在當(dāng)今世界，科學(xué)學(xué)術(shù)不斷發(fā)展，學(xué)生們必須培養(yǎng)解決問題的能力，而不僅僅是理解既定的事實。今天一起來看看，南京體育學(xué)院的“后浪們”如何在教授的帶領(lǐng)下，將統(tǒng)計思維的文化滲透到流行病學(xué)和運動科學(xué)領(lǐng)域的研究與學(xué)習(xí)中。

與體能訓(xùn)練一樣重要的統(tǒng)計思維訓(xùn)練

南京體育學(xué)院（NSI）坐落在距上海不遠的長江之濱，被譽為“世界冠軍的搖籃”。學(xué)院成立于1956 年，已經(jīng)培養(yǎng)了 100 多名奧運會金牌獲得者，其中包括游泳運動員林莉、體操運動員黃旭以及羽毛球運動員葛菲和顧俊。

南京體育學(xué)院不僅擁有一流的運動訓(xùn)練基地，而且還是中國在運動醫(yī)學(xué)和運動科學(xué)領(lǐng)域的頂尖研究機構(gòu)之一。最近，一項以“振興科學(xué)技術(shù)”為重點的計劃已與美國、日本和德國的著名機構(gòu)建立了研究和教育合作伙伴關(guān)系，并與全球 40 多個國家的同行開展了交流項目。

正如南京體育學(xué)院的運動員學(xué)習(xí)挑戰(zhàn)體能極限一樣，學(xué)院的學(xué)術(shù)課程也要求學(xué)生磨練技能，使他們能夠跟上科學(xué)創(chuàng)新的步伐。

南京體育學(xué)院的運動生理學(xué)教授徐凱解釋說：“現(xiàn)代科學(xué)進步非常迅速。學(xué)生們可能會覺得，他們在學(xué)校學(xué)習(xí)的那些死記硬背的知識在以后的職業(yè)生涯中沒有任何用處。但是統(tǒng)計思維解決問題的方式卻并非如此。”

“辯證思考和數(shù)據(jù)素養(yǎng)是可以轉(zhuǎn)移的能力，無論學(xué)生將來是成為中國優(yōu)秀奧運代表團隊的一名醫(yī)生或治療師，還是從事運動科學(xué)以外的職業(yè)，這些能力都將幫助畢業(yè)生們?nèi)〉贸晒?。最重要的是要培養(yǎng)學(xué)生的好奇心，這樣他們才會不斷探索知識，并在整個職業(yè)生涯中持續(xù)學(xué)習(xí)，而統(tǒng)計思維則是其中的重要組成部分?！毙靹P教授說道。

將科學(xué)統(tǒng)計帶入課堂

徐教授是人體運動學(xué)和運動營養(yǎng)學(xué)研究的專家。除此之外，他的研究還調(diào)查了青少年體育鍛煉與健康狀況之間的流行病學(xué)聯(lián)系。這項研究的目標(biāo)是確定年輕人需要何種日常鍛煉方案，以改善其身體健康狀況。

“我們可以看到，不僅在中國，世界各地的年輕人都缺乏體育鍛煉，而無法維持健康的肌肉力量和心肺功能?！毙旖淌诮忉屨f。

為了更好地理解這一現(xiàn)象，徐凱教授招募了中學(xué)生參加各種關(guān)于體育鍛煉的研究。參與者佩戴加速度傳感器，當(dāng)他們像平常一樣上學(xué)、鍛煉以及待在家里時，傳感器會捕捉他們的運動和心率信息。由此產(chǎn)生的數(shù)據(jù)集構(gòu)成了徐教授和他的研究生學(xué)生們潛心研究的工作基礎(chǔ)，同時也已經(jīng)進入本科生課程。

對于徐教授來說，研究與教學(xué)之間幾乎沒有什么障礙。當(dāng)然，這是有意為之，因為他認為，學(xué)生應(yīng)該親自接觸諸如科學(xué)方法之類的研究概念，并且充分運用有助于實驗和發(fā)現(xiàn)的數(shù)據(jù)。除了學(xué)習(xí)這些材料，徐教授還希望他的學(xué)生能夠掌握科學(xué)研究的關(guān)鍵原則，理解如何利用數(shù)據(jù)檢驗理論、發(fā)掘批判性見解并激發(fā)新的研究問題。

他解釋說：“我們的研究包括如何進行基礎(chǔ)研究以及如何收集、管理和分析數(shù)據(jù)。”學(xué)生將獲得有關(guān)調(diào)查和實驗數(shù)據(jù)的實踐經(jīng)驗，并學(xué)習(xí)運用一系列統(tǒng)計建模和可視化的技能。通過使用徐教授自己的研究中的數(shù)據(jù)集，學(xué)生們可以熟悉離群值、缺失值以及大型數(shù)據(jù)集（最為重要）等問題。

在徐凱教授的青少年活動研究中，傳感器可以每周記錄每個參與者約 10,000 個數(shù)據(jù)點，包括年齡、性別、體重、就坐、站立、行走、跑步、步數(shù)、速度、運動強度、運動時間、休息時間和睡眠時間等數(shù)據(jù)。即使經(jīng)過合并，這樣的數(shù)據(jù)集也可能達到數(shù)百萬兆字節(jié)。

這些數(shù)據(jù)可能會令研究人員望而生畏，更別提學(xué)生了。這就是為什么徐教授不僅會向他的學(xué)生介紹數(shù)據(jù)集，而且還會向他們介紹自己用來分析數(shù)據(jù)集的工具。這個工具就是 JMP?。

