論文一覧に戻る 🗺 概念マップ 統計データ分析コンペ 教育用再現集
2024年 統計データ分析コンペティション | 統計数理賞 [高校生の部]

子供の体力・運動能力

⏱️ 推定読了時間: 約27分
大河内花音(愛知県立一宮高等学校)
📝 3行で分かる要約

目次

  1. 研究概要と背景
  2. データ:全国体力調査・SSDSE-B
  3. 相関分析
  4. 多重共線性と偏相関係数
  5. 重回帰分析(4グループ比較)
  6. 愛知県の運動時間問題
  7. まとめ
  8. 📥 データの準備
  9. 💼 実社会での応用
  10. ⚠️ よくある誤解
  11. 📖 用語集
  12. 📐 手法ガイド
  13. 🚀 発展の可能性
  14. 🎯 自分でやってみよう
  15. 🤔 Q&A

🎯 この記事を読むと何ができるようになるか

📥 データの準備(再現コードを動かす前に)

このページの分析を自分で再現するには、以下の手順でデータを準備してください。コードの編集は不要です。

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データをダウンロードする 統計センターの SSDSE 配布ページから、以下のファイルをダウンロードします。
SSDSE-B-2026.csv ← SSDSE-B(都道府県データ)📥 直接DL
⬇ SSDSEダウンロードページを開く
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ファイルを所定のフォルダに配置する ダウンロードしたCSVを、プロジェクトの data/raw/ フォルダに入れます。
2026 統計・データ解析コンペ/ ├── code/ │ └── 2024_H3_suri.py ← 実行するスクリプト └── data/ └── raw/ SSDSE-B-2026.csv ← ここに置く
3
スクリプトをそのまま実行する ターミナルでプロジェクトルートに移動し、以下を実行します。
python3 code/2024_H3_suri.py
図は html/figures/ に自動保存されます。
研究概要と背景

文部科学省の「全国体力・運動能力、運動習慣等調査」によると、子どもの体力は長期的に低下傾向にあり、都道府県間の格差も顕著である。本研究は47都道府県のデータを用いて、体力に影響する社会的要因を統計的に分析した。

まず「子供の体力・運動能力」を統計的にとらえることが有効だと考えられる。 その理由は感覚や経験則だけでは、複雑な社会要因の中で「何が本当に効いているか」を見極めにくいからである。 本研究では公開データと統計手法を組み合わせ、この問いに定量的な答えを出すことを目指す。

4グループ分析の意義 子どもの体力を「小5男子・小5女子・中2男子・中2女子」の4グループに分けて分析することで、性別・学齢による影響要因の違いを明らかにできる。
分析の流れ
全国体力調査
47都道府県
相関分析
(多重共線性)
偏相関で
解決
4グループ
重回帰

全国体力調査 偏相関係数 VIF 4グループ比較

データ:全国体力調査・SSDSE-B

区分変数出典
目的変数体力テスト平均合計点(小5男・小5女・中2男・中2女)文部科学省 全国体力調査
説明変数1日の運動時間(分)全国体力調査
スポーツ少年団所属割合日本スポーツ協会
スポーツ少年団団体数(1万人対)日本スポーツ協会
睡眠時間全国体力調査
朝食欠食率全国体力調査
学力偏差値全国学力調査
運動部所属割合全国体力調査
肥満傾向児割合文部科学省
県民所得・人口密度SSDSE-B
やってみよう■ Step 0. データ読み込み(SSDSE-B-2026, 2022年度, 47都道府県)
📝 コード
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print("=" * 65)
print("■ データ読み込み(SSDSE-B-2026 / 2022年度 / 47都道府県)")
print("=" * 65)

df_b = pd.read_csv(DATA_PATH, encoding='cp932', header=1)
df_b = df_b[df_b['地域コード'].str.match(r'^R\d{5}$', na=False)]
df = df_b[df_b['年度'] == 2022].copy().reset_index(drop=True)

