們還不確定應(yīng)該使用哪款軟件。”

Mia Stephens 是一位 JMP 傳播大使，她受邀來(lái)到波士頓大學(xué)，用 Johnson 的話(huà)來(lái)說(shuō)便是，“她進(jìn)行了一次出色的 JMP功能展示，給我們留下了深刻的印象。”

演示中有個(gè)非常有趣的例子，采用一個(gè)借助采用最小二乘法回歸線(xiàn)進(jìn)行分析的回歸模型。Stephens 創(chuàng)建了一個(gè)散點(diǎn)圖，之后進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合并演示 JMP 如何以實(shí)時(shí)方式給出反饋，以及直線(xiàn)擬合數(shù)據(jù)的適合情況。

拋硬幣實(shí)驗(yàn)插件可以讓學(xué)生學(xué)習(xí)概率，并通過(guò)調(diào)整各項(xiàng)因子進(jìn)行模擬。

“ 這個(gè)方法很容易理解，”Johnston 說(shuō)道，“我們驚訝于軟件的良好表現(xiàn)，而且立刻意識(shí)到我們的學(xué)生也會(huì)被軟件非凡的功能所吸引。”

于是，我們當(dāng)即決定將 JMP 帶到課程教學(xué)中。JSL 可用于創(chuàng)建插件，同時(shí)還能作為交互式工作表。學(xué)生可以在理論教學(xué)部分學(xué)習(xí)基本統(tǒng)計(jì)概念，然后在實(shí)驗(yàn)室中借助真實(shí)的數(shù)據(jù)使用 JMP，通過(guò)插件對(duì)課堂學(xué)習(xí)的理論知識(shí)進(jìn)行演示。

“我們希望學(xué)生可以充分利用計(jì)算機(jī)上的數(shù)據(jù)，在 JMP 中進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、記錄結(jié)果并立即給出描述，所有這些操作全部通過(guò) JMP 進(jìn)行，”Johnson解釋說(shuō)。

但是，要完成這些操作，首先必須設(shè)計(jì)插件。

“Luis 和我會(huì)給學(xué)生帶來(lái)要運(yùn)行的腳本，”Johnston 描述說(shuō)，“我會(huì)嘗試在JMP 中復(fù)制并啟用腳本，之后學(xué)生便可以開(kāi)啟插件運(yùn)行所提供的腳本。”

然而，他在這期間也遇到了一些麻煩。為了解決這些問(wèn)題，他利用 JMP 的保存腳本功能進(jìn)行操作，該功能可以編寫(xiě)生成任何報(bào)告中的分析結(jié)果所需的 JSL。

“ 這項(xiàng)功能非常實(shí)用”，Johnston 表示。當(dāng)我看到了更多 JMP 所編寫(xiě)的 JSL，我就能更容易地發(fā)現(xiàn)自己的不足。

“JSL 的最佳程序員就是 JMP 軟件本身。”

哪個(gè)門(mén)?

“借助 JMP 軟件和各種插件，我們能夠更多地與學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)，”Carvalho 表示，“他們可以使用插件進(jìn)行模擬分析，同時(shí)可以更透徹地理解理論概念。”

Johnston 表示學(xué)生對(duì)于通過(guò)動(dòng)態(tài)的方法進(jìn)行學(xué)習(xí)有著很高的熱情。“他們希望參與其中，并且十分享受這一過(guò)程。良好的互動(dòng)性讓學(xué)習(xí)變得充滿(mǎn)樂(lè)趣。如果一個(gè)學(xué)生要將自己的分析結(jié)果與他人進(jìn)行討論，他只需在筆記本電腦上將結(jié)果展示給其他學(xué)生，同時(shí)還可以讓他們?cè)谧约旱碾娔X上進(jìn)行嘗試。”

有時(shí) Carvalho 和 Johnston 會(huì)幫助學(xué)生創(chuàng)建數(shù)據(jù)集，而其他時(shí)候則由學(xué)生自己創(chuàng)建。在課程開(kāi)始前，我們對(duì)學(xué)生進(jìn)行了一次調(diào)查，目的是收集一系列數(shù)據(jù)，其中包括他們喜歡的音樂(lè)風(fēng)格、他們?nèi)ミ^(guò)多少個(gè)州、他們的手機(jī)號(hào)碼有多少位以及他們能記住多少位數(shù)字。

