統計検定3級 ⑦ データの収集:実験・観察・調査

データをどう集めるかを扱う分野です。Problem・Plan・Data・Analysis・ConclusionからなるPPDACサイクル、問題の明確化、実験研究と観察研究の違い、介入の有無、標本調査と全数調査、無作為抽出や標本の代表性、調査における偏りの原因が頻出です。統計的問題解決の一連の流れを理解しているかが問われます。計算より考え方を問う出題が中心なので、PPDACの各段階で何をするか、実験と観察の違いを言葉で説明できるように整理しましょう。

この分野の問題36問を、選択肢・正解・解説つきで掲載しています。まず自分で解答を考えてから「正解と解説を見る」を開いて答え合わせをしてください。

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223PPDACサイクルの最初のステップ「Problem」で行う適切な操作はどれか。

  1. A問題の明確化
  2. B実験や調査の計画
  3. Cデータの収集
  4. Dデータの分析
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正解:A問題の明確化

PPDACサイクルの最初のステップであるProblemでは問題の明確化を行います。

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224統計解析を行う本来のスタート地点として一般的とされるものはどれか。

  1. Aすでに与えられているデータを詳細に解析すること
  2. B少数個の数値やグラフにまとめ上げること
  3. C適当な統計モデルを設定して推測を行うこと
  4. D目的に応じてデータを収集するところから始めること
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正解:D目的に応じてデータを収集するところから始めること

統計解析を行う際には目的に応じてデータを収集するところから始めるのが一般的です。

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225PPDACサイクルの「Plan」ステップで決める内容として最も重要な点として挙げられるものはどれか。

  1. A欠測値に対してどのように対応するのか
  2. Bどのようなグラフを使って表や図を表示するのか
  3. C分析結果に基づいてどのような判断を行うのか
  4. D対象に対してどのような測定を行うのか
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正解:D対象に対してどのような測定を行うのか

Planステップでは実験や調査の計画を立てますが、対象に対してどのような測定を行うのかという点が重要です。

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226PPDACサイクルの「Data」ステップにおいてデータ収集の際に適切に対応する必要がある問題はどれか。

  1. A問題そのものが明確でない問題
  2. B欠測値の問題
  3. C分析方法の検討に関する問題
  4. D統計モデルの設定に関する問題
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正解:B欠測値の問題

Dataステップではデータ収集の際に生じる欠測値の問題などに対して適切に対応する必要があります。

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227PPDACサイクルの「Conclusion」ステップに関する記述として適切でないものはどれか。

  1. Aデータの分析結果に基づいてProblemステップで考えた問題について判断を行う。
  2. Bデータの解析方法や実際の測定の状況等を考慮して解釈をする必要がある。
  3. C一般に1回のサイクルだけで問題が解決するとは限らない。
  4. D問題に対して明確な結論が出ない場合でも次の問題を考える必要は一切ない。
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正解:D問題に対して明確な結論が出ない場合でも次の問題を考える必要は一切ない。

問題に対して明確な結論ができない場合にはさらに次の問題を考える必要があります。

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228統計的問題解決のプロセスにおいて最初のアイデアが「この運動をすると健康になる」という漠然としたものである場合、問題を具体化するために定義する必要があるものの組合せはどれか。

  1. A「年齢」の定義と「性別」の定義
  2. B「運動」の定義と「健康」の定義
  3. C「期間」の定義と「費用」の定義
  4. D「場所」の定義と「人数」の定義
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正解:B「運動」の定義と「健康」の定義

「この運動をする」とはどういうことかという運動そのものの定義と、「健康になる」ということの意味(健康の定義)を明確にする必要があります。

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229問題の明確化においてどのレベルまで問題を具体化することが求められるか。

  1. A抽象的な最終ゴールをそのまま完全に網羅できるレベル
  2. Bその問題に対して得られたデータで結論が出せるレベル
  3. C実験室の中ですべての環境をコントロールできるレベル
  4. D標本誤差と非標本誤差を完全にゼロにできるレベル
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正解:Bその問題に対して得られたデータで結論が出せるレベル

問題の具体化の1つの答えは、その問題に対して得られたデータで結論が出せるというレベルまで具体化することです。

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230対象者にある種の介入を行う研究を何というか。

  1. A観察研究
  2. B実験研究
  3. C全数調査
  4. D標本調査
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正解:B実験研究

対象者にある種の介入を行う研究を実験研究といいます。

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231実験研究における「介入」の意味として最も適切なものはどれか。

  1. A実験室の中ですべての環境をコントロールして介入することのみを意味する。
  2. B対象者をグループに分けて一方に特定の指導を行いもう一方には別の指導を行うなどある部分に対して介入すること。
  3. C対象者を複数のグループに分けることなく全員に同じ特別な指導を行うこと。
  4. D対象者に一切の手出しをせず自然な状態の選択をそのまま観察すること。
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正解:B対象者をグループに分けて一方に特定の指導を行いもう一方には別の指導を行うなどある部分に対して介入すること。

