Statistiska institutionen / HN. KURSBRSKRIVNING (preliminär) Kurs: Statistikens grunder Kurspoäng: 15 hp Kurskod: ST111G Termin/År: ht/2015

Transkript

1 Statistiska institutionen / HN KURSBRSKRIVNING (preliminär) Kurs: Statistikens grunder Kurspoäng: 15 hp Kurskod: ST111G Termin/År: ht/2015 Innehåll Inom ämnet statistik studeras metoder för att genomföra empiriska undersökningar och för att dra slutsatser från observationer. Statistik har tillämpningar inom i stort sett alla vetenskaper såsom naturvetenskap, medicin, ekonomi, beteendevetenskap osv. I denna kurs går vi igenom statistikens idémässiga bakgrund och dess tillämpning inom empiriska undersökningar. Modellbegreppet diskuteras med tonvikt på sannolikhetsmodeller och deras tillämpningar inom olika områden. Även beskrivande statistik och statistisk slutledning behandlas. En orientering om statistikens roll inom vetenskaplig kunskapsbildning ges. Vidare ingår en introduktion till användningen av statistisk programvara (SAS). Oavsett om man är konsument av statistiska utredningar och undersökningar av olika slag eller om man deltar i planering, genomförande och analys av undersökningar måste man ha grundläggande kunskaper om alla moment i en undersökning. Dessa kunskaper är bl.a. betydelsefulla för att kunna utvärdera undersökningars kvalitet. De begrepp som behandlas mer utförligt under kursen är: Kunskapsbyggnad. Sannolikhetsmodeller. Grundläggande sannolikhetslära. Diskreta och kontinuerliga stokastiska variabler och deras sannolikhetsfördelningar. Samplingfördelningar och centrala gränsvärdesatsen. Statistiska undersökningar. Datainsamling. Beskrivande statistik, grafiskt och numeriskt. Index. Statistisk inferens. Punktskattning. Intervallskattning. Hypotesprövning. Oberoendetest och anpassningstest. Beslutsteori. Uppläggning Kursen består av fyra moment: 1. Statistikens grunder 1, 6 högskolepoäng 2. Inlämningsuppgift i statistikens grunder 1, 1,5 högskolepoäng 3. Statistikens grunder 2, 6 högskolepoäng 4. Inlämningsuppgift i statistikens grunder 2, 1,5 högskolepoäng

