Métodos de muestreo – sesgo y variabilidad de las estimaciones

MatemáticasEstadísticaEdades 13–14

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Toma muestras de un colegio de 400 estudiantes por censo, muestreo aleatorio simple, sistemático, estratificado, por conglomerados, por cuotas, de conveniencia o de respuesta voluntaria, y repítelas cientos de veces para comparar el sesgo y la dispersión de las estimaciones. Se pueden añadir la falta de cobertura y la no respuesta, y una pantalla Investigar recorre el ciclo estadístico: plantear una pregunta, recoger datos, representarlos y sacar una conclusión.

Lección: Recogida de datos: métodos de muestreo, sesgo y muestras representativas

Qué muestra

La población es un colegio simulado de 400 estudiantes en cuatro cursos y 20 clases; las horas semanales de ejercicio de cada estudiante quedan ocultas hasta que las muestras. Cada método de muestreo da una estimación de la media o de la proporción de la población. Repetir un método muchas veces muestra su distribución muestral: el centro comparado con el valor real es el sesgo, y la dispersión es la variabilidad. Una muestra mayor reduce la variabilidad, pero no el sesgo. Las probabilidades de selección en los métodos de conveniencia, cuotas y respuesta voluntaria, y las tasas de respuesta, son modelos ilustrativos sencillos.

Cómo usarla

En Comparar métodos, elige Método, Tamaño de muestra n y Sesgo, y pulsa Tomar 1 muestra o Tomar 100 muestras; Comparar todos los métodos llena la tabla con 200 muestras de cada uno. Marca Mostrar valores reales para ver el sesgo. En Investigar, elige una Pregunta, pulsa Siguiente, elige un método y pulsa Tomar una muestra; después pulsa Siguiente para representar los datos y llegar a una conclusión.

Parámetros que puedes cambiar

  • Pantalla Comparar métodos, Investigación estadística
  • Método de muestreo Censo, Muestra aleatoria simple, Muestra sistemática, Muestra estratificada, Muestra por conglomerados (clases enteras), Muestra por cuotas, Muestra de conveniencia, Muestra de respuesta voluntaria
  • Tamaño de muestra n 5–200
  • Fuente de sesgo añadida Ninguna, Falta de cobertura: la lista no incluye el grado 9, No respuesta
  • Cantidad que se estima Media de horas de ejercicio, Proporción que hace al menos 5 h por semana
  • Mostrar los valores reales de la población
  • Pregunta estadística (pantalla Investigar) ¿La media supera las 5 h por semana?, ¿El grado 6 hace más ejercicio que el grado 9?, ¿Más de la mitad hace al menos 5 h por semana?
  • Semilla de la población (mismo número, mismos estudiantes) 1–999

Preguntas para explorar

  1. ¿Qué métodos dan estimaciones centradas en el valor real y cuáles están sesgados?
  2. ¿Qué le pasa a la dispersión de las estimaciones si multiplicas por cuatro el tamaño de la muestra?
  3. ¿Por qué una muestra de conveniencia puede dar una evidencia fuerte pero equivocada?