実験研究における介入とは、実験室ですべてをコントロールすることではなく、グループに分けて一方に特定の指導を行うなどある部分に対して介入することを想定しています。

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232実験研究において、各対象者に介入を行うか否かをランダムに決める方法を何というか。

  1. A局所管理割り付け
  2. B自発的割り付け
  3. C無作為割り付け
  4. D悉皆割り付け
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正解:C無作為割り付け

各対象者に対して介入を行うか否かを無作為(ランダム)に決める方法は無作為割り付けと呼ばれます。

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233実験研究の実施が難しくなる要因として挙げられる制約の組み合わせはどれか。

  1. A倫理面や費用面の制約
  2. B言語面や国籍面の制約
  3. C法律面や政治面の制約
  4. D技術面や通信面の制約
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正解:A倫理面や費用面の制約

倫理面や費用面などの制約により実験研究の実施が難しい場合もあります。

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234対象者に介入を行うことなく自然の状態を観察する研究を何というか。

  1. A実験研究
  2. B全数調査
  3. C単純無作為抽出法
  4. D観察研究
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正解:D観察研究

対象者に介入を行うことなく自然の状態を観察する研究を観察研究といいます。

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235観察研究の具体例として最も適切なものはどれか。

  1. A新薬の効果を検証するための動物実験
  2. B日本の平均寿命を考えるためにそれぞれの人の生死のデータを収集すること
  3. C新教育法を適用したグループと従来の教育法を適用したグループの比較
  4. D新しい治療法を受けるグループと従来からの治療法を受けるグループの比較
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正解:B日本の平均寿命を考えるためにそれぞれの人の生死のデータを収集すること

日本の平均寿命を考える場合にそれぞれの人の生死のデータを収集することは、介入を行わない観察研究の例です。

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236観察研究において2つの因子の因果関係を考えるときに解釈上気をつけるべき問題点として挙げられるものはどれか。

  1. A実験環境を完全にコントロールしすぎてしまう点
  2. B原因の部分を対象者が自分で選択するためなぜそのような選択をしたのかという点
  3. C無作為割り付けによって倫理的な問題が発生する点
  4. Dプラセボ効果によって結果が過大評価される点
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正解:B原因の部分を対象者が自分で選択するためなぜそのような選択をしたのかという点

観察研究では原因の部分を対象者が自分で選択するため、なぜそのような選択をしたのかという点が問題になる場合があり、解釈の際に気をつける必要があります。

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237研究対象を2つのグループに分け、一方だけに興味の対象とする何らかの処理を加えて効果を検討するとき、処理を加えたグループと比較されるもう一方のグループの名称の組み合わせとして正しいものはどれか。

  1. A処理群と対照群
  2. B母集団と標本
  3. C偶然変動と偏り
  4. D標本誤差と非標本誤差
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正解:A処理群と対照群

何らかの処理を加えられたグループを処理群、それと比較されるもう一方のグループを対照群と呼びます。

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238処理群と対照群を設定して処理の効果を検証する実験において、処理の有無以外の条件をできるだけ一致させる理由はどれか。

  1. A標本の大きさを完全に一致させ計算の手間を省くため。
  2. B非標本誤差を完全に排除し偶然変動による誤差をゼロにするため。
  3. C実験結果の差は処理の有無だけによると考えることができ処理の効果を統計的に判定できるようにするため。
  4. Dプラセボ効果を発生させて実験の有効性を高めるため。
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正解:C実験結果の差は処理の有無だけによると考えることができ処理の効果を統計的に判定できるようにするため。

処理の有無以外の条件をできるだけ一致させることで、実験結果の差は処理の有無だけによると考えることができ、処理の効果が統計的に有意であるか否かを判定できます。

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239薬の効果を調べる際に有効成分を含まない錠剤などを用いることを指す、偽薬を表す言葉はどれか。

  1. Aブロック
  2. Bプラセボ
  3. C擬似乱数
  4. Dランダム
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正解:Bプラセボ

プラセボとは偽薬を表す言葉で、有効成分を含まない錠剤などを用いることを指します。

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240臨床試験において、薬を飲まない場合と比較するのではなくプラセボを飲んだ場合の結果との違いを評価する必要がある理由はどれか。

  1. A偽薬を使用する方が実験費用を大幅に抑えられるから。
  2. B薬の有効成分が周囲の環境に影響を与えるのを防ぐため。
  3. C人間の体は自己修復機能が働いて薬を用いていなくても効果が現れることがあるから。
  4. D患者がどちらのグループに属しているかを完全に把握させるため。
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正解:C人間の体は自己修復機能が働いて薬を用いていなくても効果が現れることがあるから。

