數據收集

基礎

好數據先有好結論:先定目的,再選方法(問卷/訪問/觀察),樣本要夠大夠隨機,不可以引導人作答。

適合:中一數學 · 單元:統計與數據 · 建議學習路徑第 20/20 課

學完呢課,你會識:
  • 數據收集:收集數據的過程
  • 方法:調查、觀察、實驗
  • 調查:問人問題
數學Mathematics

1重點摘要 Summary

好數據先有好結論:先定目的,再選方法(問卷/訪問/觀察),樣本要夠大夠隨機,不可以引導人作答。

2生字卡 Vocabulary

D
Data collection數據收集

收集數據的過程。

S
Survey調查

問人問題收集數據。

Q
Questionnaire問卷

印有問題的紙。

I
Interview訪問

面對面問問題。

O
Observation觀察

看住記錄。

E
Experiment實驗

做實驗找數據。

P
Population母體

全部研究對象。

S
Sample樣本

抽出來研究的部分。

3逐步講解 Steps

  1. 1. 數據收集是什麼?數據收集是透過有計劃的方法取得資料的過程,是統計工作的第一步。例如想知道全班同學最喜歡的科目,可以逐一詢問並記錄;想知道天氣變化,可以每天記錄溫度;想知道物件的重量,可以實際量度。收集所得的原始數據是一切統計的原料:數據收集得好,之後的圖表和結論才可靠;收集時馬虎了事,之後用多精巧的方法也補救不了,所以開頭的功夫最要緊。
  2. 2. 收集數據的方法收集數據主要有三種方法,各有適用場合。調查是向人發問,適合收集意見和喜好;觀察是在現場記錄事實,適合不能或不宜發問的情況;實驗是透過操作和量度取得數據,適合需要精確數值的科學問題。選擇方法的原則是配合目的:想知同學意見用調查,想知車流量用觀察,想知植物在不同光照下的生長便用實驗。方法選錯了,收集回來的數據便答不了原本的問題。
  3. 3. 調查(Survey)調查是透過向人提問收集數據的方法,常用形式有三種:問卷把問題寫在紙上或網上,受訪者自行填寫,可以一次收集大量回應;訪問面對面提問,可以追問細節;電話調查則快捷但時間短。例如調查全班最喜歡的科目,設計一條封閉式題目「你喜歡:中文/英文/數學?」,一節課便能收回全班答案。設計問題時要中立清晰,避免引導性字眼令答案偏向某個方向。
  4. 4. 觀察(Observation)觀察是不干預對象、在旁記錄事實的收集方法。例如每小時記錄一次氣溫、記錄某個路口每五分鐘經過的車輛數目、觀察同學在午膳時間進食多少。觀察的優點是數據真實,反映自然發生的情況;缺點是耗費時間,而且天氣、人流等變數不易控制。觀察前先設計好記錄表,例如欄目寫明時間、車輛類型、數目,現場只需畫正字,事後整理便省力得多。
  5. 5. 實驗(Experiment)實驗是透過操作和控制條件來量度數據的方法,科學科最常用。例如量度不同物件的重量和長度、測試植物在不同光照下的生長高度、比較不同材料的保溫效果。實驗的優點是準確而且可以重複驗證;代價是需要器材和時間,有時條件難以完全控制。做實驗前要寫清楚步驟,量度時每個數值讀兩次取平均,記錄時連同單位一併寫下,這些細節決定數據的可信程度。
  6. 6. 母體與樣本母體是研究對象的全體,樣本是從母體中抽出來調查的部分。例如全校有 1000 名同學,母體就是全部 1000 人;若只抽出 100 人調查,這 100 人便是樣本。理想情況是調查整個母體,但人數太多時成本太高,所以常用樣本推斷母體,前提是樣本要有代表性:抽樣必須隨機,覆蓋各個級別和組別。只問校隊成員便推斷全校的運動習慣,樣本偏差太大,結論便不可信。
  7. 7. 數據整理收集回來的數據要整理才能看出意義。例如全班最喜歡科目的統計:中文 25 人、英文 20 人、數學 30 人。整理方法有三:用棒形圖把各項數目畫成高低分明的長條,方便比較;用圓形圖表示各部分佔整體的比例,例如數學佔 30 / 75 = 40%;計算平均數了解整體水平。整理之後,誰多誰少一目了然,報告也更有說服力;未經整理的原始名單,別人很難讀出任何結論。

4圖解 Diagrams

統計專題五步:由問到答 Data project in 5 steps1定題目what to ask2收數據collect3整理tally table4畫圖draw chart5落結論conclude例:全班最鍾意邊種運動?→ 舉手統計 → 劃正字計數 → 畫棒形圖→ 結論要答返題目:「籃球最多,佔全班 1/3」——唔好淨係話咗個圖就算收數據要公平:問法唔可以引導人(「你係咪都鍾意籃球呀?」就唔得)
圖 1:統計專題五步

5例題示範 Example

例題:想知道全校學生最喜歡的運動,哪個方法最好?A. 問自己班 5 個同學;B. 只問校隊成員;C. 每級隨機抽 20 人做問卷。

  1. 方法 A 只問自己班 5 個同學:樣本只得 5 人,數量太少,而且只來自一個班級,代表性嚴重不足。
  2. 方法 B 只問校隊成員:他們全是運動愛好者,偏好必然偏向運動項目,樣本有明顯偏差。
  3. 方法 C 每級隨機抽 20 人:6 個級別共 120 人,樣本夠大,隨機抽取,並且覆蓋每一級。
  4. 比較三個方法:只有 C 同時滿足樣本大、隨機、覆蓋全面三個條件,最能代表全校。
  5. 答案:選 C。好的樣本必須同時具備三大條件:數量夠大、抽樣隨機、覆蓋母體的每個部分。C 每級抽 20 人共 120 人,三個條件齊備;A 樣本太小,B 偏差明顯,都會令調查結果無法代表全校。

6常見錯誤 Mistakes

✗ 不知點收集數據。
✓ 用調查、觀察或實驗。
✗ 母體同樣本弄錯。
✓ 母體 = 全部;樣本 = 部分。
✗ 收集後不整理。
✓ 收集後要整理。
✗ 用錯方法。
✓ 看情形選方法。

75 題快測 Quick check

Q1問人問題收集數據叫什麼?

Q2看住記錄叫什麼?

Q3做實驗量度叫什麼?

Q4全部研究對象叫什麼?

Q5抽出來研究的部分叫什麼?

8重點回顧 Recap

  • 數據收集:收集數據的過程
  • 方法:調查、觀察、實驗
  • 調查:問人問題
  • 母體:全部;樣本:部分
  • 收集後要整理(畫圖、計平均)

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