Análisis de actividades de datos científicos

Enseñanza del análisis de datos en la escuela secundaria

En la escuela primaria y secundaria, enseñamos el análisis de datos como un proceso más intuitivo. Los estudiantes jóvenes aprenden a hacer gráficos e identificar patrones, pero los estudiantes de secundaria están listos para un enfoque más sofisticado. Deben aprender a aplicar estadísticas para analizar datos y aprender a probar la validez de sus datos mediante pruebas t.

Manejo de datos sesgados

Los estudiantes a menudo están familiarizados con cómo calcular la media, la moda y la mediana. Sin embargo, es posible que no se den cuenta de que al analizar los datos, estos valores no siempre reflejan los resultados con precisión. Los estudiantes pueden aprender sobre esto analizando los datos que deliberadamente distorsionaste.

Materiales

• Conjuntos de datos preparados
• Calculadoras

Procedimiento

1. Antes de comenzar, pida a los estudiantes que recopilen un conjunto de datos para usar en la actividad o deles un conjunto de datos que haya creado con anticipación. Por ejemplo, puede crear un conjunto de datos con las puntuaciones de las pruebas de los alumnos para un examen. El conjunto de datos no debe ser datos perfectos, porque el análisis será más significativo si hay variación.
2. Explique a los estudiantes que los datos, si no se analizan adecuadamente, pueden ser muy engañosos. Ofrézcales un ejemplo. Dígales que imaginen que todos los estudiantes de la clase tomaron la misma prueba. Explique que desea registrar la calificación promedio de la clase en el libro de calificaciones. Ahora pídales que consideren cómo les gustaría que se calculara el promedio. ¿Preferirían usar la media, la moda o la mediana del conjunto de datos? Incluso puede elegir que voten para agregar interés.
3. Para calcular la media, tomaría la suma de los datos y dividiría por el número de valores que sumó, conocido como ‘N’. Modele para los estudiantes cómo calcular la media.
4. Para encontrar la mediana, modele a los estudiantes cómo poner las puntuaciones en orden numérico. La mediana es el número en el medio, con un número igual de puntos de datos en cada lado.
5. Para calcular el modo, pida a los estudiantes que identifiquen cuántas veces aparece cada valor en el conjunto de datos. El valor que aparece más es la moda.
6. Ahora, haga que los estudiantes analicen la media, la moda y la mediana. Analice con la clase su decisión de basar su calificación en la media, la moda o la mediana. ¿Qué les beneficiaría más?
7. Puede repetir el proceso agregando diez valores más al conjunto de datos. Haga que los estudiantes vuelvan a calcular los valores de la media, la moda y la mediana. Analice con los alumnos cómo cambiaron estos valores cuando se agregaron más datos al conjunto. ¿Hubo algún medio, modo o mediana que pareciera fuera de los valores del resto? Esta es una oportunidad para discutir con los estudiantes qué significa el término valor atípico en el análisis de datos.
8. Pregunte a los alumnos qué podrían necesitar hacer para obtener una imagen más precisa de los datos de la clase. Pueden sugerir estrategias como eliminar valores atípicos o incluso agregar más datos.

Pruebas T de significancia

Cuando enseñamos a los estudiantes a analizar datos, tenemos que recordarles que a veces un cambio parece significativo, cuando en realidad, desde un punto de vista matemático, no lo es. Una forma sencilla de mostrarles cómo evaluar la importancia de los cambios en sus datos científicos es con una prueba t.

Materiales

• Un conjunto de datos que recopilaron los estudiantes que incluye datos de antes y después de un tratamiento experimental
• Software de hoja de cálculo capaz de ejecutar una prueba t

Procedimiento

1. Antes de este experimento, los estudiantes ya deberían haber recopilado sus datos de antes y después para un experimento.
2. Pregunte a los estudiantes si su tratamiento experimental realmente provocó un cambio significativo.
3. Explique a los alumnos que una forma de determinar si el cambio fue realmente significativo es utilizar un software de hoja de cálculo para ejecutar una prueba t.
4. Antes de que los estudiantes comiencen la prueba, deben establecer la hipótesis nula para sus datos experimentales. Explique que la hipótesis nula es lo que sucederá si la variable no afectó los resultados. Por ejemplo, digamos que los estudiantes estaban probando para ver cómo los tipos de pavimento impactan la velocidad del automóvil. La hipótesis nula podría ser que el cambio de pavimento no tuvo impacto en la velocidad del automóvil.
5. Dependiendo de su software de hoja de cálculo, el proceso de configuración de la prueba t puede ser un poco diferente, pero, en general, funciona de esta manera en Microsoft Excel:

• Ingrese dos columnas de datos en la hoja de cálculo. La primera columna debe ser el conjunto inicial de datos que muestra un número determinado de ensayos (como 5 o 10) (antes de los datos). En la segunda columna debe haber la misma ejecución de prueba con el tratamiento experimental (después de los datos).
• Seleccione ‘prueba emparejada dos muestras para medias’ de las herramientas de análisis de datos.
• Haga clic en el cuadro ‘rango de variable 1’ y resalte la columna de datos inicial.
• Haga clic en el cuadro ‘rango variable 2’ y resalte la columna de datos inicial.
• Escriba «0» en el cuadro «Diferencia media hipotética».
• Utilice el valor estándar de 0,05 (5%) para alfa.

La prueba les dará a sus estudiantes un valor p. Si el valor p es menor que alfa (0.05), los estudiantes pueden rechazar la hipótesis nula. Rechazar la hipótesis nula significa que hay una buena probabilidad de que el cambio observado sea significativo.

Análisis de datos de correo basura

Materiales

• Hojas de datos de correo basura

Procedimiento

1. Haga que los estudiantes mantengan un registro del correo basura que reciben en su casa durante una semana. Dígales que clasifiquen el correo basura (catálogos, tarjetas de crédito / ofertas financieras, solicitudes de donaciones, anuncios, otros) y controle la cantidad de correo basura que reciben en cada categoría.
2. Haga que los estudiantes traigan sus datos a clase.
3. Divida a los estudiantes en grupos al azar, pero preferiblemente iguales.
4. En cada grupo, haga que los estudiantes recopilen sus datos en una hoja de cálculo, como Google Sheets o Microsoft Excel.
5. Haga que cada grupo calcule la media, la moda y la mediana de cada categoría de datos en el conjunto de correo basura.
6. Haga que los estudiantes publiquen sus cálculos en un lugar donde toda la clase pueda verlos, como la pizarra de borrado en seco o un documento compartido.
7. Como clase, analicen los patrones que ven en todos los datos. Por ejemplo, puede notar que parece haber un valor medio común en todos los datos de los grupos. Si desea hacerlo aún más desafiante, recopile todos los datos para un par de clases y haga que los estudiantes los analicen.

Continua con:

1. ¿Cómo se asignan los costos a las actividades?
2. ¿Qué avances científicos podemos esperar en el futuro?
3. Tipos de científicos que existen
4. Actividades y tipos de ejercicios cardiovasculares ¿Qué es el cardio?
5. Descripción general de la educación física y actividades escolares
6. Controles y variables en Experimentos Científicos: Definición y ejemplos

Rodrigo Ricardo Editor y fundador