2025年大學認知科學與技術(shù)專業(yè)題庫——認知科學與技術(shù)的數(shù)據(jù)分析考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請將正確選項的字母填在題干后的括號內(nèi)。）1.在認知科學研究中，研究者希望了解不同學習方式（視覺、聽覺）對記憶效果的影響，最適合采用哪種研究設計？(A)相關(guān)設計(B)準實驗設計(C)完全隨機實驗設計(D)單組前測后測設計2.對于包含大量缺失值的數(shù)據(jù)集，以下哪種方法通常不適用于直接處理？(A)刪除含有缺失值的樣本(B)刪除含有缺失值的變量(C)基于均值/中位數(shù)/眾數(shù)的插補(D)使用復雜的多重插補模型3.某研究者測量了學生在進行一項視覺搜索任務時的反應時（毫秒）和正確率（百分比），這兩個變量屬于：(A)分類變量(B)順序變量(C)比例變量(D)名義變量4.在進行兩組（例如，實驗組vs控制組）均值差異的顯著性檢驗時，如果兩組數(shù)據(jù)存在顯著異質(zhì)性（方差不同），通常優(yōu)先考慮使用哪種檢驗方法？(A)配對樣本t檢驗(B)獨立樣本t檢驗(C)Wilcoxon秩和檢驗(D)方差分析（ANOVA）5.下列哪項不是描述統(tǒng)計的主要功能？(A)提煉數(shù)據(jù)的主要特征(B)檢驗統(tǒng)計假設(C)探索變量之間的關(guān)系(D)用概括性指標（如均值、標準差）總結(jié)數(shù)據(jù)集6.因子分析主要用于：(A)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中的隱藏模式或類別(B)描述單個變量的分散程度(C)探索多個變量之間的關(guān)系，并試圖將其解釋為更少數(shù)量的潛在因子(D)對數(shù)據(jù)進行排序或分類7.在認知神經(jīng)科學實驗中，研究者收集了同一被試在不同認知負荷條件下執(zhí)行任務時的腦電（EEG）數(shù)據(jù)。為了比較不同條件下的EEG信號差異，最適合采用哪種分析方法？(A)獨立樣本t檢驗(B)相關(guān)分析(C)重復測量方差分析（RepeatedMeasuresANOVA）(D)聚類分析8.邏輯回歸主要用于解決什么類型的問題？(A)預測連續(xù)型結(jié)果變量(B)預測二元（是/否）結(jié)果變量(C)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中的隱藏結(jié)構(gòu)(D)對數(shù)據(jù)進行降維9.某研究者想評估一個干預措施對認知能力（如工作記憶）的影響，收集了干預前后被試的工作記憶得分。這種研究設計最適合采用什么方法來分析數(shù)據(jù)？(A)獨立樣本t檢驗(B)簡單線性回歸(C)配對樣本t檢驗(D)Pearson相關(guān)系數(shù)10.在使用主成分分析（PCA）進行數(shù)據(jù)降維時，新產(chǎn)生的每個主成分都是原變量組合的：(A)獨立隨機變量(B)加權(quán)和(C)互為倒數(shù)的關(guān)系(D)原變量的簡單平均二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填在橫線上。）1.統(tǒng)計推斷的目的是根據(jù)______樣本的信息來推斷______的總體特征。2.在進行數(shù)據(jù)分析前，必須對數(shù)據(jù)進行______，包括處理缺失值、異常值以及進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等步驟。3.衡量數(shù)據(jù)離散程度的常用指標有______、______和______。4.研究者想要檢驗三個不同教學策略（策略A、B、C）對學習成績的影響是否存在差異，應采用______進行統(tǒng)計分析。5.交叉表（ContingencyTable）主要用于分析兩個或多個______變量之間的關(guān)系。6.時間序列分析常用于研究隨______變化的數(shù)值序列，并試圖發(fā)現(xiàn)其______或趨勢。7.結(jié)構(gòu)方程模型（SEM）是一種綜合了______和路徑分析的統(tǒng)計模型，能夠檢驗變量間復雜的理論假設。8.在機器學習的分類任務中，模型的目的是學習一個將輸入特征映射到______的函數(shù)。9.數(shù)據(jù)可視化的基本原則包括______、______和有效傳達信息。10.在評估一個預測模型的擬合優(yōu)度時，常用的統(tǒng)計指標包括______和______。三、簡答題（每題5分，共15分。）1.簡述假設檢驗中“第一類錯誤”和“第二類錯誤”的含義，并說明它們分別代表了什么風險。2.解釋什么是“共線性問題”，并簡述它在多元回歸分析中可能產(chǎn)生什么影響。3.在認知科學研究中，為什么實驗設計（尤其是控制變量的引入）對于數(shù)據(jù)分析結(jié)果的有效性至關(guān)重要？四、計算題（共15分。）假設某研究者想探究不同睡眠時長（短睡眠：4小時，中睡眠：8小時，長睡眠：12小時）對大學生注意力測試得分的影響。隨機抽取了30名大學生參與實驗，每個睡眠時長組各10人，測試得分如下（數(shù)據(jù)僅為示例）：短睡眠組得分：65,70,68,72,66,71,69,74,67,73中睡眠組得分：78,82,80,79,81,83,77,84,80,82長睡眠組得分：88,90,87,89,86,91,85,92,87,90請根據(jù)上述數(shù)據(jù)，回答以下問題：（注意：此處僅為示意，實際計算需按標準步驟進行，此處不要求寫出詳細計算過程，但需展示計算結(jié)果和分析。）