人間の体は自己修復機能が働いて薬を用いていなくても効果が現れることがあるため(プラセボ効果)、薬の本来の効果を調べるにはプラセボとの違いを評価する必要があります。

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241実験研究においてある処理効果の有無を統計的に判断する際に重要となる「フィッシャーの三原則」に含まれる操作の組み合わせとして正しいものはどれか。

  1. A問題の明確化・計画・データ収集
  2. B処理群・対照群・プラセボ服用
  3. C局所管理・無作為化・繰り返し(反復)
  4. D偶然変動・偏り・非標本誤差
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正解:C局所管理・無作為化・繰り返し(反復)

フィッシャーの三原則とは「局所管理」「無作為化」「繰り返し(反復)」という3つの操作のことです。

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242実験動物の体重によっていくつかのブロックに分け、それぞれのブロック内で無作為割り付けを行う操作は、フィッシャーの三原則のどれに該当するか。

  1. A無作為化
  2. B繰り返し(反復)
  3. C偶然変動
  4. D局所管理
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正解:D局所管理

体重によっていくつかのブロックに分け、それぞれのブロック内で無作為割り付けを行うのは「局所管理」の一例です。

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243各条件の下で実験の繰り返し(反復)を行う重要な目的として最も適切なものはどれか。

  1. A非標本誤差の大きさを算出するため
  2. B実験室の環境が日時によって変化するのを完全に防ぐため
  3. C母集団の特徴をすべて完全に把握するため
  4. D発生が偶然と考えられるような偶然誤差の大きさの評価を行うため
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正解:D発生が偶然と考えられるような偶然誤差の大きさの評価を行うため

実験の繰り返し(反復)を行い、発生が偶然と考えられるような偶然誤差の大きさの評価を行うことが重要です。

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244対象とする集団のすべてを調査することを何というか。

  1. A標本調査
  2. B全数調査(悉皆調査)
  3. C単純無作為抽出
  4. D観察研究
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正解:B全数調査(悉皆調査)

対象とする集団のすべてを調査するものを全数調査あるいは悉皆調査といいます。

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245対象とする集団の一部を取り出して調査することを何というか。

  1. A悉皆調査
  2. B全数調査
  3. C標本調査
  4. D実験研究
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正解:C標本調査

対象とする集団の一部を取り出して調査するものを標本調査といいます。

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246日本で5年に1度、日本に住んでいる人全員を対象として行われる、最も大規模で有名な全数調査はどれか。

  1. A家計消費状況調査
  2. B社会生活基本調査
  3. C国勢調査
  4. D経済センサス
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正解:C国勢調査

最も大規模で有名な全数調査は国勢調査であり、5年に1度日本に住んでいる人全員を対象として行われます。

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247全数調査ではなく標本調査が実施される理由として適切でないものはどれか。

  1. A製品の寿命調査や破壊強度調査のように調査を実施するとその製品が商品として使えなくなる場合
  2. B調査結果の整理や分析に時間がかかるため時間的な経過の大きなものについての調査のように調査結果の価値がなくなる場合
  3. C調査を実施するには多くの手間や費用がかかる場合
  4. D調査を行う人の意図や主観を完全に排除して調査結果の偏りをなくしたい場合
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正解:D調査を行う人の意図や主観を完全に排除して調査結果の偏りをなくしたい場合

標本調査が実施される理由として「調査を行う人の意図の排除」は挙げられません。

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248あるミカン箱の中のミカンの糖度を調べる場合に標本調査が行われる理由として最も適切なものはどれか。

  1. Aミカンの糖度を調べるとそのミカンは商品として使えなくなるから。
  2. Bすべてのミカンを調べると整理や分析に何年もかかってしまうから。
  3. C全数調査を行うとミカンの価格が暴落してしまうから。
  4. Dミカンの糖度は時間経過によって価値が完全になくなってしまうから。
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正解:Aミカンの糖度を調べるとそのミカンは商品として使えなくなるから。

ミカンの糖度を調べるとそのミカンは商品として使えなくなるため、全数調査を行うことはできず標本調査が行われます。

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249標本調査において「特徴や傾向などを知りたい集団全体」および「実際に調査を実施する母集団の一部」を指す用語の組み合わせとして正しいものはどれか。

  1. A母集団 と 標本
  2. B標本 と 母集団
  3. C処理群 と 対照群
  4. D偶然変動 と 偏り
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正解:A母集団 と 標本

特徴や傾向などを知りたい集団全体を母集団といい、実際に調査を実施する母集団の一部を標本といいます。

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250標本調査における「標本の大きさ」の定義として正しいものはどれか。

  1. A標本に含まれる人やものの個数のこと
  2. B標本として抽出された集団の合計体重や体積のこと
  3. C母集団に含まれるすべての個体の数のこと
  4. D調査にかかる費用や手間の規模のこと
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正解:A標本に含まれる人やものの個数のこと