“學(xué)生們熟悉了諸如 JMP 這樣的軟件，統(tǒng)計思維也就不會那么可怕了。他們開始將統(tǒng)計視為日常的專業(yè)工作，”徐教授說道?！?strong>有了 JMP，我們感覺解決統(tǒng)計問題的門檻實際上很低 – 這是非常難能可貴的。”

JMP鼓勵反復(fù)試驗—學(xué)習(xí)過程的關(guān)鍵

修習(xí)徐教授課程的大多數(shù)本科生在新學(xué)期開始時都沒有多少統(tǒng)計學(xué)方面的背景知識。他表示，重要的是給學(xué)生們一個工具，讓他們可以自己動手學(xué)習(xí)統(tǒng)計學(xué)的概念。借助 JMP，學(xué)生們可以學(xué)習(xí)計算均值與標(biāo)準差等基礎(chǔ)知識，也可以學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)探索等更高級的概念。

“JMP鼓勵反復(fù)試驗，這是學(xué)習(xí)過程的關(guān)鍵?！毙旖淌谡f道。

此外，學(xué)生們使用的是真實的研究數(shù)據(jù)，這樣一來，他們可以直接了解實際工作中研究人員所面臨的真正挑戰(zhàn)。徐教授鼓勵學(xué)生們辯證地進行思考，找出可處理缺失值和離群值的最佳方法。他還表示，學(xué)生們開始逐漸意識到，探索性數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)清理往往與實際分析同等重要，甚至更為重要。

我的學(xué)生喜歡 JMP 的原因是，JMP學(xué)習(xí)起來很容易。學(xué)生們喜歡每個步驟之后都有結(jié)果的圖形展示。這讓結(jié)果變得更加直觀，而他們就可以快速獲得反饋。如果方向錯誤，他們可以輕松剔除向量，然后添加新的方法再次進行嘗試。這種方式非常簡單，進而也就促進了他們進一步學(xué)習(xí)的熱情。因此，學(xué)生們發(fā)現(xiàn)利用 JMP 進行學(xué)習(xí)是一件非常有趣的事情。

擁有強大統(tǒng)計功能的便捷工具

與世界各地的許多大學(xué)一樣，南京體院學(xué)院的教師在使用 JMP 之前，Excel 是他們教學(xué)和研究的常規(guī)工具。徐凱教授說，“Excel 在管理具有大量離群值和缺失值的復(fù)雜數(shù)據(jù)集方面極為受限。我處理的數(shù)據(jù)量也非常龐大，因此在 Excel 中處理速度相當(dāng)緩慢?！?/p>

據(jù)徐教授所述，他在使用 SPSS 時也遇到了類似的限制，SPSS 比 Excel 更專業(yè)，但處理速度也同樣很慢?！拔以?jīng)幫助一位同事利用 SPSS 開展研究。當(dāng)使用我自己的70萬個樣本數(shù)據(jù)集時，處理速度明顯變慢了！”

“SPSS 操作起來也十分困難。如果你不了解 如何進行專業(yè)水平的統(tǒng)計檢查，可能很快就會陷入死胡同，因為你不知道該怎樣進入下一步?！?/p>

像 Logistic 分析和分割（決策樹）這樣更加復(fù)雜的統(tǒng)計方法在 Excel 中完全不存在，但卻是 JMP 和 JMP Pro 中最為強大的功能之一，而這些統(tǒng)計方法也是徐凱教授研究的重點研究領(lǐng)域。

徐教授和他的研究生學(xué)生們通過這些方法來獲得更高級的統(tǒng)計分析能力。通過 JMP 和 JMP Pro中的 Logistic 分析和分割（決策樹），可以極大地豐富我們對因子之間相互作用的理解。

日常鍛煉可改善健康狀況

徐教授的研究已經(jīng)取得了有意義的成果，對公共衛(wèi)生具有重要影響。最為重要的是，徐教授表示，數(shù)據(jù)進一步證實年輕人應(yīng)該每天進行至少 60 分鐘的適度運動。

“達到這個運動量后，你的身體健康將發(fā)生變化”，他解釋道，同時他指出這一方法與心肺功能和肌肉力量的改善有關(guān)。此外，人的身體在青少年時期仍在發(fā)育，而這個時期的身體健康會對一個人一生的健康狀況產(chǎn)生影響。

“這是當(dāng)今最大的一個問題，大部分年輕人都缺乏體育鍛煉，”徐教授說道?！斑@個問題不僅中國有，在美國和歐洲也同樣存在?！?/p>

這是一個公開倡導(dǎo)，每個人都可以參與其中。如果你是南京體育學(xué)院的一名大學(xué)生，這里將是一個很好的起點，可以幫助你了解哪些統(tǒng)計數(shù)據(jù)能夠告訴我們有關(guān)運動習(xí)慣和健康的信息。

借助 JMP，學(xué)生和研究人員都可以快速掌握數(shù)據(jù)探索、數(shù)據(jù)清理、可視化以及預(yù)測建模等方面的技能。除了掌握統(tǒng)計分析技能外，學(xué)生還可以獲得利用數(shù)據(jù)解決問題的經(jīng)驗 – 這是一項有助于多元職業(yè)發(fā)展的強技能。??

“你可以運用統(tǒng)計方法來解決當(dāng)今社會許多最重要的問題，"徐教授總結(jié)道?！?strong>了解如何運用統(tǒng)計數(shù)據(jù)來解決問題是每個學(xué)生都可以培養(yǎng)的最重要的技能之一?！?/p>