2025年大學統(tǒng)計學期末考試題庫——統(tǒng)計學可視化在心理學中的應用試題考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分）1.在心理學研究中，用于展示不同類別變量頻數(shù)或百分比分布的最常用圖表是？A.散點圖B.折線圖C.柱狀圖D.箱線圖2.當研究者想考察兩個連續(xù)型變量之間是否存在線性關系時，最適合使用的可視化圖表是？A.柱狀圖B.餅圖C.散點圖D.箱線圖3.在展示一組數(shù)據(jù)的分布情況時，箱線圖能夠有效地顯示該組數(shù)據(jù)的？A.平均水平和離散程度B.趨勢變化和周期性C.數(shù)據(jù)的眾數(shù)和中位數(shù)D.數(shù)據(jù)的偏態(tài)和峰態(tài)4.以下哪種情況不適合使用餅圖來展示數(shù)據(jù)？A.展示不同情緒狀態(tài)在樣本中的占比B.比較不同年份的研究經費投入比例C.顯示不同治療方法的康復人數(shù)構成D.表達各類別數(shù)據(jù)占總體的百分比構成，且類別較少5.在心理學實驗中，若要比較不同實驗組在某個連續(xù)型變量上的均值差異，并希望直觀展示均值的波動范圍，誤差棒圖（ErrorBarPlot）是較好的選擇。它通常能同時展示？A.樣本量、標準差和標準誤B.均值、中位數(shù)和四分位距C.均值、標準差和置信區(qū)間D.樣本量、方差和偏度6.對于包含缺失值的數(shù)據(jù)集，在進行可視化時，一種常用的處理方法是？A.忽略包含缺失值的觀測值，僅繪制完整的數(shù)據(jù)點B.用一個特殊符號（如空格或NA標記）表示缺失值的位置C.將缺失值統(tǒng)一視為最小值或最大值進行繪制D.必須先進行數(shù)據(jù)清洗填補缺失值后再可視化7.統(tǒng)計學可視化的核心目標之一是？A.美化圖表外觀，使其更符合審美B.盡可能復雜地展示所有數(shù)據(jù)細節(jié)C.以清晰、準確、高效的方式傳達數(shù)據(jù)信息D.避免使用任何可能引起誤解的顏色或標度8.在使用折線圖展示時間序列數(shù)據(jù)時，X軸通常代表？A.比例或百分比B.類別或分組C.時間或順序D.數(shù)值大小或等級9.當數(shù)據(jù)呈現(xiàn)明顯的偏態(tài)分布時，若想更好地展示數(shù)據(jù)的集中趨勢，除了計算中位數(shù)外，在可視化時可以采用？A.對數(shù)據(jù)進行對數(shù)轉換后再繪制B.使用對稱的圖表類型，如散點圖C.調整Y軸的起始值，使其更接近集中趨勢D.必須結合箱線圖和直方圖同時展示10.下列哪項是創(chuàng)建有效統(tǒng)計圖表的基本原則？A.使用盡可能多的裝飾元素（如漸變色、復雜紋理）B.確保圖表的標題清晰、準確地反映內容C.為了突出某個趨勢，故意選擇不合適的標度范圍D.圖例應放置在圖表的右上角，無論是否干擾視線二、簡答題（每小題5分，共25分）1.簡述在心理學研究中，使用柱狀圖（BarChart）與使用餅圖（PieChart）各有何優(yōu)勢？分別適用于哪些類型的數(shù)據(jù)或場景？2.解釋什么是“數(shù)據(jù)到圖形的視覺編碼”？請列舉至少三種常見的視覺編碼方式，并說明它們各自可以傳達哪些數(shù)據(jù)信息。3.在心理學的實驗數(shù)據(jù)分析中，比較兩組（或多組）獨立樣本的均值時，除了使用圖表，常用的統(tǒng)計檢驗方法有哪些？請至少列舉兩種，并簡述其基本原理或適用條件。4.為什么說“圖表會說話，但可能會說謊”？請結合一個可能存在的誤導性圖表設計或呈現(xiàn)方式，分析其可能產生的誤導效果及其原因。