2 Kurslitteratur Moore, D. S., McCabe, G. P. and Craig, B. A. Introduction to the practice of Statistics. 8:e upplagan. W. H. Freeman and Company, New York. Nyquist, H. Statistikens grunder, kompendium. Finns att ladda ner gratis på Mondo, se nedan. Thurén, T. (2007). Vetenskapsteori för nybörjare, 2:a upplagan, Liber, Stockholm. Övrigt kursmaterial såsom, övningstentor, instruktioner m.m. läggs löpande ut på Mondo och kurshemsidan. Gå till länken nedan och välj t.ex. Kursdokument. Hjälpmedel såsom formelblad och som får användas vid tentamen kommer att göras tillgänglig via Mondo i god tid innan tentamen. Lärandemål Efter att ha genomgått kursen förväntas studenten kunna: genomföra enkla dataanalyser med hjälp av statistisk programvara samt presentera resultaten lösa elementära problem inom sannolikhetsteori formulera statistiska modeller för elementära problem inom olika tillämpningsområden lösa elementära problem inom inferensteori (punktskattning, konfidensintervall och hypotesprövning) kritiskt granska statistiska undersökningar utifrån ett vetenskapligt perspektiv Undervisning Moment 1: Statistikens grunder 1, 6 högskolepoäng Momentet består av 12 föreläsningar, 9 gruppövningar och 2 datorövningar och behandlar den vetenskapliga bakgrunden till empiriska undersökningar. Modellbegreppet och dess betydelse vid kunskapsbildning diskuteras. Sannolikhetsmodeller och den tillhörande sannolikhetsteorin utgör grundstenarna för att beskriva och analysera företeelser som kännetecknas av slumpmässiga variationer och behandlas ingående. Några viktiga sannolikhetsfördelningar baserade på dessa modeller, t.ex. binomialoch normalfördelningen, behandlas också ingående och hur de tillämpas för att beskriva praktiska problem. Här framställs också den statistiska deskriptionen som ett sätt att åskådliggöra empiriska motsvarigheter till teoretiska modeller. Moment 2: Inlämningsuppgift i statistikens grunder 1, 1,5 högskolepoäng Efter att ha genomgått momentet ska studenten kunna beskriva statistiska datamaterial samt formulera statistiska (sannolikhets-) modeller för enklare problem. Inlämningsuppgiften görs som ett grupparbete med 2-3 personer i varje grupp. Inlämningsuppgiften består av två deluppgifter som båda skall lösas och redovisas skriftligt som kortare rapporter. Den första deluppgiften ska även redovisas muntligt. Betygssättning sker enligt en tvågradig betygsskala med betygen godkänd och underkänd. För att bli godkänd på inlämningsuppgiften krävs att samtliga deluppgifter är nöjaktigt behandlade samt att man har deltagit aktivt vid den muntliga redovisningen av deluppgift 1. Bedömningskriterier meddelas i samband med undervisningen. Om en deluppgift inte godkänts ges möjlighet till komplettering en gång under innevarande termin (andra chans för inlämning). Den som inte godkänns på hela inlämningsuppgiften under kursens gång kan inte tillgodoräkna sig eventuellt avklarade deluppgifter kommande terminer eller på motsvarande kvällskurs. Inte heller går det att tillgodoräkna avklarade deluppgifter från tidigare terminer. Om man är förhindrad från att delta vid den muntliga redovisningen av deluppgift 1 ges möjlighet att komplettera alternativt särredovisa. Kontakta övningsläraren för instruktioner. Moment 3: Statistikens grunder 2, 6 högskolepoäng Momentet består av 12 föreläsningar, 8 övningar och 4 datorövningar och ger en introduktion till s.k. beskrivande (deskriptiv) statistik och till statistisk inferens. Detta är metoder och tekniker som är baserade på sannolikhetsmodeller och som används vid slutledning om verkligheten på grundval av empiriska observationer. Begrepp som samplingfördelningar och centrala gränsvärdessatsen (CGS), punktskattning, intervallskattning, hypotesprövning, anpassningstest och oberoendetest behandlas ingående. Relationen

3 mellan val av sannolikhetsmodell och val av inferensteknik betonas. Vid behandlingen av den statistiska hypotesprövningen introduceras bl.a. begreppen signifikansnivå och kritiskt område. Speciellt studeras situationer där normalfördelningen och t-fördelningen kommer till användning. I momentet ges även en inledning till beslutsteori. Moment 4: Inlämningsuppgift i statistikens grunder 2, 1,5 högskolepoäng Efter momentet förväntas studenten kunna genomföra enkla dataanalyser och dra slutsatser (inferens) med hjälp av statistisk programvara samt kritiskt granska en statistisk undersökning från ett statistiskt och vetenskapsteoretiskt perspektiv. Inlämningsuppgiften görs som ett grupparbete med 2-3 personer i varje grupp. Inlämningsuppgiften består av två deluppgifter som båda skall lösas och redovisas skriftligt som kortare rapporter. Betygssättning sker enligt en tvågradig betygsskala med betygen godkänd och underkänd. För att bli godkänd på inlämningsuppgiften krävs att samtliga deluppgifter är nöjaktigt behandlade. Bedömningskriterier meddelas i samband med undervisningen. Om en deluppgift inte godkänts ges möjlighet till komplettering en gång under innevarande termin (andra chans för inlämning). Den som inte godkänns på hela inlämningsuppgiften under kursens gång kan inte tillgodoräkna sig eventuellt avklarade deluppgifter kommande terminer eller på motsvarande kvällskurs. Inte heller går det att tillgodoräkna avklarade deluppgifter från tidigare terminer. Disposition av övningstillfällen Statistikens grunder 1, SG1 (moment 1 & 2) Läsanvisningar och övningsuppgifter som anges nedan kan ändras under kursens gång. Närvaro vid första övningstillfället är obligatorisk (se nedan). Observera att muntlig redovisning av Deluppgift 1 (moment 2) äger rum vid övning Ö9. Kontakta övningsläraren vid förhinder. Föreläsningar Datum Innehåll Läsanvisningar F1 Må 31/8 Introduktion N 1 F2 Ti 1/9 Vetenskap, vetenskapliga grundbegrepp N 2-3 F3 On 2/9 Empiriska undersökningar N 3-4 F4 To 3/9 Sannolikhetsmodeller N 5 F5 Må 7/9 Beräkning av sannolikheter N 6 F6 On 9/9 Stokastiska variabler N 7 F7 To 10/9 - - N 8 F8 Må 14/9 - - N 9 F9 On 16/9 - - N 9 F10 To 17/9 Empiriska undersökningar, olika N undersökningstyper F11 Må 21/9 Observationsstudier, databildning N F12 On 23/9 Repetition Övningar Ö1 Obl. On 2/9 Introduktion, gruppindelning Ö2 Fr 4/9 Se särskild förteckning över övningar som gås Ö3 Ti 8/9 Igenom vid övningstillfällena Ö4 Fr,Må 11, 14/9 Ö5 Ti 15/9 Ö6 On 16/9 Ö7 Fr 18/9 Ö8 Ti 22/9 Ö9 Obl. Fr 25/9 Redovisning av inl. uppgift, deluppgift 1

