113 司法特考三等 心理測驗員類科 心理及教育統計學 考古題詳解

113 年・司法特考・三等・心理測驗員類科
試題代碼 心理及教育統計學

第 一 題25 分

請說明在統計圖表的製作過程中,常見的錯誤與應有的正確作法為何?

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核心觀念

本題考查統計圖表的正確呈現原則:圖表應忠實反映資料,讓讀者容易讀取、比較與解釋;圖表的形式、座標尺度及標示方式,都不應扭曲資料所呈現的訊息。作圖前須先確認變項的測量尺度、資料類型與呈現目的,再選擇適當圖形。

解題方法:依製圖流程掌握常見錯誤

一、選擇合適的圖形

  • **常見錯誤:**不分資料型態,一律使用同一種圖;例如以圓餅圖呈現連續變項的分布,或以折線圖連接彼此無順序的類別。
  • **正確作法:**依資料性質與目的選圖。類別資料可用長條圖;連續資料的分布可用直方圖、次數多邊形或盒鬚圖;時間序列或具有自然順序的資料適合用折線圖;呈現整體各部分的比例時可使用圓餅圖,但各部分須互斥且合計為整體。

二、設置座標軸與尺度

  • **常見錯誤:**縱軸刻度不等距、未標示刻度單位,或任意截斷縱軸,使差異看起來被放大或縮小。長條圖縱軸若不從零起算,長條長度可能誇大組間差距。
  • **正確作法:**座標軸須標示變項名稱、單位與刻度;刻度間距保持一致。長條圖的縱軸原則上從零開始。若因呈現細微變化而截斷座標軸,須清楚標示截斷位置,並避免造成誤導。

三、呈現類別與數值

  • **常見錯誤:**長條圖各柱寬度或間距不一致;直方圖的組距不等卻只比較柱高;類別順序任意排列;圖例與資料系列對應不清。
  • **正確作法:**長條圖各柱寬度一致、柱間留有間隔;類別依邏輯順序排列,例如由低至高、依時間先後或依資料分類。直方圖的長條相連,以柱面積代表次數或頻率;組距不等時,應以頻數密度作為柱高,使柱面積仍對應頻數。
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第 二 題25 分

某次理化試題很難,導致學生的平均成績普遍不及格。任課教師決定將所任教的三個班級的每位學生成績乘以 1.61.6,作為繳交成績單的依據。其中,已知甲班平均成績為 4040 分、標準差 1010 分,乙班平均成績為 3636 分、標準差 66 分,丙班平均成績為 5656 分、標準差 88 分。

請問:調整成績後,各班的平均值與標準差為何?又哪一個班級學生的理化科成績個別差異程度最小?並說明分析與推理過程。

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核心觀念

本題考「資料線性轉換」對平均數與標準差的影響。若每位學生的原始成績 XX 都乘上常數 aa,調整後成績為 Y=aXY=aX,則:

Yˉ=aXˉ,sY=∣a∣sX\bar{Y}=a\bar{X}, \qquad s_Y=|a|s_X

平均數會乘以 aa;標準差則乘以 ∣a∣|a|,因為標準差衡量的是偏離平均數的距離,不能為負。

解題方法

題目將各班每位學生的成績乘以 1.61.6,因此各班平均數與標準差都乘以 1.61.6:

  • 甲班:平均數 40×1.6=6440\times1.6=64 分;標準差 10×1.6=1610\times1.6=16 分。
  • 乙班:平均數 36×1.6=57.636\times1.6=57.6 分;標準差 6×1.6=9.66\times1.6=9.6 分。
  • 丙班:平均數 56×1.6=89.656\times1.6=89.6 分;
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第 三 題25 分

某心理學家想瞭解恆毅力(Grit)是否有性別差異存在。他從某個公開的大型資料庫中,隨機抽取男性受試者 100100 名、女性受試者 125125 名,並使用某個恆毅力量表測得男性的平均恆毅力分數為 6060、抽樣標準誤為 2020,女性的平均恆毅力分數為 6464、抽樣標準誤為 2525。

請問:該心理學家的結論為何?並說明計算與推理過程。

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核心觀念

本題要判斷男性與女性的平均恆毅力分數是否有差異,屬於兩個獨立樣本平均數差異的雙尾檢定。題目已提供兩組平均數與各自的抽樣標準誤,因此可直接計算平均數差異的標準誤,並以標準常態分配進行檢定。

設男性與女性的母群平均數分別為 μm\mu_m、μf\mu_f,假設為:

H0:μm−μf=0H1:μm−μf≠0H_0:\mu_m-\mu_f=0 \qquad H_1:\mu_m-\mu_f\ne 0

題目沒有指定顯著水準,以下採用常見的 α=.05\alpha=.05。

解題方法與計算

兩組樣本來自不同性別的受試者,視為獨立樣本。兩個樣本平均數差異的標準誤為:

SEXˉm−Xˉf=SEm2+SEf2=202+252=1025≈32.02SE_{\bar X_m-\bar X_f} =\sqrt{SE_m^2+SE_f^2} =\sqrt{20^2+25^2} =\sqrt{1025} \approx 32.02

觀察到的平均數差異為:

Xˉm−Xˉf=60−64=−4\bar X_m-\bar X_f=60-64=-4

因此檢定統計量為:

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第 四 題25 分

某心理學家想瞭解學生的考試成績 XX,是否與其考試焦慮程度 YY 有關。他自某班級隨機抽樣 2020 名學生,並以自陳量表(self-report)方式測得其考試成績(及格者編碼為 11,不及格者編碼為 00)與考試焦慮程度(自覺焦慮者編碼為 11,自覺不焦慮者編碼為 00)的資料如下表所示。

請問:學生的考試成績和考試焦慮程度之間有無關聯存在?並說明計算過程及推理結果,在解釋結果時須注意哪些事項?

學生編號1234567891011121314151617181920
XX11110110110110110110
YY10110010110110101110

註:α=0.05\alpha=0.05 的卡方分配查表臨界值:

χ2=3.841,df=1\chi^2=3.841,\quad df=1 χ2=5.991,df=2\chi^2=5.991,\quad df=2 χ2=7.815,df=3\chi^2=7.815,\quad df=3 χ2=9.488,df=4\chi^2=9.488,\quad df=4
🖼️ 本題原卷含圖表。基於試題來源之版權考量,本站不轉載原卷影像; 題目文字已完整轉錄,圖表請自行參閱考選部公告之試題原檔。

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核心觀念

本題考查兩個類別變項之間是否具有關聯,應使用「列聯表卡方獨立性檢定」。

  • 考試成績 XX:及格 =1=1、不及格 =0=0
  • 考試焦慮程度 YY:焦慮 =1=1、不焦慮 =0=0
  • 虛無假設 H0H_0:XX 與 YY 相互獨立,兩者無關聯。
  • 對立假設 H1H_1:XX 與 YY 不獨立,兩者具有關聯。

卡方統計量為

χ2=∑(O−E)2E\chi^2=\sum\frac{(O-E)^2}{E}

其中 OO 為觀察次數,EE 為期望次數:

Eij=(列邊際總數)(欄邊際總數)NE_{ij}=\frac{(\text{列邊際總數})(\text{欄邊際總數})}{N}

本題為 2×22\times2 列聯表,因此自由度為

df=(2−1)(2−1)=1df=(2-1)(2-1)=1

解題方法

一、建立觀察次數列聯表

依題目資料整理如下:

Y=1Y=1 焦慮Y=0Y=0 不焦慮合計
X=1X=1 及格11314
X=0X=0 不及格156
合計12820

例如,X=1,Y=1X=1,Y=1 的學生共有 11 人;X=0,Y=1X=0,Y=1 的學生有 1 人。

二、計算期望次數

各格期望次數為:

E11=14×1220=8.4E_{11}=\frac{14\times12}{20}=8.4 E12=14×820=5.6E_{12}=\frac{14\times8}{20}=5.6 E21=6×1220=3.6E_{21}=\frac{6\times12}{20}=3.6 E22=6×820=2.4E_{22}=\frac{6\times8}{20}=2.4

因此期望次數表為:

Y=1Y=1Y=0Y=0
X=1X=18.45.6
X=0X=03.62.4

三、計算卡方統計量

χ2=(11−8.4)28.4+(3−5.6)25.6+(1−3.6)23.6+(5−2.4)22.4=0.805+1.207+1.878+2.817=6.707\begin{aligned} \chi^2 &=\frac{(11-8.4)^2}{8.4} +\frac{(3-5.6)^2}{5.6} +\frac{(1-3.6)^2}{3.6} +\frac{(5-2.4)^2}{2.4}\\ &=0.805+1.207+1.878+2.817\\ &=6.707 \end{aligned}

四、進行統計推論

顯著水準為 α=0.05\alpha=0.05,自由度 df=1df=1 時,臨界值為

χ.05,12=3.841\chi^2_{.05,1}=3.841

由於

6.707>3.8416.707>3.841

故拒絕虛無假設 H0H_0。

因此,在顯著水準 0.050.05 下,學生的考試成績與考試焦慮程度之間具有顯著關聯。

關聯方向與程度

由觀察比例可知:

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