Представлення даних - графіки та таблиці

Існують різні типи даних, які можна зібрати в експерименті. Як правило, ми намагаємося розробляти експерименти, які збирають об’єктивні кількісні дані.

Об’єктивна дані ґрунтуються на фактах, піддаються вимірюванню та спостереженню. Це означає, що якби двоє людей провели однакові вимірювання одним і тим же інструментом, вони отримали б однакову відповідь. Вимірювання визначається об'єктом, що вимірюється. Довжина черв'яка, виміряна лінійкою, є об'єктивним виміром. Спостереження про те, що хімічна реакція у пробірці змінила колір, є об’єктивним виміром. Обидва ці факти є очевидними.

Суб’єктивна дані базуються на думках, точках зору чи емоційних судженнях. Суб’єктивні дані можуть дати дві різні відповіді, коли їх збирають дві різні людини. Вимірювання визначається суб'єктом, який проводить вимірювання. Обстеження людей щодо того, яка з двох хімічних речовин гірше пахне, є суб’єктивним виміром. Класифікація якості презентації - це суб’єктивне вимірювання. Оцінка вашого відносного щастя за шкалою 1-5 - це суб’єктивне вимірювання. Все це залежить від людини, яка проводить спостереження - хтось інший може зробити ці вимірювання інакше.

Кількісний вимірювання збирають числові дані. Наприклад, вимірювання хробака довжиною 5 см - це кількісне вимірювання.

Якісний вимірювання описують якість, а не числове значення. Сказати, що один черв’як довший за іншого, - це якісне вимірювання.

Кількісний	Якісний
Об’єктивна	Хімічна реакція утворила 5 см бульбашок.	Хімічна реакція утворила багато бульбашок.
Суб’єктивна	Я даю кількість бульбашок оцінку 7 за шкалою 1-10.	Я думаю, що бульбашки гарні.

Після того, як ви зібрали дані в експерименті, вам потрібно з’ясувати, як найкраще представити ці дані змістовно. Залежно від типу даних та історії, яку ви намагаєтеся розповісти, використовуючи ці дані, ви можете подавати свої дані різними способами.

Найпростіший спосіб впорядкувати дані - помістити їх у таблицю даних. У більшості таблиць даних незалежна змінна (змінна, яку ви тестуєте або спеціально змінюєте) буде знаходитися в стовпці ліворуч, а залежні змінні будуть у верхній частині таблиці.

Обов’язково:

Позначте кожен рядок і стовпець так, щоб таблицю можна було інтерпретувати
Включіть одиниці, які використовуються
Додайте описовий підпис до таблиці

Приклад

Ви оцінюєте вплив різних видів добрив на ріст рослин. Ви посадите 12 рослин томатів і розділите їх на три групи, де кожна група містить чотири рослини. До першої групи ви не додаєте добрив і рослини поливаєте простою водою. Другу і третю групи поливають добривами двох різних марок. Через три тижні ви вимірюєте приріст кожної рослини в сантиметрах і обчислюєте середній приріст для кожного виду добрив.

Вплив добрив різних марок на ріст рослин томатів протягом трьох тижнів

Лікування	Номер заводу
Лікування	1	2	3	4	Середній
Ніякого лікування	10	12	8	9	9,75
Марка A	15	16	14	12	14.25
Марка B	22	25	21	27	23.75

Огляд наукового методу: Чи можете ви визначити ключові частини наукового методу з цього експерименту?

Незалежна змінна - Тип обробки (марка добрива)
Залежна змінна - ріст рослини в см
Контрольна група (групи) - Рослини, оброблені без добрив
Експериментальна група (групи) - Рослини, оброблені добривами різних марок

Графіки використовуються для відображення даних, оскільки легше бачити тенденції в даних, коли вони відображаються візуально, порівняно з тим, коли вони відображаються числово в таблиці. Складні дані часто можна відображати та інтерпретувати легше у графічному форматі, ніж у таблиці даних.

На графіку вісь X проходить горизонтально (з боку в бік), а вісь Y - вертикально (вгору і вниз). Як правило, незалежна змінна відображатиметься на осі X, а залежна змінна - на осі Y (так само, як ви це дізналися в класі математики!).