4 Datorövningar D1 To 10/9 Introduktion till SAS D2 To 24/9 Tabeller och diagram, deskription *M = Moore et al., N = Nyquist, T = Thurén. Ett urval av de angivna uppgifterna gås igenom. Statistikens grunder 2, SG2 (moment 3 & 4) Läsanvisningar och övningsuppgifter som anges nedan kan ändras under kursens gång. Närvaro vid första övningstillfället är obligatorisk (se nedan). Kontakta övningsläraren vid förhinder. Föreläsningar Datum Innehåll Läsanvisningar F1 To 1/10 Statistisk inferens, deskription en variabel N F2 Fr 2/10 Deskription flera variabler N 12 F3 Må 5/10 Deskription tidsserier, index N 13 F4 On 7/10 Samplingfördelningar N 15 F5 To 8/10 Centrala gränsvärdessatsen N 15 F6 Må 12/10 Uppskattningsproblemet N 16 F7 On 14/10 Prövning av hypoteser N 17 F8 To 15/10 Prövning av hypoteser (fors.) N 17 F9 Må 19/10 Chi-2 metoden N 18 F10 On 21/10 Chi-2 metoden (forts.) N 18 F11 Fr 23/10 Beslutsteori N 19 F12 Må 26/10 Repetition Övningar Ö1 Obl. Må 5/10 Se särskild förteckning över övningar som gås Ö2 On 7/10 Igenom vid övningstillfällena Ö3 Fr 9/10 Ö4 On 14/10 Ö5 Fr 16/10 Ö6 On 21/10 Ö7 Fr 23/10 Ö8 Ti 27/10 Datorövningar D1 Ti 6/10 D2 Ti 13/10 D3 Ti 20/10 D4 Må 26/10 *M = Moore et al., N = Nyquist, T = Thurén. Ett urval av de angivna uppgifterna gås igenom.

5 Examination Kursen examineras genom kunskapskontroll av de förväntade studieresultaten. Kunskapskontrollen sker genom skriftliga prov och skriftliga redovisningar av gruppuppgifter. Statistikens grunder 1 Moment 1: Tentamen Måndag 28/9 kl i Värtasalen Genomgång Måndag 12/10 kl. 11 i B315 Omtentamen Torsdag 22/10 kl i Värtasalen Genomgång Tisdag 10/11 kl. 15 i B419 Moment 2: Deluppgift 1 och 2 Inlämning senast måndag 21/9 kl Muntlig redovisning: fredag 25/9 (endast Deluppgift 1) Andra chans för inlämning/komplettering: 5/10 kl Statistikens grunder 2 Moment 3: Tentamen Genomgång Omtentamen Genomgång Torsdag 29/10 kl i Laduvikssalen Onsdag 12/11 kl. 16 i B413 Måndag 23/11 kl i Värtasalen Fredag 11/12 kl. 15 i B419 Moment 4: Deluppgift 1 och 2 Inlämning senast tisdag 27/10 kl Andra chans för inlämning/komplettering: 7/12 kl Betygsskala Betygssättning av kursen som helhet och av Moment 1 och 3 sker enligt sjugradig målrelaterad betygsskala: A = Utmärkt B = Mycket bra C = Bra D = Tillfredsställande E = Tillräckligt Fx = Otillräckligt F = Helt Otillräckligt Betygssättning av Moment 2 och 4 sker enligt en tvågradig betygsskala med betygen godkänd och underkänd. Studerande som fått lägst betyget E på prov får inte genomgå förnyat prov för högre betyg. Studerande som fått betyget Fx eller F på ett prov har rätt att genomgå minst fyra ytterligare prov så länge kursen ges för att uppnå lägst betyget E. Studerande som fått betyget Fx eller F på prov två gånger av en examinator har rätt att begära att en annan examinator utses för att bestämma betyg på kursen. Framställan härom ska skriftligt göras till prefekten. Studerande som fått betyget Fx eller F på prov avseende moment 1 eller 3 kan inte komplettera med ytterligare uppgifter för att få godkänt resultat på respektive moment.

