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統計分析asa有必要學嗎

生活 更新时间:2024-07-07 09:05:00

AP是Advanced Placement的縮寫,中文一般翻譯為美國大學先修課程、美國大學預修課程。指由美國大學理事會(The College Board)提供的在高中授課的大學課程。美國高中AP課程有22個門類、37個學科,已在美國15000多所高中裡普遍開設,目前以:Calculus AB(微積分AB)、Calculus BC(微積分BC)、Statistics(統計學)、Physics B(物理B)、Macroeconomics(宏觀經濟學)、 Microeconomics(微觀經濟)幾門課程為主,美國高中生可以選修這些課程,在完成課業後參加AP考試,得到一定的成績後可以獲得大學學分。

統計分析asa有必要學嗎(AP統計學重要知識點總結)1

中國高中的數理化課程的深度是有目共睹的,但是對統計學一直不夠重視。而發達國家普遍重視統計學的學習,美國和英聯邦國家的高中都單獨開設了統計學課程

并且AP統計學内容相當于大學中一個學期的第一門統計入門課程。參加AP統計學的學習後,不僅可以參加AP考試,為自己報考大學帶來學術優勢,更可以為你後續的經濟學類、商科類、心理學、生物學類課程打下良好基礎,好處可謂不少。

那麼AP統計學學什麼?怎麼考?如何學習呢?小編在這裡為你一一解答,還列舉了重要知識點以及需要注意的點,希望對你有幫助哦!

★ AP 統計課程簡介

AP Statistics是美國大學理事會College Board為高中生準備的大學先修課程中的統計學科目。該課程等同于大學入門統計學,時長一學期,無需微積分基礎

統計分析asa有必要學嗎(AP統計學重要知識點總結)2

AP統計學涉及大量的數據分析問題,随着大數據在各行各業的應用,在美國,AP統計學的選修人數大幅提升,超過了其他所有的AP科目。

這門科目之所以這麼受歡迎,不僅僅是因為它5分率較高,更是因為這門課培養了一種思維:看到數據,習慣性地去思考數據背後的含義,由現有的數據推測未來,或者說用少部分數據去推測整體趨勢。

AP統計學定位于實際運用,不需要任何複雜公式證明和推導,它會直接告訴你最終的公式,而同學們需要找出每個字母在實際背景中對應的數字,然後算出結果即可。

★ AP統計考試形式及内容

根據College Board官方說明,AP統計學涉及106個職業領域和32個大學專業,包括市場營銷、廣告、工程、計算機與信息技術、經濟金融、天文、教學、心理、物理等等。AP統計學相當于大學入門級統計學課程水平,随着大數據在各行各業的應用,在美國的選修人數越來越多。

2019年AP統計學将于5月16日12:20開考,共計時3小時。

AP統計學考試分為選擇題和簡答題兩個部分,每個部分答題時間都是90分鐘,包括數據分析(20-30%)、實驗設計(10-15%)、概率及分布(20-30%)、基于點估算的推論、置信區間、顯著性水平等(30-40%)四大部分内容

第一個部分由40道選擇題組成;第二個部分由6道簡答題組成。每部分占比總分一半,而最後一道簡答題則占第二部分總分的25%。

AP統計學屬于應用類學科,學生不必死記公式,考場會提供一個有關描述統計學、概率論、推論統計學的列表。列表進一步給出了正态分布、學生t-分布、卡方分布等參考資料,而且計算器上都會加載所要用到的公式

AP統計學的題目一般比較長,解釋分析題目也需要一定的語言表達技巧。所以,AP統計學考試對題目的理解和解答方法的掌握至關重要,常用公式也要求爛熟于心

2018年AP統計學5分率分布圖,如下圖所示:

統計分析asa有必要學嗎(AP統計學重要知識點總結)3

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可見,AP統計學是有一定難度,

但是,我們可以從以下方面入手,相信你會發現拿到AP統計學5分還是非常有希望的。

以下是AP具體考察内容,一起來看下,共四部分:

第一部分:探索數據。 

學生需要了解數據的類型,如單變量數據(univariate data)和雙變量數據(bivariate data);要掌握如何對數據進行分類;了解各種統計學圖表,如點圖(dot plot)、折線圖(line plot)、直方圖(histogram)、莖葉圖(stem plot)、盒圖(box plot)等,需要知道每種類型的圖所适用的情況;了解統計量的定義與計算方法。25%的題目出自這一部分。

