معلومات مقرر دراسي

علم الإحصاءStatistic Science .....

هو العلم الذي يعمل على استخدام الأسلوب العلمي في جمع البيانات وتبويبها وتصنيفها وعرضها وتحليلها (اختبارها) واستخلاص النتائج والاستنتاجات بهدف الوصول إلى قرارات مناسبة ، وأصبح علم الإحصاء وتطبيقاته من أهم الركائز التي يرتكز عليها البحث العلمي في ميادينه المختلفة ، ويمكن القول أنه لا يوجد مجال من مجالات الفكر والعمل الا وأستعمل الإحصاء فيه بأساليبه وطرقه المختلفة التي أصبحت ضرورة لابد منها لإنجاز البحوث والدراسات العملية المختلفة والارتقاء بها إلى الرصانة المطلوبة .

في الماضي كان الإحصاء يهدف إلى العد حتى سمي بعلم العد أما في الوقت الحاضر فان علم الإحصاء أصبح يلعب دوراً بارزاً في مجال البحث العلمي وأصبح الالمام بمبادئ هذا العلم أحد المؤهلات الأساسية للباحث العلمي ، وقد أصبح علم الإحصاء جزء لا يتجزأ من عملية البحث العلمي ، ومن أشهر علماء الإحصاء في القرن العشرين هو العالم الانكليزي فيشر Fisher الذي طور علم الإحصاء بصيغته الحديثة وطبقه في مجالات وعلوم مختلفة وكثيرة كالزراعة والبيولوجي والوراثة والاقتصاد ووضع أسس تصميم وتحليل التجارب ، وبدأ استخدام علم الإحصاء من قبل العلماء وخاصة البيولوجيين بحدود عام 1921 عندما نشر فيشر كتابه (الطرق الإحصائية للعاملين في المجال البحثي) وقد ساهم علماء أخرون كثيراً في تطوير علم الإحصاء ومن أهمهم

• فرانسيس كالتون Francis Galton (1822 - 1911) وقد اشتهر بتطبيق علم الإحصاء في علوم الوراثة والتطور

• كارل بيرس Karl pearson (1857 - 1936) الذي أسس مجلة الإحصاء الحياتي (Biometric) التي لازالت تصدر لحد الأن .

• وليم كوست William S. Gosset الذي أشتق توزيع T للعينات الصغيرة .

• نيمان وبيرسون Neyman and Pearsonاللذان وضعا نظرية اختبار الفرضيات .

  تقسيم علم الإحصاء .....

يمكن تقسيم علم الإحصاء بصورة عامة إلى قسمين رئيسيين :

1)) الإحصاء الوصفي : يشمل هذا القسم الطرق والأساليب الإحصائية المستعملة في وصف مجموعة معينة من البيانات والتي تتضمن الطرق الإحصائية هذه على أساليب جمع البيانات في صورة قياسات رقمية ثم تصنيفها وتبويبها أو تنظيمها وتلخيصها مع إمكانية عرضها في جداول ورسومات بيانية وحساب بعض المقاييس والمؤشرات الإحصائية المختلفة لها.

2)) الإحصاء الاستنتاجي أو الاستدلالي : ويشمل الطرق الإحصائية التي تهدف إلى عمل استنتاجات أو استدلالات حول المصدر الذي جمعت منه البيانات ويضم فرعين رئيسيين هما

أ - التقدير Estimation : ويهتم بإيجاد قيم تقديرية للاستدلال منها على القيم الحقيقية لمصدر جمع البيانات .

ب - اختبار الفرضيات Test of hypotheses : يتضمن اختبار الفرضيات التي توضع كتفسير أولي للظاهرة المراد دراستها للوصول منها على قرار بقبولها أو رفضها .

أهمية علم الإحصاء .....

يستخدم علم الإحصاء في مجالات كثيرة ومتعددة منها

1. في علم الاحياء (البيولوجي) : تستخدم الطرق الإحصائية في دراسة الأجناس والفصائل المختلفة للحيوانات والنباتات ومعرفة خواص كل جنس بما يتميز عن غيره ومقدار اختلاف مفردات الجنس الواحد في خاصية معينة فمثلاً نرى الذكور في الجنس البشري أطول قامة من الاناث في المتوسط مع ان الذكور فيما بينهم يختلفون في الطول إلى درجة ما وكذلك الاناث ويتم كل ذلك عن طريق جمع البيانات وتبويبها ودراستها دراسة إحصائية والخروج بنتائج من هذه الصفات .