6 Slutbetyg på hela kursen För att få godkänt slutbetyg på hela kursen krävs lägst betyget E på momenten 1 och 3 samt godkänt på momenten 2 och 4. Sammanvägt betyg A-E på hela kursen Slutbetyg på hela kursen bestäms enligt följande: Betyg på momenten 1 och 3 (oberoende av ordning) A + A, A + B A A + C, B + B, B + C, A + D B A + E, B + D, B + E, C + C, C + D C C + E, D + D, D + E D E + E E Sammanvägt betyg Fx på kursen erhålls vid godkänd tentamen (A-E) på moment 1 och 3 och moment 2 och/eller 4 är underkänd. Sammanvägt betyg F erhålls då studenten har betyget F på moment 1 och/eller 3. Betygskriterier Betygskriterier för moment 1 Momentet examineras med en individuell skriftlig tentamen. Skrivningen ger maximalt 100 poäng. Skrivtiden är fem timmar. Betygssättning sker enligt en sjugradig målrelaterad betygsskala: För godkänt resultat finns betygen A, B, C, D och E där A är högst och E är lägst. För underkänt resultat finns F och Fx där F är lägre än Fx. A: Utmärkt. Studenten skall på ett korrekt och välstrukturerat sätt kunna utföra analys av elementära sannolikhetsteoretiska problem som inte nödvändigtvis direkt behandlas i kursmaterialet. Studenten skall själv kunna välja lämplig ansats för analysen och på ett klart och tydligt sätt argumentera för detta val. Kräver minst 90 poäng på den skriftliga tentamen. B: Mycket bra. Studenten skall på ett korrekt och välstrukturerat sätt kunna utföra analys av elementära sannolikhetsteoretiska problem som direkt behandlas i kursmaterialet. Vidare skall studenten kunna föra en nyanserad diskussion kring vilka slutsatser som kan dras från den teoretiska analysen. Ges för poäng på den skriftliga tentamen. C: Bra. Studenten skall på ett korrekt och välstrukturerat sätt kunna utföra analys av elementära sannolikhetsteoretiska problem som direkt behandlas i kursmaterialet. Ges för poäng på den skriftliga tentamen. D: Tillfredsställande. Studenten skall på ett korrekt sätt kunna utföra analys av elementära sannolikhetsteoretiska problem som direkt behandlas i kursmaterialet. Ges för poäng på den skriftliga tentamen. E: Tillräcklig. Studenten skall på ett huvudsakligen korrekt sätt kunna utföra analys av elementära sannolikhetsteoretiska problem som direkt behandlas i kursmaterialet. Ges för poäng på den skriftliga tentamen. Fx: Otillräcklig. Ges för poäng på den skriftliga tentamen. F: Helt otillräcklig: Studenten kan inte utföra analys av en sannolikhetsteoretisk frågeställning som direkt behandlas i kursmaterialet. Ges för 0 41 poäng på tentamen.