5.對于包含兩個連續(xù)型自變量和一個連續(xù)型因變量的數(shù)據(jù)，如果要進行可視化探索，除了散點圖矩陣，還可以考慮哪些其他類型的圖表？請說明各自的目的和適用情況。三、操作題/編程題（共35分）假設你是一名心理學研究者，收集了以下簡化數(shù)據(jù)集，用于探究不同類型的干預措施（干預A、干預B、無干預）對焦慮水平（焦慮得分，連續(xù)變量）的影響。數(shù)據(jù)集結構如下：|序號|干預措施|焦慮得分||------|----------|----------||1|干預A|35||2|干預A|42||3|干預A|38||4|干預A|45||5|干預B|40||6|干預B|38||7|干預B|43||8|干預B|36||9|無干預|52||10|無干預|58||11|無干預|49||12|無干預|63|請根據(jù)以下要求，使用你熟悉的統(tǒng)計軟件（如SPSS、R、Python等）或繪圖工具完成操作，并描述你的步驟和結果（無需實際代碼或截圖，只需文字描述操作步驟和預期結果）。（若選擇使用統(tǒng)計軟件，請描述在軟件中如何操作；若選擇編程語言，請描述核心代碼邏輯和功能）1.創(chuàng)建圖表：繪制一個柱狀圖，展示三種干預措施組別下焦慮得分的均值。請說明你選擇柱狀圖的原因，并描述如何設置圖表以清晰地展示均值比較信息。2.增強圖表：在上一步繪制的柱狀圖基礎上，為每個柱狀條添加誤差棒，展示均值的標準誤。請說明添加誤差棒的意義，并描述如何設置以使其信息傳達清晰、準確。3.探索關系：繪制一個散點圖，展示“焦慮得分”與“干預措施”（將其編碼為數(shù)字，如A=1,B=2,無=3）之間的關系。請說明選擇散點圖的原因，并描述你預期從圖表中可以觀察到哪些信息。4.綜合分析：假設你還收集了參與者的“年齡”（連續(xù)變量）數(shù)據(jù)。請描述如果你還想探索“干預措施”與“焦慮得分”的關系是否受到“年齡”的調節(jié)（即不同年齡組的效果是否不同），你會考慮使用哪些可視化方法？并簡要說明如何操作和解讀這些圖表。試卷答案一、選擇題（每小題2分，共20分）1.C*解析：柱狀圖適合展示分類變量的頻數(shù)或集中趨勢（如均值），能夠清晰比較不同類別之間的差異。餅圖主要用于展示構成比例。2.C*解析：散點圖是展示兩個連續(xù)變量之間關系（包括線性關系）最直觀的圖表，點的分布模式可以反映變量間的相關程度和方向。3.A*解析：箱線圖通過中位數(shù)、四分位數(shù)和異常值等信息，有效地展示了數(shù)據(jù)的中心位置（平均水平）和離散程度（波動范圍）。4.B*解析：餅圖適用于類別數(shù)量較少（通常建議不超過5-6類）且各類占比有實際意義的情況。當類別過多或數(shù)據(jù)差異懸殊時，餅圖會難以閱讀。比較年份的經費投入比例更適合使用柱狀圖或折線圖。5.C*解析：誤差棒圖通常包含誤差線，其中最常見的是表示均值的標準誤（StandardErroroftheMean,SEM），有時也表示標準差（StandardDeviation,SD）或置信區(qū)間（ConfidenceInterval,CI），它能幫助判斷組間均值的差異是否具有統(tǒng)計學意義。6.B*解析：在可視化時，用特殊符號標記缺失值的位置是一種常見的做法，可以提醒觀察者數(shù)據(jù)的不完整性，避免誤解。7.C*解析：統(tǒng)計可視化的核心在于有效地將復雜的數(shù)據(jù)信息轉化為易于理解的形式，輔助決策或發(fā)現(xiàn)規(guī)律。8.C*解析：折線圖的核心功能是展示數(shù)據(jù)隨時間或其他有序變量的變化趨勢。