home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ CD Schooolhouse Version 10.0 / CD Schooolhouse Version 10.0.ISO / pc / dos / math / status12 / statu123.doc next >
Encoding:
Text File  |  1994-12-10  |  10.6 KB  |  227 lines

  1.  
  2.  
  3.                                 Statutor
  4.                               Version 1.23 
  5.             A computer-based teaching tool for statistical concepts  
  6.                               Copyright 1991
  7.                    The Regents of the University of Michigan
  8.                            All Rights Reserved
  9.  
  10.  developed by 
  11.  Robert A. Wolfe 
  12.  Department of Biostatistics
  13.  School of Public Health 
  14.  University of Michigan 
  15.  Ann Arbor, MI 48109 
  16.  4/18/91
  17.  bobwolfe@umich.edu
  18.  
  19. Objectives of the program: 
  20.  
  21. Statutor is designed to simplify the learning and teaching of statistical
  22. concepts, especially those related to sampling distributions based on
  23. sampling from a population.  The program integrates the display of explanatory
  24. text with graphic displays to show the essential components of several
  25. sampling experiments. 
  26.  
  27. Specific topics that are included in the demonstrations include:
  28.  
  29.  1. Sampling variability of the sample mean
  30.  2. Central Limit Theorem
  31.  3. Confidence intervals for the mean
  32.  4. Correlation coefficients
  33.  5. Explained sum of squares and residual variation in regression
  34.  6. Variability of the sample regression line
  35.  7. Confidence and prediction bands for the regression line
  36.  
  37. With an understanding of these sampling experiments, the student will be
  38. better prepared to move on to the details of statistical computation and
  39. inference that comprise the bulk of the curriculum in many statistics courses. 
  40. These demonstrations are not designed to replace the content of a traditional
  41. statistics course and some of the concepts presented in these demonstrations
  42. may be difficult for a student who is not concurrently studying statistics. 
  43. Statutor is designed to complement a more complete presentation of
  44. statistical instruction.
  45.  
  46. Traditionally, there have been two common approaches used in statistics
  47. courses to show the concepts of sampling variability.  One approach is to have
  48. the students carry out a physical experiment, such as coin tossing, and to
  49. examine the results from several such experiments.  Another approach with more
  50. sophisticated students is to have the student use a computer language or
  51. statistical package to generate samples and summarize the results from a
  52. series of samples.  Both of these methods are relatively demanding of student
  53. and teacher time. 
  54.  
  55. Statutor can let the student actively carry out directed
  56. sampling experiments without requiring the time or sophistication needed for
  57. more traditional methods.
  58.  
  59.  
  60.  
  61.  
  62.  
  63.  
  64. Overview of the program: 
  65.  
  66. Statutor is menu driven.  The main menu allows choices of demonstrations
  67. related to the sample mean, confidence intervals for the mean, linear
  68. correlation measures, linear regression statistics, confidence bands for
  69. regression, prediction bands for regression.
  70.  
  71. Each of the demonstrations has options to control sample sizes and
  72. population distributions and other characteristics of the sampling
  73. experiment.  The program will use default values for these choices if
  74. the user just presses the enter key whenever such a choice is to be
  75. made.  Univariate populations include the logistic, binomial,
  76. uniform, exponential, and Gaussian.  Sample sizes can range up to 500.
  77.  
  78. Each of the demonstrations includes a sampling experiment which shows
  79. statistical results after each sample is drawn.  By default, the program
  80. pauses and waits (for up to 2 minutes) for the ``enter'' key or the ``space
  81. bar'' to be pressed before the next sample is selected.  Optionally, a
  82. demonstration can be speeded up so that samples are drawn with only a short
  83. pause between them.  The user can toggle between these two display modes by
  84. pressing the ``P'' key on the keyboard.
  85.  
  86. Several of the sampling experiments move slowly and show extra detail
  87. while the first several samples are being selected and then speed up
  88. for subsequent samples.  This assures that the student understands the
  89. steps involved in the experiment while preventing boredom from
  90. slow-moving displays at the end of the experiment.  Each
  91. demonstration stops automatically after 500 samples have been
  92. drawn, or when the user directs the program to stop sampling by pressing the
  93. ``Q'' (Quit) key on the keyboard.
  94.  
  95. Although the specific details of each demonstration are organized
  96. to best meet the learning objectives of that demonstration, all
  97. of the demonstrations follow the same general format.  Each
  98. demonstration starts with a written introduction that introduces
  99. important concepts.  Next, the sampling experiment is carried out
  100. with graphical displays.  Finally, there is a review of the
  101. important concepts.
  102.  
  103. The demonstrations allow some deviations from the linear format
  104. discussed above.  For example, the introductory material can be
  105. skipped by teachers and students who do not need to review it so
  106. that the sampling experiment can be begun immediately.  It is
  107. also possible to move back to prior steps in each demonstration.
  108.  
  109. The first choice on the main menu leads to a secondary menu of
  110. details about Statutor.  The options available on this secondary menu are
  111. discussed in another section later in this documentation.  Among other
  112. choices, this secondary menu includes options to change the color and
  113. resolution of the display if the computer hardware can support it.  The
  114. secondary menu also includes a short tutorial on use of the keyboard.  
