和 AI 一起學資料分析

課前準備 A — 選讀,不列入評分
提出想法|動手嘗試|觀察證據|修正理解|AI 協助學習|練習自己的判斷
向下捲動開始互動↓
📌 本頁使用方式(課前 · AI 學習迴圈)

① 依序閱讀:每節先讀說明;遇到互動元件時,先預測結果,再操作驗證。 ② 對照程式範例:程式碼卡下方的「來源」標了課程練習筆記本(lab);需要實作時,再打開原始筆記本對照。 ③ 檢查理解:答錯時先看回饋,再回到相關說明;標為延伸的內容可留待第二輪。 ④ 最後翻關鍵詞彙卡自測術語,並用 重點速查與來源查閱。

教科書:An Introduction to Statistical Learning with Applications in Python(ISLP);
AI 協作參考書:AI-Assisted Statistics for Data Scientists(第三版)。章節旁的來源標記可點到本頁書目。

CONTENTS · 內容目錄
PROLOGUE · 開場

AI 在資料分析流程中能提供哪些協助 先備 · AI 與資料分析

你想知道 Auto 汽車資料中的馬力與油耗有什麼關係。AI 可以協助寫繪圖程式、解釋結果。你先確認欄位單位,猜測圖的形狀,再把實際結果和自己的想法比較。

先留一句自己的想法 例如:『我猜馬力較大的車,mpg 較低。』mpg 是每加侖可行駛的英里數,數值越高代表同樣燃料跑得越遠。先寫下猜測與理由,後面才有東西可以對照。
PART 00 · 自我檢測

下面哪一種分工最適合 AI 輔助的資料分析?

(A) 請 AI 產生候選做法,再由你執行、檢查並決定能否採用
(B) 把資料貼給 AI,直接採用它寫的結論
(C) 只把 AI 用在寫語法,其他資料工作完全不用
PART 01 · 學習迴圈

從想法到嘗試,觀察證據並修正理解 先備 · 學習迴圈

學一個新概念時,可以反覆練習這幾步: 先提出自己的想法,再動手嘗試,觀察證據,最後修正理解。 AI 可以在每一步提供選項、範例或解釋;這些步驟仍要由你完成。

資料分析學習迴圈
① 提出想法
先預測結果、寫下理由,也說出你不確定的地方。
② 動手嘗試
請 AI 協助拆解任務或產生初稿,再由你執行。
③ 觀察證據
用資料、輸出與錯誤訊息核對 AI 的解釋。
④ 修正理解
解釋預測為何不符,改一個條件後重新開始。

↻ 下一輪:依照這次的結果修正理解,再提出下一個問題。

為什麼要先想再問 如果一開始就看完整答案,你很難分辨自己原本懂了什麼。先寫下一句預測,再比對 AI 的回答和實際輸出,找出需要修正的地方。
PART 01 · 自我檢測

你要理解一份資料中兩個變數可能的關係。哪個做法最符合學習迴圈?

(A) 先畫下你預期的形狀與理由,再請 AI 建議圖形,執行後比較差異
(B) 請 AI 直接寫出完整分析與結論,讀完就算完成
(C) 先背熟所有繪圖函式,等完全不會出錯再碰資料
PART 02 · 每一步都能請 AI 幫忙

從找資料到報告草稿,安排你與 AI 的分工 先備 · 資料分析流程

沿用 Auto 這個問題,先只做一張馬力對 mpg 的散佈圖。請 AI 幫你列出需要確認的欄位、資料來源與繪圖步驟;環境操作在 00B,完整提示寫法在 00C。

這一輪你留下什麼
提出想法馬力與 mpg 可能往什麼方向變,理由是什麼
動手嘗試執行繪圖程式,確認軸標籤與單位
觀察證據圖是否有曲線、離群點,或沒有明顯關係
修正理解寫一句猜測被支持或需要修改的地方,再提出下一個問題
PART 02 · 自我檢測

AI 建議你刪除某欄中的所有「?」。下一步最有學習價值的是?

(A) 查資料說明並比較處理前後的筆數,再決定轉成遺漏值或保留
(B) 照做,因為問號一定是打字錯誤
(C) 換一個 AI 問同樣問題,兩者一致就刪除
PART 03 · 練習資料判斷

理解資料的意義,檢查分析流程 參考:AI 分析的限制與責任(第 11 章)

即使散佈圖支持你的猜測,也不能直接寫「增加馬力造成油耗改變」。這份觀察資料還可能混有車重、年份等差異。把圖中看見的關係,和你想提出的解釋分開,正是這門課會逐步建立的能力。

這一輪先守住兩件事 欄位的單位要查原始說明;圖中關係不能直接當成因果。AI 可以幫你提出其他解釋,但接受哪一個解釋仍要有資料與研究設計的支持。
PART 03 · 自我檢測

模型在現有資料上的預測很準。下面哪個問題仍不能只靠這個分數回答?