9.A*解析：對數(shù)轉換可以緩解數(shù)據(jù)偏態(tài)帶來的影響，使數(shù)據(jù)分布更接近正態(tài)，從而在可視化時（如使用箱線圖或散點圖）更好地反映數(shù)據(jù)的集中趨勢。10.B*解析：清晰的標題是圖表有效傳達信息的基礎，必須準確概括圖表內容。其他選項描述的做法可能存在誤導性或并非最佳實踐。二、簡答題（每小題5分，共25分）1.柱狀圖的優(yōu)勢在于能夠清晰地比較不同類別之間的數(shù)值大?。ㄈ缇怠⒅形粩?shù)、頻數(shù)等），適用于展示分類數(shù)據(jù)的分布和組間差異。它結構簡單，易于理解。餅圖的優(yōu)勢在于能直觀展示各部分在整體中所占的比例或構成。適用于類別數(shù)量較少且需要強調部分與整體關系的情況。柱狀圖更適合比較，餅圖更適合展示構成。2.數(shù)據(jù)到圖形的視覺編碼是指將數(shù)據(jù)變量（數(shù)值、類別等）轉化為圖形元素（如點的位置、長度、面積、顏色、形狀等）的過程。常見的視覺編碼方式包括：*位置編碼：如在坐標軸上用點的位置表示數(shù)值大小，位置越高或越靠右通常代表數(shù)值越大。可用于表示數(shù)值、等級、排名等。*長度/高度編碼：如柱狀圖或條形圖中柱子的長度、折線圖中的線段高度表示數(shù)值大小。這是最常用的編碼方式之一。*面積編碼：如餅圖中的扇區(qū)面積、氣泡圖中的氣泡大小表示數(shù)值大小。相對長度編碼，面積編碼更容易產生誤導。*顏色編碼：用不同的顏色代表不同的類別、分組，或用顏色的深淺、飽和度表示數(shù)值的大小或等級。需謹慎使用，避免顏色混淆。*形狀編碼：用不同的形狀代表不同的類別或分組，常與顏色結合使用。*角度編碼：如餅圖中的扇區(qū)角度表示比例。這些編碼方式可以傳達數(shù)據(jù)的數(shù)值大小、類別歸屬、順序關系、分布模式等信息。3.常用的統(tǒng)計檢驗方法包括：*獨立樣本t檢驗（IndependentSamplest-test）：用于比較兩個獨立組別在某個連續(xù)變量上的均值是否存在顯著差異。適用于兩組樣本量較?。ㄍǔＣ拷M小于30）且數(shù)據(jù)大致符合正態(tài)分布或方差齊性的情況。*單因素方差分析（One-WayANOVA）：用于比較三個或以上獨立組別在某個連續(xù)變量上的均值是否存在顯著差異。適用于多個組別的比較。*除了圖表，這些檢驗提供了統(tǒng)計顯著性水平（p值），幫助判斷組間差異是否可能由抽樣誤差引起。4.圖表可能會說謊是因為可視化設計的選擇和呈現(xiàn)方式可能扭曲或誤導數(shù)據(jù)的真實情況。例如：*不當?shù)淖鴺溯S標度：如將Y軸起始值設置得很高，或者不顯示Y軸的零點，會人為地夸大數(shù)據(jù)的差異。*選擇性地展示數(shù)據(jù)：只展示對自己有利的數(shù)據(jù)系列或時間段，忽略不利數(shù)據(jù)。*使用易產生誤導的圖表類型：如用面積圖展示比例時，小的百分比差異可能因為面積差異而被過度放大。*不清晰的圖表元素：圖例模糊、標簽不清、過多無關的裝飾元素會干擾信息的解讀。*cherry-picking：只選擇符合預期的數(shù)據(jù)點進行展示，忽略不符合的數(shù)據(jù)。這些做法都可能導致觀眾對數(shù)據(jù)產生錯誤的認知。5.除了散點圖矩陣，還可以考慮：*箱線圖矩陣（BoxPlotMatrix）：可以同時展示多個分組變量（包括連續(xù)型自變量和因變量）在不同水平下的數(shù)據(jù)分布（箱線圖），便于比較多個組別的中心趨勢、離散程度和分布形狀。適用于探索多變量關系。