  115.  
  116. Specific demonstrations: 
  117.  
  118. The first demonstration shows the sampling distribution of the
  119. sample mean.  First, the concept of a population is introduced. 
  120. Next, successive samples are selected from the population and
  121. each sample histogram is shown on the same screen as the
  122. population distribution.  After the third sample has been drawn,
  123. another histogram is added to the screen showing, cumulatively,
  124. the histogram of the sample means from all of the samples
  125. selected during the experiment.  The scaling of the third
  126. histogram can be based on either the original scale of the data
  127. or on a scale related to the standard error of the mean.  After
  128. the sampling experiment is finished, the implications of the
  129. central limit theorem are mentioned.  
  130.  
  131. Confidence intervals for a population mean are presented in the second
  132. demonstration.  The proper interpretation of the confidence probability is
  133. shown through repeated sampling.
  134.  
  135. Several measures related to linear correlation are presented in
  136. the third demonstration, which shows a variety of linear and
  137. non-linear scatterplots.  The concepts presented include the
  138. correlation coefficient (r), r-squared, residual variance, and
  139. non-linear relationships.
  140.  
  141. The regression demonstration focuses on inferences for the slope
  142. parameter.  The sampling distribution of the t-statistic for the
  143. slope parameter is presented during the sampling experiment.  The
  144. utility of the t-distribution for hypothesis testing is discussed
  145. after the sampling experiment.  
  146.  
  147. The confidence band demonstration reinforces the meaning of a
  148. parameter, an estimator, and a confidence interval.  The
  149. demonstration makes it clear that the population regression line
  150. is a population characteristic about which inference is made. 
  151. For many students, the concept of a parameter becomes more
  152. meaningful when the ``parameter'' is represented graphically as a whole line
  153. instead of as a numerical value.  The graphic image of a confidence band
  154. capturing the population regression line clarifies the purpose of a confidence
  155. interval for the student.
  156.  
  157. The prediction band demonstration emphasizes that statistical
  158. tools can also be used to make probabilistic statements about
  159. the subjects in a population.  The meaning of the probability
  160. associated with a prediction band is shown by graphically
  161. demonstrating the fraction of the population values captured by
  162. the bands.
  163.  
  164. The regression review demonstration encompasses the ideas
  165. presented in the basic regression demonstration, the confidence
  166. band demonstration, and the prediction band demonstration.  This
  167. demonstration allows simultaneous displays of both confidence and
  168. prediction bands.  
  169.  
  170. Options for hardware control: 
  171.  
  172. The first main menu choice, called ``Look Here First'', leads to a secondary
  173. menu of items that are related to the overall operation of the program.   This
  174. secondary menu offers a short tutorial on use of the keyboard, choice of the
  175. colors and resolution of the display screen, and some other technical details
  176. and information about hardware and licensing. 
  177.  
  178. The short introduction to the use of the keyboard clarifies how
  179. to use the keyboard to control the sampling experiments.  The keyboard
  180. tutorial also shows some of the options that are available in the
  181. demonstrations.  Many users of the program skip this tutorial, but it is
  182. better to review it.  This tutorial takes only a few minutes to review.
  183.  
  184. Statutor allows use of color displays.  Color highlighting is used to
  185. emphasize important words or concepts, so it is useful to have the
  186. colors displayed on the screen.  Colors may also be useful if you have
  187. a monochrome screen that can display shades of gray.  
  188.  
  189. With certain graphics boards it is possible to switch between high and
  190. low resolution displays.  The low resolution displays use a larger
  191. font for the text, which may be useful for projecting images in a
  192. classroom.  
  193.  
  194. The program uses symbols that are built in to the computer for certain
  195. special symbols such as the square root and summation notation.  On
  196. most computers the program can detect if these symbols are available
  197. and can emulate them if they are not.  
  198.  
  199.  NOTICE: 
  200.  
  201. The author makes no claims as to the fitness or correctness of this software
  202. for any use whatsoever, and it is provided ``as is''.  Any use of this
  203. software is at the user's own risk.  Accordingly, the author assumes no
  204. responsibility for the use of this software by the recipient.  In no event
  205. shall the Regents of the University of Michigan be liable for any special,
  206. indirect, or consequential damages or any damages whatsoever arising out of or
  207. in connection with the use or performance of this software.  The Regents of
  208. the University of Michigan disclaim all warranties with regard to this
  209. software, including all implied warranties of merchantibility and fitness. 
  210. Further, the author assumes no obligation to furnish any assistance of any
  211. kind whatsoever, or to furnish any additional information or documentation.
  212.  
  213. Compatibility: 
  214.  
  215.  The software is designed to run on an IBM PC or compatible with 320K RAM
  216. minimum, DOS 2.0, and a graphics display adapter (CGA, Hercules, EGA, or VGA).
  217.  
  218. Distribution: 
  219.  
  220. Statutor may be freely distributed, so long as it is not changed and this
  221. document file is distributed with it.
  222.  
  223. Availability:
  224.  
  225. Anonymous FTP at oak.oakland.edu in pub/msdos/education/statu123.zip
  226.  
  227.