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寓教於樂，鍛鍊身心

在南京體育學院，統計思維的文化已滲透到流行病學和運動科學領域的研究與學習中

南京體育學院 (NSI) 坐落在距上海不遠的長江之濱，被譽為「世界冠軍的搖籃」。學院成立於 1956 年，已經培養出 100 多名奧運會金牌，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。

南京體育學院不僅擁有一流的運動訓練基地，而且還是中國在運動醫學和運動科學領域的頂尖研究機構之一。最近，一項以「振興科學技術」為重點的計畫已與美國、日本和德國的著名機構建立了研究和教育合作夥伴關係，並與全球 40 多個國家的同行展開了交流。正如南京體育學院的運動員學習挑戰體能極限一樣，學院的學術課程也要求學生磨練技能，使他們能夠跟上科學創新的步伐。

南京體育學院的運動生理學教授徐凱解釋說：「現代科學進步非常迅速。學生們可能會覺得，他們在學校學習的那些死記硬背的知識在以後的職業生涯中沒有任何用處。但是統計思維解決問題的方式卻並非如此。」

他繼續說道，辯證思考和資訊素養是可以轉移的能力，無論學生將來是成為中國優秀奧運代表團隊的一名醫生或治療師，還是從事運動科學以外的職業，這些能力都將幫助畢業生們取得成功。「最重要的是要培養學生的好奇心，這樣他們才會不斷探索知識，並在整個職業生涯中持續學習，而統計思維則是其中的重要組成部分。」

將科學研究帶入課堂

徐教授是人體運動學和運動營養學研究的專家。除此之外，他的研究還調查了青少年體育鍛鍊與健康狀況之間的流行病學聯繫。這項研究的目標是確定年輕人需要何種日常運動方案，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鍊，而無法維持健康的肌肉力量和心肺功能。」徐教授解釋說。為了更好地理解這一現象，徐凱教授招募了國中生參加各種關於運動研究。參與者佩戴加速度感測器，當他們像平常一樣上學、運動以及待在家裡時，感測器會捕捉他們的運動和心率資訊。由此產生的資料集結成了徐教授和他的研究生學生們潛心研究的工作基礎，同時也已經進入大學生課程。

對於徐教授來說，研究與教學之間幾乎沒有什麼障礙。當然，這是刻意設計的，因為他認為，學生應該親自接觸諸如科學方法之類的研究概念，並且充分運用有助於實驗和發現的資料。除了學習這些材料，徐教授還希望他的學生能夠掌握科學研究的關鍵原則，理解如何利用資料核對理論、發掘批判性見解並激發新的研究問題。

他解釋道：「我們的研究包括如何進行基礎研究以及如何收集、管理和分析資料。」學生將獲得有關調查和實驗資料的實踐經驗，並學習運用一系列統計建模和視覺化的技能。通過使用徐教授自己的研究中的資料集，學生們可以熟悉離群值、缺失值以及大型資料集 (最為重要)等問題。

在徐凱教授的青少年活動研究中，感測器可以每週記錄每個參與者約 10,000 個資料點，包括年齡、性別、體重、就坐、站立、行走、跑步、步數、速度、運動強度、運動時間、休息時間和睡眠時間等資料。即使經過合併，這樣的資料集也可能達到數百萬位元組。

這些資料可能會令研究人員望而生畏，更別提學生了。這就是為什麼徐教授不僅會向他的學生介紹資料集，而且還會向他們介紹自己用來分析資料集的工具。這個工具就是 JMP®。「學生們熟悉了像 JMP 這樣的軟體，統計思維也就不會那麼可怕了。他們開始將統計視為日常的專業工作，」徐教授說道。「有了 JMP，我們感覺解決統計問題的門檻實際上很低–這是非常難能可貴的。」

JMP® 鼓勵反覆試驗，這是「學習的關鍵」

在新學期開始時，修徐教授課程的多數大學生都沒有多少統計學方面的背景知識。他表示，重要的是給學生們一個工具，讓他們可以自己動手學習統計學的概念。借助 JMP，學生們可以學習計算均值與標準差等基礎知識，也可以學習資料探索等更高級的概念。

「JMP 鼓勵反覆試驗，這是學習的關鍵，」徐教授說道。

此外，學生們使用的是真實的研究資料，這樣一來，他們可以直接瞭解實際工作中研究人員所面臨的真正挑戰。徐教授鼓勵學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，學生們開始逐漸意識到，探索性資料分析和資料清理往往與實際分析同等重要，甚至更為重要。

「我的學生喜歡 JMP 的原因是，它學習起來很容易，」徐教授如是說道。「他們喜歡每個步驟之後都有結果的圖形顯示。這樣一來，即可直觀地顯示結果，而他們就可以快速獲得回饋。如果方向錯誤，他們可以輕鬆剔除向量，然後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習的熱情。

因此，他們發現利用 JMP 進行學習是一件非常有趣的事情。」

擁有強大統計功能的便捷工具

與世界各地的許多大學一樣，南京體院學院的教師在使用 JMP 之前，Excel 是他們教學和研究的常規工具。徐凱教授說，「Excel 在管理具有大量離群值和缺失值的複雜資料集方面極為受限。我處理的資料量也非常龐大，因此在 Excel 中處理速度相當緩慢。」

據徐教授所述，他在使用 SPSS 時也遇到了類似的限制，SPSS 比 Excel 更專業， 但處理速度也同樣很慢。「我曾經幫助一位同事利用 SPSS 開展研究。當使用我自己的70萬個樣本資料集時，處理速度明顯變慢了！」

SPSS操作起來也十分困難。如果您不瞭解如何進行專業水準的統計檢定，可能很快就會陷入死胡同，因為您不知道該怎樣進入下一步。

「像 Logistic 分析和分割 (決策樹) 這樣更加複雜的統計方法在 Excel 中完全不存在，但卻是 JMP 和 JMP Pro 中最為強大的功能之一。」而這些統計方法也是徐凱教授研究的重點研究領域。徐教授和他的研究生學生們通過這些方法來獲得更高級的統計分析能力。「我想瞭解體育鍛鍊與身體健康之間的關係，」他解釋道。「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數之間相互作用的理解。」

此外，JMP 軟體對圖形獨特的動態視覺化顯示可以方便使用者開展進一步探索。「利用圖形生成器，您可以隨時更改 X 軸和 Y 軸。另外，其具有許多特殊功能， 而這些功能是 Excel 或 SPSS 無法實現的。」

日常鍛鍊可改善健康狀況

徐教授的研究已經取得了有意義的成果，對公共衛生具有重要影響。最為重要的是，徐教授表示，資料進一步證實年輕人應該每天進行至少 60 分鐘的適度運動。「達到這個運動量後，您的身體健康將發生變化」，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。此外，人的身體在青少年時期仍在發育，而這個時期的身體健康會對一個人一生的健康狀況產生影響。

「這是當今最大的一個問題，大部分年輕人都缺乏體育鍛鍊，」徐教授說道。「這個問題不僅中國有，在美國和歐洲也同樣存在。」

這是一個公開宣導，每個人都可以參與其中。這條資訊十分有用，如果您是南京體育學院的一名大學生，這裡將是一個很好的起點，可以説明您瞭解哪些統計資料能夠告訴我們有關運動習慣和健康的信息。「您可以運用統計方法來解決當今社會許多最重要的問題，」徐教授總結道。「瞭解如何運用統計資料來解決問題是每個學生都可以培養的最重要的技能之一。」