(A) 同一評估程式算出的誤差是多少
(B) 這份資料是否足以代表模型將服務的族群
(C) 資料共有幾列
PART 04 · 把 AI 留在迴圈裡

五個練習習慣,幫助你理解 AI 提供的建議 先備 · 學習策略

完成第一張圖後,換一個條件再練:例如只看某些年份的車,先猜圖形會怎麼變,再執行比較。修好之後,試著說明這次改動為什麼有效。

每次練習留下三句話 ① 我原本預期什麼。② 程式與資料實際顯示什麼。③ 我下一次會改哪個條件。這三句比再讀一遍完整答案更容易讓你看出還不懂哪裡。
再練一次:讀取另一份示範資料
練習讀表:另一份課程示範資料
# 檢視資料基本資訊/摘要 df.head() # Get the first 5 rows of data
預期輸出
                   A         B         C         D
2025-09-01 -0.397297 -1.061537  1.455216  0.632237
2025-09-02 -0.840037 -1.592677 -0.604842 -1.500806
2025-09-03  0.501820 -0.662466  0.146713  0.293567
2025-09-04 -1.060077 -1.010073  0.553983  0.211157
2025-09-05 -0.109702  0.236859 -0.203407  0.695861

這張表取自 Ch01 的小型示範資料,與前面的 Auto 不同。先只指出欄名、資料型態與量級;等讀 Auto 時,也用同樣的方法確認拿到什麼。

來源:Ch01-lab-zh.ipynb
PART 04 · 自我檢測

AI 已經幫你修好一段清理程式,而且能順利執行。怎樣確認你真的學會了?

(A) 把修好的版本收藏起來,下次原樣貼上
(B) 再請 AI 用更簡單的話解釋一次
(C) 改一個欄位型態或特殊值,先預測結果,再自己修改並執行
🔗 接下來讀什麼 先到 00B 環境安裝,確保每次嘗試都能真的執行;再讀 00C AI 輔助統計分析,把這個學習迴圈變成具體的分析協作流程。進入先備課程後,可依序練習 P1–P6。
EXERCISES · 練習

動手驗證:概念自測 課前 · 自我檢測

回顧本頁觀念與原 Lab 的程式,確認各個操作的意義與使用條件。

EXERCISE 1 · 公開資料搜尋

你請 AI 找到一份適合研究大學生就業的公開資料。它列了三個網址與欄位。第一輪應怎麼做?

(A) 選欄位最多的資料,資訊一定比較完整
(B) 逐一開啟官方來源,確認年份、抽樣對象、欄位定義與授權,再選資料
(C) 把三份資料合併,樣本越大越可靠
EXERCISE 2 · 文字探勘

AI 把一批訪談分成四個主題,名稱也很通順。你下一步該怎麼建立證據?

(A) 把四個主題直接當成受訪者的真實觀點
(B) 請 AI 為每個主題寫更有吸引力的名稱
(C) 抽查各主題的原文、尋找反例,並記錄分類規則與無法歸類的文本
EXERCISE 3 · 模型與報告

AI 建好模型並寫道:『特徵 A 是造成結果的主要因素,因此應立即採用這項政策。』你要怎麼處理?

(A) 只要測試分數高就保留原句
(B) 回查研究問題與資料設計,重算關鍵結果,改寫成證據能支持的主張並列出限制
(C) 把『造成』改成『相關』就可以發布
重點速查與來源

AI 時代的資料分析學習迴圈速查表 課前 · AI 學習迴圈

來源:完整書目與章節定位

本頁書目與章節定位

  • 教科書:An Introduction to Statistical Learning with Applications in Python。James、Witten、Hastie、Tibshirani、Taylor,2023。原書與下載資訊
  • AI 協作參考書:AI-Assisted Statistics for Data Scientists。Peter Bruce、Andrew Bruce、Peter Gedeck,第三版,2026。作者提供的程式與資料
    本頁對應:參考:AI 分析的限制與責任(第 11 章)。

需要核對完整公式、比較表或實作時,再展開下方速查。

查閱完整速查與延伸提醒

本頁的 Auto 情境是學習活動;以下研究用來理解 AI 協作與核對的必要性,不代表所有分析都能自動完成。書籍概念參考 Bruce、Bruce 與 Gedeck 的 AI-Assisted Statistics for Data Scientists 第三版,第 11 章(2026);完整操作流程見 00C 來源與速查。

來源本頁怎麼使用解讀限制
Drosos et al., CHIWORK 2024理解 AI 輔助資料分析中的資訊搜尋、分析策略與 sensemaking 迴圈參與式研究描述協作流程;成效的解讀限於研究中的使用者與任務
Yang et al., npj Artificial Intelligence, 2026說明 AI 可參與資料轉換、EDA、統計分析與機器學習等環節能力展示不等於每種資料、模型或決策都能無監督使用
Bermejo et al., Scientific Reports, 2025作為 AI 參與文字探勘的近期案例特定資料與研究設計的案例不能直接推廣成通用準確率
NIST AI 600-1: Generative AI Profile支持來源追溯、輸出驗證、資料治理與人工監督的風險管理觀點這是風險管理框架,不替任何個別分析背書
Ramasamy et al., Empirical Software Engineering, 2025延伸閱讀:AI 如何在 notebook 的不同資料科學步驟提供建議研究任務偏簡單,不應直接外推到複雜的完整分析流程
Zhou et al., NLP4Science 2024延伸閱讀:從標記範例產生假設,再依錯誤案例反覆更新這裡的假設指分類模式;科學或因果理論仍需要另外驗證
使用資料時的最低安全線 不要把未去識別的個資、機密研究資料或受限制資料直接貼進公開 AI 服務。先確認機構規範與服務條款;必要時只提供欄位結構、合成範例或去識別片段。無論工具多強,來源、單位、關鍵數字與對外結論都必須由人核對。
CARDS · 關鍵詞彙卡

關鍵詞彙卡:點卡片翻面 課程詞彙

詞彙卡整理本頁引用的課程 lab中常用的統計或機器學習專有名詞,正面附英文名稱。 先看正面的術語,試著說出定義,再翻面核對。可以洗牌複習,也可以搭配本章例子練習解釋。

複習:展開關鍵詞彙卡