2. في الطب : يستخدم الإحصاء لدراسة العلاقة بين متغيرات كثيرة منها العلاقة بين العمر وضغط الدم مثلاً وكذلك العلاقة بين الوراثة والبيئة وتأثيرهما على تكوين الفرد .

3. في الصحة العامة : يستخدم الإحصاء لدراسة الأمراض السارية ونسبة زيادتها ونقصها في المجتمع وكذلك دراسة حالة المعوقين والوفيات ونسبة الزيادة في السكان .

4. في الكيمياء : يستخدم الإحصاء لتحليل البيانات المتعلقة بتكرير النفط ومعرفة نسبة مكوناته وكذلك دراسة العلاقة بين الغازات أو الفلزات وكذلك التجارب الكيمياوية في اعداد بحوث الماجستير والدكتوراه والبحوث العلمية الأخرى أو غيرها من التجارب في مجال النفط والمعادن وجمع البيانات المتعلقة بها ودراستها دراسة إحصائية لغرض الاستفادة منها في اعداد خطط التنمية الصناعية والبتروكيمياوية .

5. يستخدم الإحصاء في التجارب الفيزيائية والهندسية والزراعية والاقتصادية وغيرها من التجارب التي تعتمد على الإحصاء لتحليل النتائج التي يتوصل اليها الباحث في جميع المجالات المذكورة أعلاه خاصةً تلك البحوث التي تعتمد على البيانات العددية .

أهم وظائف علم الإحصاء .....

1)) عرض الحقائق والبيانات بصورة واضحة ومحددة .

2)) تلخيص البيانات الكثيرة بقيم قليلة ذات معنى .

3)) وضع الأسس السليمة والصحيحة لمقارنة العوامل العائدة لنفس الظاهرة .

4)) صياغة واختبار الفرضيات وذلك لأن الطرق الإحصائية ذات فائدة عظيمة في صياغة واختبار الفرضيات وتطوير نظريات جديدة .

5)) يساعد علم الإحصاء على التنبؤ أو التكهن بقيمة الظاهر خلال فترة زمنية مستقبلية .

أهم المفاهيم الإحصائية .....

1. الصفة Characteristic: مثل الطول أو الوزن أو العمر (كل صفة من هذه الصفات فيها تباين أو اختلاف) .

2. المتغير Variable : عبارة عن صفة أو عنصر قابل للتغير في النوع والكم من فرد إلى أخر في نفس المجتمع ، تتغير قيم كل صفة من شخص إلى أخر أو من نبات إلى أخر أو من حيوان إلى أخر وبالتالي فان طول الشخص و وزن الحيوان و عدد تفرعات النبات و نسبة البروتين في البذور ومحتوى الأوراق من الكلوروفيل وغيرها تعتبر جميعها متغيرات حسب المفهوم الاحصائي وذلك لأن قيمها متغيرة ، وهنالك نوعان من المتغيرات :

أ - متغير متقطع غير مستمر Dis continuous variable : هو المتغير المرتبط بالأعداد ويأخذ قيم كاملة غير مجزئة أي تأخذ كل مشاهدة أو مفردة في المتغير المتقطع قيم متباعدة أو متقطعة ، كما هو الحال بعدد التفرعات أو عدد الولادات أو عدد الأشخاص المصابين أو اللون وغيرها فمثلاً يكون عدد التفرعات 4 أو 5 ولا يمكن أن يكون 4.7 وكذلك الإصابة بمرض معين إما مصاب أو غير مصاب وعدد المدارس وهكذا (لا تزيد قيمة المتغير أو تنقص بأقل من واحد) .

ب - متغير مستمر Continuous variable : هو المتغير الذي يأخذ مدى واسع من القيم ضمن حدود معينة كما هو الحال مثلاً في وزن الجسم أو طول الجسم أو انتاج الحليب أو كمية البروتين أو درجة الحرارة أو الزمن وغيرها ، فهي متغيرات مستمرة ( فيها تباين واضح غير متقطعة وممكن أن تحمل كسور) . وبمعنى أخر هو المتغير الذي تأخذ كل مفردة أو مشاهدة قيمة رقمية أو كسر بين حدي التغير الكلي فلو فرضنا أن طول الطلاب يتراوح بين حدي التغير يتراوح بين 130.5 و 170 سم .