學(xué)生們會(huì)研究這些數(shù)據(jù)的分布情況，并將其擬合到模型中。

另外還有經(jīng)典的三門(mén)問(wèn)題(“讓我們做個(gè)交易”)，通過(guò)軟件插件，我們借助日常生活中發(fā)生的事情進(jìn)行學(xué)習(xí)。

借助三門(mén)問(wèn)題插件，學(xué)生可以研究經(jīng)典問(wèn)題、調(diào)節(jié)門(mén)的數(shù)量并通過(guò)多輪游戲獲得解決對(duì)策的影響。

例如，你參加一項(xiàng)游戲活動(dòng)，猜測(cè)在三扇門(mén)中哪扇門(mén)后有汽車(chē)。你選擇一扇門(mén)。主持人會(huì)打開(kāi)其他兩扇門(mén)中的一扇……沒(méi)有車(chē)。然后，你可以轉(zhuǎn)而選擇另一扇門(mén)?？梢詥?

可以。正如 Marilyn vos Savant 在Parade(《展示雜志》)中“Ask Marilyn”(問(wèn)問(wèn)瑪麗蓮)專(zhuān)欄中所提出的，每個(gè)人都有三分之二的機(jī)會(huì)贏得汽車(chē)。

這是個(gè)難題。受此啟發(fā)，Johnston 設(shè)計(jì)了一個(gè)有 10 扇門(mén)的插件，學(xué)生可以玩 100 回合游戲。

“我希望看到學(xué)生們發(fā)表不同意見(jiàn)，同時(shí)還可以在軟件中進(jìn)行模擬。他們?cè)谟螒蛑袝?huì)說(shuō)：‘我不相信;這完全說(shuō)不通。’他們認(rèn)為自己可以反駁這一結(jié)論。”他們不相信只剩兩扇門(mén)后，幾率不是百分之五十。“但是，”Johnston 說(shuō)，“軟件插件能讓他們心服口服。”

他們?cè)谠⒔逃跇?lè)的過(guò)程中便學(xué)習(xí)了統(tǒng)計(jì)學(xué)。

“ 我的經(jīng)驗(yàn)是，學(xué)生們現(xiàn)在能夠充分意識(shí)到有意義的圖形和統(tǒng)計(jì)匯總能夠幫助他們解決項(xiàng)目開(kāi)始時(shí)提出的問(wèn)題，特別是在課程即將結(jié)束時(shí)，他們能夠更加深入地思考問(wèn)題并且更加熟悉統(tǒng)計(jì)概念，”Carvalho 總結(jié)道。

“JMP 的界面設(shè)計(jì)合理，”他補(bǔ)充說(shuō)，“ 低門(mén)檻會(huì)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)統(tǒng)計(jì)學(xué)有很大的幫助作用。這也正是我喜歡在課堂上使用 JMP 的關(guān)鍵所在。”

JMP® 發(fā)揮學(xué)習(xí)優(yōu)勢(shì)

Johnston 認(rèn)為，對(duì)于大多數(shù)對(duì)統(tǒng)計(jì)學(xué)并不很熟悉的學(xué)生而言，JMP 的拖放和點(diǎn)擊界面是最理想的設(shè)計(jì)。“我們覺(jué)得對(duì)于基礎(chǔ)統(tǒng)計(jì)學(xué)和概率以及應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)這類(lèi)課程來(lái)說(shuō)，學(xué)生能夠快速掌握 JMP 的使用，無(wú)論要推斷哪種結(jié)果，我們都可以專(zhuān)注于課堂討論，而無(wú)需將精力花費(fèi)在統(tǒng)計(jì)學(xué)編程方面，”他表示。

學(xué)生也可以訪(fǎng)問(wèn) JMP 網(wǎng)站來(lái)提交問(wèn)題或參考文檔文件。“你可以方便地在上面獲得問(wèn)題的答案，”Johnston 表示。

Carvalho 和 Johnston 提到 JMP 圖形生成器是他們和學(xué)生都非常喜愛(ài)的工具。“ 簡(jiǎn)直難以置信，”Johnston 說(shuō)道，“你可以拖放和創(chuàng)建很多不同的圖形，如果覺(jué)得滿(mǎn)意，就可以點(diǎn)擊‘完成’按鈕來(lái)將其復(fù)制和粘貼到任何正在處理的文件。”

Johnston 認(rèn)為許多學(xué)生將會(huì)繼續(xù)使用JMP。

“下課后我會(huì)收到學(xué)生的郵件，他們還希望跟我討論他們正在用 JMP 做的那些事情，”他補(bǔ)充說(shuō)，“這真是讓人欣喜。”