Analýza dat statistického šetření s podporou programu MS Excel

Časová dotace

• Výuka: 1 vyučovací hodina
• Příprava: několik desítek minut podle rozsahu souboru

Pomůcky, hardware a software

• Učitel: počítač, dataprojektor, MS Excel (Windows 10, MS 365), připravený soubor s daty
• Žák/Žákyně: počítač, MS Excel (Windows 10, MS 365)

Potřebné vstupní znalosti a dovednosti

• znalost významu statistických charakteristik polohy (průměr, modus, medián, kvantily – kvartil)
• základní ovládání programu MS Excel (kopírování dat, formátování tabulky, volba stylu se záhlavím)
• výběr řazení hodnot z nabídky v záhlaví sloupce
• vyhledání nadefinovaných statistických funkcí

Přínos využití digitálních technologií

Ukázka rychlého a efektivního využití vybraných možností programu MS Excel ke zjištění statistických hodnot umožní soustředit se více na vlastní analýzu těchto výsledků, vyslovení hypotéz a interpretaci zjištěných informací.

Metodická poznámka

Učitel ve spolupráci se žáky předem provede bleskový průzkum vybrané charakteristiky. Rychlý způsob je nechat kolovat ve třídě papír s tabulkou, lze ovšem využít také např. Google formulář. Převedení zjištěných dat do Excelu zabere několik desítek minut (podle množství zjištěných dat a rozsahu souboru).

Vhodné je aktivitu zařadit do půlené hodiny.

Předpokládáme, že každý žák obdrží v písemné podobě zadání úlohy a úkoly. Asi polovinu času pracuje každý sám na PC, poté se žáci sesednou max. ve trojici k jednomu PC a pracují 10 minut na slovní analýze společně. Jeden zaznamenává odpovědi na papír. Posledních deset minut je vyhrazeno na ústní interpretaci.

Forma práce s Excelem na úvodní části úkolu závisí na úrovni uživatelů ovládat program MS Excel. 

Popis materiálu (vzdělávací aktivity)

Digitální prostředek rychle a přesně spočítá statistické hodnoty. Z nich je třeba analyzovat zjištěné informace, srozumitelně přetlumočit a vyslovit odpovídající závěry a hypotézy. Aktivita využívá možnosti programu MS Excel se záměrem většího důrazu na analýzu a interpretaci poskytnutých informací.

Úloha

Ve škole v jedné třídě druhého, třetího a čtvrtého ročníku proběhlo dotazníkové šetření zaměřené na průzkum věku a tělesné výšky respondentů s odlišením pohlaví. Získaná data jsou zaznamenána podle ročníku na třech listech programu MS Excel (obr. 1). Vaším úkolem bude celkově zanalyzovat zjištěná data.

1. Ukázka souboru pro žáky Autor díla: Hana Mahnelová

Úkoly pro žáky:

1. Vytvořte na novém listě dvě oddělené souhrnné tabulky s daty pro dívky (dále D) a pro chlapce (dále CH) bez ohledu na ročník.
2. Užitím nástrojů programu zjistěte a do listu zaznamenejte:
   1. nejnižší a nejvyšší věk D a CH,
   2. počet plnoletých D a CH,
   3. nejmenší a největší výšku D a CH,
   4. průměrnou tělesnou výšku D a CH,
   5. hodnotu prvního a třetího kvartilu výšky pro D a CH.
3. Zobrazte celkovou popisnou charakteristiku číselných dat každé tabulky. (Nutno vložit příslušné doplňky programu; cesta: Soubor – Další – Možnosti – Doplňky – Analytické nástroje – OK). Karta Data – Analýza dat – Popisná statistika – OK – Celkový přehled, a vyberte vstupní a výstupní oblast.
4. Zjistěte četnosti a relativní četnosti nejčastěji se vyskytující hodnoty výšky děvčat, chlapců.
5. Sestrojte bodové grafy tělesných výšek (pro D a CH) a pojmenujte je.
6. Stručně zapište analýzu zjištěných informací.

Řešení úlohy a stručný návod pro učitele

1. Využití kopírování, formátování tabulky, volba stylu se záhlavím.

2. Ukázka správného formátování Autor díla: Hana Mahnelová

2. 

1. Využití řazení hodnot z nabídky v ikoně záhlaví příslušného sloupce.
2. Využití statistického vzorce COUNTIF s podmínkou „>=18“.
3. Viz a.
4. Využití statistického vzorce PRUMER.
5. Využití statistické funkce QUARTIL.EXC, kvartil 1.

3. Nutno vložit příslušné doplňky programu; cesta: Soubor – Další – Možnosti – Doplňky – Analytické nástroje – OK; poté: Karta Data – Analýza dat – Popisná statistika – OK – Celkový přehled a vybereme vstupní a výstupní oblast.

4. Využití vzorce COUNTIF pro hodnotu 170 (zjištěno z tabulky popisné statistiky), pro relativní četnost definování vlastního vzorce s odkazem na buňky s potřebnými znaky.

3. Ukázka statistických výsledků z Excelu Autor díla: Hana Mahnelová

5. Užití nástroje Vložit graf, volba bodový. Kliknutím na pole Název grafu umožníme přepis pojmenování.

4. Ukázka grafických znázornění Autor díla: Hana Mahnelová

6. Ukázka analýzy zpracovaných výsledků:

Neplatí, že nejstarší D (CH) má nejvyšší výšku, stejně tak neplatí, že nejmladší D (CH) je nejmenší. Nejmladší D dosahuje věku 16 let, nejmenší dívka měří 154 cm, ale je jí 17 let. Nejmenší CH měří 165 cm a je mu 17 let, nejmladšímu je 16 let a měří 180 cm.

Plnoletých dívek je téměř 2,5krát více než plnoletých chlapců.

U výšek dívek je modus i medián 170 cm, průměrná (střední) hodnota se liší přibližně o 1 cm, aritmetický průměr lze považovat s jistou malou chybou za relevantní. Nejčastější hodnota tělesné výšky u dívek je 170 cm, tuto dosahuje asi 15 % všech děvčat.

U výšek chlapců se modus a medián liší o 4 cm, což je výrazný rozdíl, průměrná výška je asi o 1 cm menší než medián. Lze usoudit, že v datech pravděpodobně existuje nějaký výrazný „skok“. Což dokládá také graf. Modus je 179 cm, této výšky dosahují přibližně 2 % chlapců.

Z kvartilových hodnot vyplývá, že 25 % D dosahuje výšky menší než 165 cm a ¾ D jsou menší než 173 cm. V případě chlapců jich ¼ má výšku menší než téměř 179 cm a 75 % dosahuje výšky menší než přibližně 186 cm.

Můžeme zobecnit, že s rostoucím věkem mezi 16.–21. rokem nezávisle na pohlaví se výška jedinců zvyšuje.