標本に含まれる人やものの個数を標本の大きさといいます。

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251標本調査において母集団の一部である標本から得られる値に基づいて統計的推測を行う際に避けることができない、全数調査の場合には存在しない誤差を何というか。

  1. A非標本誤差
  2. B偶然変動
  3. C偏り
  4. D標本誤差
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正解:D標本誤差

標本から得られた値の誤差のうち、母集団の一部である標本から得られることに起因する誤差を標本誤差と呼び、全数調査には存在しません。

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252標本調査において、調査の計画段階・観察の段階・結果の整理や解析・発表段階など、標本抽出以外の様々な段階で生じる誤差を何というか。

  1. A非標本誤差
  2. B標本誤差
  3. C疑似誤差
  4. D絶対誤差
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正解:A非標本誤差

標本抽出以外の原因で生じる誤差は非標本誤差と呼ばれます。

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253標本誤差と非標本誤差に関する記述のうち、正しいものはどれか。

  1. A非標本誤差は統計学の知識に基づいて理論的に計算・評価することができる。
  2. B標本誤差を算出することは困難であるが非標本誤差は簡単に算出できる。
  3. C全数調査と標本調査の精度を比較すると常に全数調査の方が精度が良いことが分かっている。
  4. D非標本誤差は全数調査の場合にも生じ、全数調査の方が管理することが難しい場合が多い。
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正解:D非標本誤差は全数調査の場合にも生じ、全数調査の方が管理することが難しい場合が多い。

非標本誤差は全数調査の場合にも生じ、標本調査の場合の非標本誤差よりも管理することが難しい場合が多いです。

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254誤差の性質のうち「誤差の生じる方向が真値に対して過大または過小に偏らせる特定の要因が存在しない、その発生が偶然と考えられる誤差」を何というか。

  1. A偶然変動による誤差
  2. B偏りによる誤差
  3. C非標本誤差
  4. D擬似乱数による誤差
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正解:A偶然変動による誤差

発生が偶然と考えられるような誤差は偶然変動による誤差と区別されます。

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255年間収入を調査する場合に、申告事項が徴税の資料に利用されることを恐れて過小の申告が行われやすい現象は、誤差の性質として何に該当するか。

  1. A偶然変動の例
  2. B真値に対する過大評価の偏りの例
  3. C真値に対する過小評価の偏りの例
  4. D理論的に計算可能な標本誤差の例
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正解:C真値に対する過小評価の偏りの例

徴税を恐れて過小に申告することは、真値に対する過小評価の偏りの例です。

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256レストランに置かれた「お客様の声」のように自発的に回答する調査において、回答結果が必ずしも客全体の声を反映しているとは限らない理由はどれか。

  1. A強い意見を持った人は回答する傾向にあるが、満足していたり強い意見を持たなかったりする人はあまり回答しないから。
  2. Bアンケートの有効桁数が正しく設定されていないから。
  3. C無作為抽出法を用いて等確率で選ばれているから。
  4. D調査の計画段階で非標本誤差を完全に排除しているから。
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正解:A強い意見を持った人は回答する傾向にあるが、満足していたり強い意見を持たなかったりする人はあまり回答しないから。

自発的に回答する調査では、強い意見を持った人は回答する傾向にありますが、そうでない人はあまり回答しないため偏りが生じます。

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257単純無作為抽出法において、母集団に含まれている個体が同じ確率で標本として選ばれるようにするために行われる具体的な操作はどれか。

  1. A調査者が直感で好きな個体を選ぶ。
  2. B自発的に回答してくれる個体だけを集めて番号をつける。
  3. C母集団に含まれる個体に全て異なる番号をつけてその番号を等確率で抽出する。
  4. D年齢や性別の条件が完全に一致する個体だけを抽出する。
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正解:C母集団に含まれる個体に全て異なる番号をつけてその番号を等確率で抽出する。

単純無作為抽出法では、母集団に含まれる個体に全て異なる番号をつけて、その番号を等確率で抽出します。

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258コンピュータの関数を用いて発生させた乱数について、正しい特徴はどれか。

  1. A完全に偶然変動のみで発生するため一切の数学的関係を持たない真の乱数である。
  2. Bサイコロや乱数表を用いる方法よりも標本誤差が大きくなる傾向がある。
  3. C発生された実数の間にはある数学的な関係があるため擬似乱数と呼ばれることもある。
  4. D0未満の負の実数値のみを発生させる関数である。
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正解:C発生された実数の間にはある数学的な関係があるため擬似乱数と呼ばれることもある。

コンピュータで発生させた乱数は、実際には発生された実数の間にある数学的な関係があるため、擬似乱数と呼ばれることもあります。

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