1. المشاهدة Observation : هي قيمة المتغير المراد دراسته لشخص واحد أو نبات واحد أو حيوان واحد بالمشاهدة (مثلاً وزن الجسم لدى أحمد 70 كغم) ، وتعتبر المشاهدة بمثابة المواد الأولية التي يتعامل معها الباحث فاذا أراد معرفة عدد التفرعات في نبات ما ولنفرض عدد التفرعات 6 فان هذا العدد يمثل المشاهدة وإن مجموع المشاهدات تكون البيانات Data .

2. البيانات Data : عبارة عن مجموعة من المشاهدات (أي عدد من القيم) وتقسم البيانات إلى نوعين :

أ - البيانات الكمية Quantitative data : هي البيانات التي تقاس بوحدات أو تحدد وفق ألة عد أو قياس مثل الطول بالسنتيمتر أو أوزان الجسم بالكيلوغرام وكذلك تشمل النسب المئوية ، وهذه البيانات هي الأكثر استخداماً في الحلول والعمليات الإحصائية .

ب - البيانات النوعية Qualitative data : هي بيانات وصفية (مثلاً توصف الأجسام حسب أطوالها إلى طويلة ومتوسطة وقصيرة وكذلك الطعم لمادة معينة إلى مقبول و غير مقبول) وهذا النوع من البيانات يخضع للاجتهاد الشخصي ، وكلما قلت الفئات المستخدمة تكون الدقة أكثر لأن الاجتهاد يقل .

1. المجتمع Population : المجتمع وفق المفهوم الاحصائي هو مجموعة من المفردات أو العناصر التي تشترك في متغير واحد أو أكثر تميزه تماماً عن بقية المجتمعات مثل (أشخاص ونباتات وحيوانات وصخور وحقول وغيرها) ويقسم المجتمع إلى :

أ - مجتمع محدود : هو المجتمع الذي يمكن حصر مفرداته كما هو الحال في أطوال طلبة كلية الزراعة .

ب - مجتمع غير محدود : هو المجتمع الذي من الصعب أو المستحيل حصر مفرداته مثل مجتمع نوع الأسماك في نهر دجلة أو عدد البكتيريا في حقل معين .

1. العينة Sample : عبارة عن جزء من المجتمع أو مجموعة من المشاهدات اختيرت بطريقة ما من المجتمع ، وفي أغلب الأحيان لا نستطيع جمع المعلومات أو البيانات المطلوبة لكل عناصر المجتمع دون استثناء لأسباب قد تتعلق بالكلفة أو الحاجة الأنية (السرعة) أو محدودية الإمكانات وغيرها ، لذا نلجأ إلى اختبار عدد معين من عناصر المجتمع بهدف دراستها للحصول على البيانات المطلوبة ، وكلما زاد حجم العينة تزداد دقة النتائج أي يجب أن تكون العينة ممثلة للمجتمع . وهناك عدة طرق لجمع البيانات أهمها :

أ - طريقة المسح Survey : فمثلاً إذا أردنا معرفة مقدار استهلاك الأسرة الواحدة في منطقة جغرافية معينة من مادة الرز مثلاً ، فان بإمكاننا جمع البيانات المطلوبة من خلال استجواب هذه الأسر وتدوين إجاباتهم دون تحكم عوامل معينة تؤثر في استهلاك الرز من قبل أفراد العائلة ، ونفس الحال بالنسبة للتعداد السكاني والتعداد الزراعي وغيرها .

ب - طريقة التجربة : في هذه الطريقة تحتاج إلى إجراء تجربة معينة في الحقل أو المختبر ، مثلاً دراسات تأثير إضافة مستويات مختلفة من السماد الكيميائي إلى التربة أو إضافة مستويات مختلفة من فيتامين C مثلاً (صفر و 2 و 4 و 6 غم لكل كغم من العلف) في قابلية النمو للطيور الداجنة .

ويمكن تقسيم العينات إلى أنواع منها

1. العينة العشوائية : هي العينات التي تؤخذ عشوائياً وفيها تعطى كل عنصر من عناصر المجتمع فرصة الدخول ضمن العينة وهي أفضل أنواع العينات للأسباب الأتية :

أ - إعطاء كل عنصر من العناصر فرصة بأن يدخل ضمن العينة .

ب - العينة العشوائية تضمن تساوي اختيار بقية العينات .

ج - ضمان الحصول على عينة ممثلة للمجتمع .

1. العينة غير العشوائية : هي تلك العينة المجموعة من المفردات أو المشاهدات المختارة من مجتمع الدراسة بطريقة يكون للباحث دخل في اختيار هذه المفردة دون مفردة أخرى وليس على أساس عشوائي وذلك لاعتبارات تتعلق بطريقة الدراسة .