Лінійний графік

Лінійні графіки - найкращий тип графіків для використання, коли ви відображаєте зміну чогось у безперервному діапазоні. Наприклад, ви можете використовувати лінійний графік для відображення зміни температури з часом. Час - це безперервна змінна, оскільки вона може мати будь-яке значення між двома заданими вимірами. Вимірюється вздовж континууму. Між 1 хвилиною та 2 хвилинами є нескінченна кількість значень, наприклад 1,1 хвилини або 1,93456 хв.

Зміни в декількох різних зразках можна показати на одному графіку, використовуючи лінії, що відрізняються кольором, символом тощо.

Рисунок 1: Зміна висоти міхура в сантиметрах протягом 120 секунд для трьох зразків, що містять різну кількість ферменту. Зразок А не містив ферменту, зразок В містив 1 мл ферменту, зразок С - 2 мл ферменту.

Гістограма

Гістограми використовуються для порівняння вимірювань між різними групами. Стовпчасті діаграми слід використовувати, коли ваші дані не є суцільними, а, скоріше, розділені на різні категорії. Якби ви порахували кількість птахів різних видів, кожен вид птахів був би своєю категорією. Немає значення між "Робін" та "Орел", тому ці дані не є суцільними.

Малюнок 2: Кінцева висота міхура через 120 секунд для трьох зразків, що містять різні комбінації інгредієнтів. Зразок А містив фермент, але не мав субстрату, зразок В містив субстрат, але не фермент, зразок С містив субстрат та фермент.

Діаграма розкиду

Графіки розсіювання використовуються для оцінки взаємозв'язку між двома різними неперервними змінними. Ці графіки порівнюють зміни відразу двох різних змінних. Наприклад, ви можете подивитися на взаємозв'язок між ростом і вагою. І зріст, і вага є суцільними змінними. Ви не можете використовувати розсіяний сюжет, щоб розглянути взаємозв'язок між кількістю дітей у сім'ї та вагою кожної дитини, оскільки кількість дітей у сім'ї не є постійною змінною: ви не можете мати 2,3 дитини в сім'ї.

Рисунок 3: Зв'язок між зростом (у метрах) та вагою (у кілограмах) членів команди дівчат із софтболу. “Приклад OLS вага проти висоти розсіяного сюжету” від Stpasha знаходиться у відкритому доступі

Як скласти графік

Визначте свої незалежні та залежні змінні.
Виберіть правильний тип графіку, визначивши, чи є кожна змінна неперервною чи ні.
Визначте значення, які збираються йти на осі X та Y. Якщо значення безперервні, їх потрібно розташовувати рівномірно на основі значення.
Позначте осі X та Y, включаючи одиниці виміру.
Складіть графік своїх даних.
Додайте описовий підпис на графік. Зверніть увагу, що таблиці даних мають назви над рисунком, а графіки - під рисунками.

Приклад

Повернемося до даних нашого експерименту з добривами та використаємо їх, щоб скласти графік. Я вирішив побудувати графік лише середнього приросту для чотирьох рослин, оскільки це найважливіша інформація. Включення кожної окремої точки даних зробить графік дуже заплутаним.

Усі цифри, що містять дані, повинні стояти окремо - це означає, що ви повинні мати можливість інтерпретувати інформацію, що міститься на рисунку, не посилаючись ні на що інше (наприклад, у розділі методів у статті). Це означає, що всі малюнки повинні мати описовий підпис, що дає інформацію про незалежну та залежну змінну. Інший спосіб сказати це - підпис повинен описувати те, що ви тестуєте і що вимірюєте. Хорошою відправною точкою для створення підпису є "вплив [незалежної змінної] на [залежну змінну]".

Ось кілька прикладів хорошого підпису фігур:

Вплив фізичних вправ на частоту серцевих скорочень
Швидкість росту кишкової палички при різних температурах
Зв'язок між часом теплового удару та ефективністю трансформації

Ось кілька менш ефективних підписів:

Частота серцевих скорочень і фізичні вправи
Графік зростання температури кишкової палички
Стіл для експерименту 1