«Студенты смогли найти области применения математической статистики для проблем, которые им лично интересны»
У студентов 3го курса со специализациями «Глобальные изменения природной среды и климата» и «Общественная география и пространственные решения» завершился курс «Математические методы, анализ и визуализация данных в изучении природных систем». Мы поговорили с преподавателями курса Владимиром Мацковским и Александром Шелудковым об их первом опыте преподавания собственного курса, важности математических и статистических методов в географии и формах оценки знаний студентов.
Курс «Математические методы, анализ и визуализация данных в изучении природных систем» — это ваш первый собственный курс. Расскажите о ваших впечатлениях?
В. Мацковский: Для меня это первый курс в качестве преподавателя университета. Было сложно, но очень интересно. Не ожидал, что потребуется столько ментальных ресурсов — подготовка каждой следующей лекции и семинара превращалась в непрекращающееся обдумывание в течение недели — как лучше преподнести ту или другую тему.
А. Шелудков: Я вел небольшие интенсивы и мастер-классы по анализу данных на летних школах — в Дубне, Москве и Минске, на молодежной конференции Института географии «Меридиан», но в качестве целого собственного курса — это действительно мой первый опыт.
Набор тем мы определили заранее, но их нужно было наполнить содержанием — подобрать данные, задания и дополнительные материалы. Есть рутинные для меня задачи, которые я постоянно решаю в своей работе, например, анализ временных рядов и регрессия, но это лишь малая часть всех возможных применений программирования и статистики в общественной географии. Поэтому приходилось иногда дополнительно разбираться в смежных областях и новых темах. Уже в начале второго модуля я понял, что не хватает времени, чтобы рассказать обо всем, что хотелось. С другой стороны, важно не перегрузить студентов, а показать им направления, в которых можно дальше развиваться.
Зачем географу обладать математическими и статистическими методами?
В. Мацковский: Для физгеографа, в первую очередь, это способ доказать твою точку зрения, чтобы все поверили (проверив). А вообще, мой курс больше нацелен на то, чтобы привить навыки программирования для автоматизации рутинных процессов. Например, не строить 100 графиков в Excel или 100 карт в ArcGIS, а написать скрипт из 30 строк, который сделает это за несколько секунд и, таким образом, быстро ответит на поставленный вопрос.
А. Шелудков: В общественной географии очень сильный гуманитарный компонент. На первом занятии я сразу оговорился, что, возможно, ваша карьера сложится так, что вы никогда не будете писать код и заниматься статистикой, а уйдете в качественные методы. Тогда этот курс просто поможет вам лучше понимать работу коллег, выстраивать с ними сотрудничество, например, с экономистами, где количественные исследования более распространены. Кроме того, курс прививает определенную культуру данных — как они должны выглядеть, как собираться, находить подводные камни в данных. На сбор и обработку данных уходит 80% времени, поэтому, даже если вы сами не проводите расчеты, а, например, составляете опросную анкету, важно изначально понимать, в каком виде итоговые таблицы пойдут на анализ. А если у вас все же есть тяга к количественным исследованиям, здесь открывается широкий простор возможностей. Это работа с традиционной статистикой. Объяснительные и предсказательные модели. Мы живем в сложном мире, где не бывает простых причинно-следственных связей, поэтому важно правильно построить дизайн исследования, понять, какие факторы являются главными, какие еще переменные могут влиять на результат и как их «контролировать», насколько сильны связи между явлениями. Это красивая и понятная визуализация данных. Эти навыки особенно полезны в прикладных исследованиях, где очень много завязано на данных, их анализе и интерпретации. Кроме того, сырые данные совсем не обязательно могут приходить в виде цифр — это также изображения, например, спутниковые снимки, и тексты. Можно анализировать общественный дискурс, например, внимание к определенной теме или отношение к событию, исходя из частотности слов и их тональности — негативной или позитивной.
В качестве одного из метода оценки вы выбрали форму хакатона. Почему именно такой формат?
В. Мацковский: Это была идея Александра, но мне она сразу понравилась, особенно про объединение групп студентов с разной специализацией. Мне понравился подход студентов к возникшим в процессе хакатона вызовам. Они быстро реагируют, они объединяются для решения проблем. Возможно, это главная задача хакатона — поставить студентов в некомфортные условия, из которых им нужно выпутываться. Что-то, наверное, было как в жизни. Что-то, надеюсь, помогло из пройденного курса.
А. Шелудков: Многие проблемы в мире как раз находятся на стыке физической и общественной географии. Изменение климата и вопросы землепользования — самые яркие примеры. Мы решили смешать две группы и дать задания, в которых есть оба компонента — естественнонаучный и общественный. Хакатон — это удобная форма. Прежде всего это соревнование между командами, где участники получают сырые данные и задания к ним и где успех команды будет зависеть от умения разделить задачи внутри команды и творчески подойти к решению. С формулировкой заданий нам очень сильно помог Виктор Матасов. В итоге получилось три больших задания, которые посвящены изменению частоты и ущербу от торнадо в США, таянию ледников на Кавказе и изменению водообеспеченности бассейнов Терека и Кубани, а также динамике землепользования в XX веке.
Шелудков Александр Владимирович, кандидат географический наук, доцент Факультета географии и геоинформационных технологий
В целом, я думаю, курс получился. И хакатон, и финальные проекты на свободные темы, которые студенты готовили к экзамену, показали, что каждый смог найти что-то интересное и полезное для себя. Помимо хакатона, студенты готовили собственные проекты к экзамену по курсу. Они могли взять любую тему и данные, единственное условие – использовать методы, которые мы проходили. В итоге получился очень широкий разброс тем – от региональной статистики по ВИЧ-инфекции в России, анализа цен на недвижимость и ДТП до международных рейтингов вузов и анализа сообщений Илона Маска в твиттере. Мне кажется, такой разброс отлично отражает разнообразие вопросов, которыми в целом занимается общественная география. Я думаю, главный итог курса в том, что студенты смогли найти области применения математической статистики для проблем, которые интересны им лично.