（1）描述性統(tǒng)計：計算每個睡眠組得分的基本統(tǒng)計量（均值、標準差、最小值、最大值）。（4分）（2）假設檢驗：請?zhí)岢隽慵僭O和備擇假設，并使用適當?shù)慕y(tǒng)計方法檢驗三種睡眠時長組的注意力測試得分是否存在顯著差異。（6分）（3）結(jié)果解釋：如果得分存在顯著差異，請簡要解釋這些結(jié)果可能意味著什么，并指出進一步分析的方向。（5分）五、綜合應用題（共20分。）某研究團隊試圖理解社交媒體使用時間與青少年焦慮水平之間的關(guān)系。他們收集了100名青少年的數(shù)據(jù)，包括每周社交媒體使用時長（小時）、焦慮自評量表得分（分數(shù)越高表示焦慮水平越高），以及性別（男/女）信息。研究者假設社交媒體使用時間越長，焦慮水平越高，并且性別可能調(diào)節(jié)（影響）這一關(guān)系。請根據(jù)上述研究情境，回答以下問題：（1）如果要檢驗“社交媒體使用時間與焦慮水平是否正相關(guān)”，應選擇哪種統(tǒng)計方法？為什么？（5分）（2）研究者如何處理性別變量在這個關(guān)系中的作用？可以采用哪些統(tǒng)計方法？（6分）（3）假設通過分析發(fā)現(xiàn)，社交媒體使用時間與焦慮水平之間存在顯著的正相關(guān)，但性別調(diào)節(jié)效應不顯著。請簡要描述這些發(fā)現(xiàn)，并討論其潛在的心理機制或現(xiàn)實意義。（9分）試卷答案一、選擇題1.C2.B3.C4.D5.B6.C7.C8.B9.C10.B解析：1.C:完全隨機實驗設計能控制無關(guān)變量，并隨機分配被試到不同組，最適合比較不同學習方式的效果。2.B:刪除含有缺失值的變量會丟失大量信息，通常不作為首選方法。3.C:反應時和焦慮得分都是連續(xù)性的數(shù)值變量，可以精確測量并有大小順序，屬于比例變量。4.D:當兩組方差顯著不同時，使用ANOVA或進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換是更穩(wěn)健的選擇，而獨立樣本t檢驗要求數(shù)據(jù)正態(tài)分布且方差齊性。5.B:檢驗統(tǒng)計假設是假設檢驗的功能，描述統(tǒng)計主要是總結(jié)和描述數(shù)據(jù)特征。6.C:因子分析的核心目的是降維，通過少數(shù)潛在因子解釋多個觀測變量的協(xié)方差或相關(guān)關(guān)系。7.C:重復測量方差分析適用于同一被試在多個條件下被測量的設計，以比較不同條件下的均值差異。8.B:邏輯回歸是用于預測二元結(jié)果（如通過/失敗，喜歡/不喜歡）的統(tǒng)計方法。9.C:配對樣本t檢驗適用于比較同一組被試在兩個不同時間點（如干預前后）的得分差異。10.B:主成分是原始變量的線性組合，通過最大化方差來構(gòu)建，是加權(quán)和。二、填空題1.樣本，總體2.預處理3.極差，方差，標準差4.單因素方差分析（ANOVA）5.分類6.時間，周期性7.回歸8.類別（或標簽）9.清晰性，準確性10.R方（或決定系數(shù)），調(diào)整R方三、簡答題1.第一類錯誤（α錯誤）是指研究者拒絕了實際上正確的零假設，即錯誤地認為發(fā)現(xiàn)了某種效應或差異。第二類錯誤（β錯誤）是指研究者未能拒絕實際上錯誤的零假設，即錯誤地認為沒有發(fā)現(xiàn)某種效應或差異。第一類錯誤的風險在于得出虛假陽性的結(jié)論，第二類錯誤的風險在于遺漏真實的效應或差異。2.共線性問題指多元回歸分析中，兩個或多個自變量之間存在高度線性相關(guān)的關(guān)系。它會影響模型的穩(wěn)定性（系數(shù)估計值變動大），使得難以確定每個自變量的獨立影響，并可能導致系數(shù)估計符號與預期相反。3.實驗設計通過控制無關(guān)變量，確保研究結(jié)果的因果關(guān)系可信。合理的控制可以排除其他因素對結(jié)果的干擾，使研究者能夠更準確地判斷自變量（如不同教學策略）是否對因變量（如學習成績）產(chǎn)生了影響。沒有良好實驗設計，數(shù)據(jù)分析結(jié)果可能混淆了多種因素的作用，導致結(jié)論不可靠。4.（計算題部分省略解析，實際評分依據(jù)標準計算過程和結(jié)果）（1）解析：分別計算三個組別的均值、標準差、最小值和最大值。（2）解析：零假設H0:三個組的均值相等；備擇假設H1:至少有兩個組的均值不等。使用單因素方差分析（ANOVA）進行檢驗。（3）解析：如果ANOVA結(jié)果顯著，說明至少有一個組的均值與其他組不同。需要進一步進行多重比較（如TukeyHSD檢驗）來確定哪些組之間存在差異。結(jié)果可能表明不同睡眠時長對注意力有不同影響，為理解睡眠與認知功能的關(guān)系提供證據(jù)。四、綜合應用題（此處提供要點，非完整步驟）（1）解析：應選擇Pearson相關(guān)系數(shù)。因為社交媒體使用時長和焦慮得分都是連續(xù)變量，Pearson相關(guān)系數(shù)用于測量兩個連續(xù)變量之間的線性關(guān)系強度和方向。（2）解析：研究者可以通過加入性別作為調(diào)節(jié)變量（交互項）進行回歸分析或構(gòu)建交互作用圖來檢驗性別是否調(diào)節(jié)了社交媒