*平行坐標圖（ParallelCoordinatesPlot）：當數(shù)據(jù)包含多個連續(xù)型變量時，可以用平行坐標圖展示每個觀測點在所有變量上的取值，便于發(fā)現(xiàn)變量間的關聯(lián)模式和異常值。*熱圖（Heatmap）：如果數(shù)據(jù)是數(shù)值型的矩陣（例如，行代表觀測點，列代表不同連續(xù)型自變量及其水平組合，值是因變量），可以用熱圖展示單元格的數(shù)值大小，顏色深淺代表數(shù)值高低，可以直觀看出變量間和變量水平組合與因變量的關系強度和模式。三、操作題/編程題（共35分）（以下為文字描述操作步驟和預期結果，無需實際代碼或截圖）1.創(chuàng)建圖表：*操作步驟（SPSS）：將數(shù)據(jù)錄入SPSS。選擇“圖形”->“舊對話框”->“柱狀圖”。選擇“簡單”模式，勾選“比較均值”。將“焦慮得分”移入“數(shù)值變量”框，將“干預措施”移入“類別軸”框。點擊“確定”。*操作步驟（R/Python）：使用相應庫（如R中的`ggplot2`或Python中的`matplotlib`/`seaborn`）加載數(shù)據(jù)。指定`焦慮得分`為數(shù)值變量，`干預措施`為分類型變量。使用`geom_bar()`（ggplot2）或類似函數(shù)（matplotlib/seaborn）繪制柱狀圖，通常`geom_bar()`會默認計算并顯示均值。設置坐標軸標簽（X軸為“干預措施”，Y軸為“焦慮得分均值”）和圖表標題（如“不同干預措施組的焦慮得分均值”）。*預期結果：將生成一個柱狀圖，X軸顯示“干預A”、“干預B”、“無干預”三個組別，Y軸表示焦慮得分的均值。每個組別對應一個柱狀條，柱狀條的高度代表該組焦慮得分的均值。圖表應清晰展示三組均值的相對高低和差異。*選擇原因：柱狀圖適合比較不同類別（干預措施）的集中趨勢（均值）。2.增強圖表：*操作步驟（SPSS）：在上述生成的柱狀圖窗口中，點擊“元素屬性”。勾選“誤差條”。在“誤差條類型”中選擇“均值的標準誤”。調整樣式和標簽。*操作步驟（R/Python）：在繪制柱狀圖的基礎上，添加誤差線層。使用`geom_errorbar()`（ggplot2）或類似函數(shù)（matplotlib/seaborn），指定數(shù)據(jù)、映射關系（將`干預措施`映射到X，`焦慮得分均值`和`焦慮得分標準誤`映射到Y和Y誤差范圍），并設置誤差類型為“標準誤”。確保誤差線與對應的柱狀條對齊。*預期結果：每個柱狀條上方將添加一條垂直的誤差線，延伸到均值加減一個標準誤的位置。誤差棒直觀地顯示了每組均值估計的不確定性（抽樣誤差）范圍，有助于判斷組間均值差異的可靠性。*意義：添加誤差棒可以提供關于均值變異性和組間差異統(tǒng)計學意義的信息補充。3.探索關系：*操作步驟（SPSS）：選擇“圖形”->“舊對話框”->“散點圖/點圖”。選擇“簡單散點圖”。將“焦慮得分”移入“Y-Axis”框，將“干預措施”移入“X-Axis”框。點擊“確定”。*操作步驟（R/Python）：使用`geom_point()`（ggplot2）或類似函數(shù)（matplotlib/seaborn）繪制散點圖。將`焦慮得分`指定為Y軸變量，`干預措施`（編碼為數(shù)字1,2,3）指定為X軸變量。設置坐標軸標簽和標題。*預期結果：將生成一個散點圖，X軸代表干預措施的三個水平（編碼為1,2,3），Y軸代表焦慮得分。圖表將顯示每個干預組中參與者的焦慮得分散點?？梢杂^察不同組別焦慮得分的整體分布模式、中心位置、離散程度以及是否存在異常值。例如，可能觀察到干預A和B組的焦慮得分整體上低于無干預組，或者各組內部存在一定的個體差異。*目的：散點圖用于探