第二部分:抽樣調查與實驗。

學生首先需要知道收集數據的方法,如普查(Census)、觀察研究(Observational study)、抽樣調查(sample survey)等;其次是如何設計與實施實驗(Experiment),進行調查。

第三部分:概率和分布。 

37.5%的考試題都是出自這部分的知識點,你要了解什麼是随機事件(random event),獨立事件(independent event),還要掌握兩種随機變量(random variable):離散型(discrete variable)和連續型(continuous variable)。

第四部分:統計推斷。 

顧名思義,這部分就是通過樣本對總體進行某種估計與推斷。這一部分内容可以分為兩個小版塊兒,參數估計(parameter estimation)和假設檢驗(hypothesis testing)。參數估計裡有AP統計常考的置信區間(confidence interval),學生需要熟練掌握這部分的概念和相關計算。假設檢驗部分則要知道兩種錯誤:Type I error and Type II error; 以及了解常見的幾種假設檢驗方法。

★ AP統計學怎麼學?

值得注意的是,學習統計學,是需要花費很多時間的。統計學既有數學傳統的需要理解消化并應用的部分,也有許多需要記憶的點。對于數學天賦較好的同學,在準備AP微積分的時候由于他們很容易理解其中的知識,所以不需要很多時間來應試AP微積分,但他們仍然需要花很多時間來準備AP統計學

此外,最好不要把AP統計學和AP微積分放在同一階段準備。不僅僅是會讓考生受到過大的數學方面的壓力,同時由于AP微積分和AP統計學會采用兩種不同的思考方式,學習起來會相當困難,以一般理科或工科為專業的同學可以考慮高一微積分高二統計,或是高二微積分高三統計。如果是統計為核心的專業也可以選擇先準備統計。

統計分析asa有必要學嗎(AP統計學重要知識點總結)5

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一邊更注重于代數的變形,計算,一邊更注重于案例的解析,同時學微積分和統計真的十分痛苦。

★ AP統計學重要知識點

1、Sampling Distribution

按照學習順序的話,這部分應該是最後一大節。同時也結合了前面幾乎所有的知識。這部分也是考試中計算部分中最多的一項。自然,我們先從最難的講起。

1) 概要

Sampling不是sample,是許多個sample size 相同的sample組成的一種統計方法。在選擇題中可能會遇到類似的糾錯題目。此外,一些名詞的概念一定要分清楚:statistics or parameter.

Sampling Distribution 有許多不同的應用:Confidence Test, Significance Test, Comparing, Chi-Square Test,sampling distribution of slope。這些應用有着相同的解題方法(state plan do conclude),有些公式也可以互通(standard error)。

2) 方法

對于investigative 題目,無論如何,都要牢記 state plan do conclude。

State:命名一些terms 的含義:p代表哪一個的概率?H0是什麼null hypothesis?

Plan:檢查condition.

Do:喜聞樂見的計算

Conclude:得出結論

Ps:其實這種方法對于所有statistics problem都通用。這部分恰好用得最多而已。

此外,大部分test都有proportion和mean的區别,而這兩個采用的公式是不同的!核對的圖表,甚至名字也不一樣(significance test中,proportion叫做z-test,而mean是t-test)。

3) 條件

這部分會涉及到的前置條件有:

Random:一般需要證明10% condition:n≤1/10 N(他也是需要standard deviation計算的條件)

Large Counts :Proportion 需要的條件:np 和 n(1-p)需要至少是10

Large Sample:mean 需要的條件 sample size大于等于30時,無論population如何都可以滿足normal的條件。如果不确定的話,同學們就需要自己作圖來證明normal了。

Chi-Square Test的Large counts:expected counts大于等于5

核對條件是做 investigative test 一個非常重要的部分,在分值上也占着很大的比例。從邏輯上來說,連條件都滿足不了是沒有辦法來計算的。所以這部分一定要認真應對。

4) 計算

這部分就是考驗大家對公式的熟悉程度了。學習統計的同學們也早已把這些公式背得滾瓜爛熟了吧。隻是有些常見錯誤,大家也有可能會遇到。

l 核對圖表:confidence部分的critical value,significance中的p-value,在proportion和mean的是不一樣的。還有就是找數字的時候不要看錯行了。

l 不同test的degrees of freedom:計算方法不同confidence 和 significance是n-1,chi-square則是行列個數各減1的積。

l Standard error 和 standard deviation。大部分時候大家都需要算一下error的。但值得注意的是:有些時候題目會提供表格,格式是這樣:

統計分析asa有必要學嗎(AP統計學重要知識點總結)7

這裡的SE Coef 就是error了,算的話直接取數字,沒必要再除一個根号n了。

l Power, α,β的區别。α是type 1 error, β是type 2 error,power是1-β。變化趨勢上,α越大,β越小,power越大。

l 分清chi-square test中的homogeneity 和 independence。區别在于sample是1-sample還是2-sample上。選擇題可能比較多。

l H0/Null hypothesis 一定要是一個等号。通過這點也可以判斷文字H0中選擇是該寫different 還是 not different,是independent 還是 not independent.

l 計算最後:寫conclusion。

2、Binominal 和 Geometry

在5個中有多少概率會抽到至少3個success?抽出7個後出現一次success的概率是多少?這些就是最基本的binominal和geometry distribution的例子。

基本上都是算概率或者其中的mean,standard deviation。這種distribution也有自己的condition/setting,在遇到的時候也要去檢查這些。可以概括為:

Binominal中BINS:binary,independent,number,success.

Geometry中BITS:binary,independent,trials,success.

此外:binominal中對mean 和 standard deviation中的算法是sampling和其各種test的證明基礎,學好前者對理解後者是有幫助的。

3、Probability

學統計學的同學們對p(x)這種符号肯定不陌生。在部分中,同學們将會遇到一些定義以及probability特有的計算方式。除此之外:probability的主要點在于交集并集的運用,conditional probability了,以及mutually exclusive和independent 概念了。

P(A∪B) = P(A) P(B) - P(A∩B)

Mutually exclusive → P(A∩B)= 0

這裡需要注意的交集(∩)和并集(∪)符号的問題:前者是and,後者是or。在conditional probability的情況下。采用tree diagram會對做題很有幫助

4、圖像/Mean and Standard Deviation

Ap統計學涉及到了許多不同的圖像:histogram,boxplot,scatterplot。解析圖像時一定要談到shape center spread 三個方面。

統計分析asa有必要學嗎(AP統計學重要知識點總結)8

Normal 是最重要的shape,算出z-score後每一塊的占比都能輕松算出來。Right-skewed, left-skewed 以及含有多個峰值是一個不是normal的圖像可能有的特點。而right-skewed left-skewed也可以推倒mean 和 median哪一個是較大的那一個。

Box plot 有5 number summary的部分:min Q1 median Q3 max。推倒IQR是判斷outlier的核心。

Mean,standard deviation算是ap statistics 出場率超高的兩個量了吧。他們的公式想必也不需要細說了。

不過值得注意的是在不同情況下這兩個量會采用不同的公式。注意分清就可以回避大部分錯誤了。

5、Experiment 有關的定義

Observational study,experiment有什麼區别,under coverage是什麼,這些定義隻要分清楚是不難的。選擇題中會給出實例然後讓考生進行判斷:這些題目隻需要多加練習就可以熟練地進行判斷。

但是strata和 cluster的區别可能容易搞混。同樣是歸類,strata是把同時具有某種特征的individuals歸為strata,而cluster隻是把相鄰的individuals歸為cluster。之後遇到的block和strata類似。

★ AP考試需要注意的點

最後,同學們一定要注意的是:在回答統計學問題時一定要做到盡善盡美,不能放過每一處細節點。回答的越全面,就能拿到越高的分。通過練習,同學們都可以熟悉ap統計學的這種思維方式。

相信大家在不斷鍛煉後都可以取得滿意的分數!

5-6月的大考季已如約而至,相信小夥伴們都會在最後的沖刺階段取得不錯的成績。那那些準備進入國際學校或者即将進入A-Level、IB、AP等國際課程學習的同學們是不是也該準備起來了呢。加入荔枝國際教育暑期預學班,先人一步,赢在起跑線。

暑期預學:Alevel、IB、AP、IGCSE

招生對象

◆ 即将進入AS課程或已在A-level高中就讀的學員設計的學術預備課程。

◆ 即将升入IBDP(11年級)的學生

◆ 即将進入AP課程的學生

◆ 即将進入IGCSE課程的學生

授課形式

◆ 線上/線下1V1或2-3人精品小班

報名方式

◆ 加v:hefengyang或電話185 1669 6176,可免費預約試聽課!

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