抽样(sampling)指的是只从部分地点或人群收集数据,而不是从所有地方收集。随机抽样让每个地点有相同的机会,系统抽样使用固定间隔,分层抽样把区域分成几个群体,并按各自的大小比例抽样。
你要根据情境选择方法。这一课接在 写出可探究的问题 之后,在 设计记录表 之前。
这三种方法如何运作?
- **随机:**给所有可能的地点编号,用随机数选出一些。这消除了个人选择,但可能留下空白。
- **系统:**选一个起点,然后每隔相同的距离取样。它均匀覆盖区域,但可能漏掉恰好以相同间隔重复的规律。
- **分层:**把区域分成不同的区块,然后按各区大小的比例在每个区块取样。当区块差异很大时,这样比较公平。
怎样决定用哪一种?
- 看区域:它是一片均匀的区域,还是由不同区块组成?
- 看你的问题:你需要沿一条线均匀覆盖,还是公平覆盖不同的区块?
- 看时间:你能取多少个读数?
- 选择匹配的方法,然后用一句话说明原因。
完整例题
**情境 A:**一个班级要在虚构的 500 米海滩蓝色海滩(Pantai Biru)上取 10 个地点,测量鹅卵石长度。
**第 1 步,选择:**直线适合系统抽样。
**第 2 步,间隔:**500 ÷ 10 = 50 米。
**第 3 步,随机起点:**在前 50 米内选一个起点,例如 20 米。
**第 4 步,地点:**20、70、120、170、220、270、320、370、420、470 米。最后一个是 20 + 9 × 50 = 470 米,在海滩范围内。
**情境 B:**一个 1,000 平方米的公园有三个区块:路边(600 平方米)、草坪(300 平方米)和阴凉角落(100 平方米)。班级有 20 个样方(quadrat),想测量践踏的程度。
**第 5 步,选择:**各区块不同,所以适合分层抽样。
**第 6 步,比例:**路边 600 ÷ 1,000 × 20 = 12,草坪 300 ÷ 1,000 × 20 = 6,阴凉角落 100 ÷ 1,000 × 20 = 2。核对:12 + 6 + 2 = 20。
要留意的错误
常见的失误是各区块大小差别很大,却给每个区块相同数量的样本。
**错误的方案:**三个区块各放 7 个样方。
阴凉角落只占公园的 10%,却会提供三分之一的数据,使任何整体结果失真。
改正的方法是按面积比例取样(12、6 和 2),或者清楚说明为什么需要相同数量,例如要把各区块互相比较时。
自我检查
1. 一条小径长 800 米,你要用系统抽样取 8 个地点,随机起点为 35 米。列出这些地点。
查看答案
间隔 = 800 ÷ 8 = 100 米。地点:35、135、235、335、435、535、635、735 米。最后一个是 35 + 7 × 100 = 735 米,在 800 米的小径之内。
2. 一块田的区块分别占面积的 50%、30% 和 20%。按比例分层抽样,10 个样方在各区块中各放几个?
查看答案
50% × 10 = 5,30% × 10 = 3,20% × 10 = 2。总数 = 10。
3. 为什么对一条只有 100 米的窄溪取 5 个地点时,随机抽样可能是个较弱的选择?
查看答案
随机数可能聚在一起,例如全部落在前 30 米内,使大部分溪流没有被取样。系统抽样能让地点均匀分布。
接下来学什么?
地点选好后,你需要一张表来记录数据。请继续学习 设计观察记录表,并用 野外考察抽样与图表规划工具 看看地点如何布置。也可以试试 统计与分布探索工具,观察样本大小如何影响平均数。
一对一线上地理补习 的老师可以出新的情境,并请你口头说明每个选择的理由。