7 Betygskriterier för moment 3 Momentet examineras med en individuell skriftlig tentamen. Skrivningen ger maximalt 100 poäng. Skrivtiden är fem timmar. Betygssättning sker enligt en sjugradig målrelaterad betygsskala: För godkänt resultat finns betygen A, B, C, D och E där A är högst och E är lägst. För underkänt resultat finns F och Fx där F är lägre än Fx. A: Utmärkt. Studenten skall på ett korrekt och välstrukturerat sätt kunna lösa elementära problem inom statistisk inferens och som inte nödvändigtvis direkt behandlas i kursmaterialet. Studenten skall själv kunna välja lämplig ansats för lösningarna och på ett klart och tydligt sätt argumentera för detta val. Kräver minst 90 poäng på den skriftliga tentamen. B: Mycket bra. Studenten skall på ett korrekt och välstrukturerat sätt kunna lösa elementära problem inom statistisk inferens som direkt behandlas i kursmaterialet. Vidare skall studenten kunna föra en nyanserad diskussion kring vilka slutsatser som kan dras från den teoretiska analysen. Ges för poäng på den skriftliga tentamen. C: Bra. Studenten skall på ett korrekt och välstrukturerat sätt kunna utföra lösa elementära problem inom statistisk inferens som direkt behandlas i kursmaterialet. Ges för poäng på den skriftliga tentamen. D: Tillfredsställande. Studenten skall på ett korrekt sätt kunna lösa elementära problem inom statistisk inferens som direkt behandlas i kursmaterialet. Ges för poäng på den skriftliga tentamen. E: Tillräcklig. Studenten skall på ett huvudsakligen korrekt sätt kunna lösa elementära problem inom statistisk inferens som direkt behandlas i kursmaterialet. Ges för poäng på den skriftliga tentamen. Fx: Otillräcklig. Ges för poäng på den skriftliga tentamen. F: Helt otillräcklig. Studenten kan inte lösa elementära problem inom statistisk inferens som direkt behandlas i kursmaterialet. Ges för 0 41 poäng på tentamen. Lärare Statistiska institutionen finns på plan 7 i B-huset. Allmän information om institutionen (expedi-tionstider, telefonnummer, schema etc.) finns utlagd på institutionens hemsida, Lärare Mottagningstid: Rum: E-post: Hans Nyquist Måndagar kl B765 Hans.Nyquist@stat.su.se föreläsningar, examinator, kursansvarig Sabina Apelby Fredag 4/9 kl B708 Sabina.Apelby@stat.su.se grupp A Torsdag 10/9 kl Fredag 18/9 kl Fredag 25/9 kl Måndag 28/9 kl Fredag 9/10 kl Fredag 16/10 kl Fredag 23/10 kl Måndag 26/10 kl Nima Khodabandeh Onsdagar kl B710 Nima.Khodabandeh@stat.su.se - grupp B, D Yuliya Leontyeva Måndagar kl B708 Yuliya.Leontyeva@stat.su.se grupp C

8 Övergångsbestämmelser Studerande kan begära att examination enligt denna kursplan genomförs högst tre gånger under en tvåårsperiod efter det att den upphört att gälla. Framställan härom ska skriftligt göras till prefekten. Med prov jämställs också andra obligatoriska inslag. Obligatorisk närvaro Närvaro vid föreläsningar, övningar och datorövningar är frivillig. Detta betyder att du som student själv bestämmer vilka undervisningstillfällen som du vill närvara vid. Några tillfällen har dock av olika skäl markerats som obligatoriska (se nedan under Undervisning) trots att närvaro inte krävs formellt för att få godkänt på kursen. Vid introduktionsförläsningen F1 (SG1) måndag 31/8 ges information om kursen och kursens upplägg, kontaktpersoner vid institutionen, ämnesråd mm. Föreläsningen är inte obligatorisk men närvaro rekommenderas. Vid övning Ö1 (SG1) onsdag 2/9 samt Ö1 (SG2) måndag 5/10 delas kursdeltagarna in i arbetsgrupper och får information om moment 2 resp. 4 och inlämningsuppgifterna och datorövningarna. Kontakta övningslärarna vid förhinder. Vid övning Ö9 (SG1) fredag 25/9 redovisas Deluppgift 1 moment 1. Vid förhinder kan särredovisaning/ komplettering förekomma. Kontakta i så fall övningsläraren. Under datorövningarna, totalt sex stycken, ges en introduktion till programavaran SAS som kommer att vara av stort värde vid fortsatta statistikstudier och för att kunna lösa delar av de olika inlämningsuppgifterna. De lärarledda datorövningarna är då till stor hjälp.