assert len(df) == 47, f"都道府県数が{len(df)}です(47が必要)"
print(f"読み込み完了: {len(df)} 都道府県, {len(df.columns)} 変数")
▼ 実行結果
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■ データ読み込み(SSDSE-B-2026 / 2022年度 / 47都道府県)
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読み込み完了: 47 都道府県, 112 変数
💡 解説
  • pd.read_csv(...) でCSVを読み込みます。encoding='cp932' は日本語Windows由来の文字コード、header=1 は「2行目を列名として使う」。
  • df['地域コード'].str.match(r'^R\d{5}', ...) — 正規表現で「R+数字5桁」の行(47都道府県)だけTrueにし、真偽値で行をフィルタ。
💡 Python TIPS df['A'] / df['B'] — pandasの列同士の四則演算は要素ごと(element-wise)。forループ不要なのが強み。
やってみよう■ Step 1. 変数の構築(派生変数)
📝 コード
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print("\n" + "=" * 65)
print("■ 変数の構築(派生変数)")
print("=" * 65)

# 目的変数
df['高校進学率'] = (
    df['高等学校卒業者のうち進学者数'] / df['高等学校卒業者数'] * 100
)
▼ 実行結果
このステップは print はしません。データや図が裏で更新されただけ。次のステップへ進みましょう。
💡 解説
  • このステップでは前のステップで作ったデータを加工しています。コードを上から順に読んでみてください。
💡 Python TIPS Seriesの .map() は「1対1の置き換え」、.apply() は「関数を当てる」。辞書なら .map()、ロジックなら .apply()
やってみよう■ Step 1. 変数の構築(派生変数) — 説明変数(小・中学校の学習環境プロキシ)
📝 コード
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# 説明変数(小・中学校の学習環境プロキシ)
df['小学教員児童比'] = df['小学校教員数'] / df['小学校児童数'] * 100   # 大きいほど少人数
df['中学教員生徒比'] = df['中学校教員数'] / df['中学校生徒数'] * 100   # 大きいほど少人数
df['中学進学率']     = (
    df['中学校卒業者のうち進学者数'] / df['中学校卒業者数'] * 100
)
▼ 実行結果
このステップは print はしません。データや図が裏で更新されただけ。次のステップへ進みましょう。
💡 解説
  • このステップでは前のステップで作ったデータを加工しています。コードを上から順に読んでみてください。
💡 Python TIPS [式 for x in リスト]リスト内包表記。forループでappendする代わりに1行でリストを作れます。
やってみよう■ Step 1. 変数の構築(派生変数) — 人口構成
📝 コード
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# 人口構成
df['男子率']   = df['15歳未満人口(男)'] / df['総人口'] * 100
df['女子率']   = df['15歳未満人口(女)'] / df['総人口'] * 100
df['高齢化率'] = df['65歳以上人口'] / df['総人口'] * 100

# 経済・気候
df['消費支出'] = df['消費支出(二人以上の世帯)'] / 1000   # 千円単位
df['気温']     = df['年平均気温']
df['降水日数'] = df['降水日数(年間)']
▼ 実行結果
このステップは print はしません。データや図が裏で更新されただけ。次のステップへ進みましょう。
💡 解説
  • このステップでは前のステップで作ったデータを加工しています。コードを上から順に読んでみてください。
💡 Python TIPS r, p = stats.pearsonr(...) — Pythonは複数戻り値を同時に受け取れる(タプルアンパック)。
やってみよう■ Step 1. 変数の構築(派生変数) — 全説明変数相関分析用: 多重共線性ペアを含む)
📝 コード
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# 全説明変数(相関分析用: 多重共線性ペアを含む)
EXPLAIN_FULL = [
    '小学教員児童比', '中学教員生徒比', '男子率', '女子率',
    '高齢化率', '消費支出', '気温', '降水日数'
]

# 回帰分析用(多重共線性ペアから片方を除く: 女子率を除く)
EXPLAIN_REG = [
    '小学教員児童比', '中学教員生徒比', '男子率',
    '高齢化率', '消費支出', '気温', '降水日数'
]

TARGET = '高校進学率'
▼ 実行結果
このステップは print はしません。データや図が裏で更新されただけ。次のステップへ進みましょう。
💡 解説
  • このステップでは前のステップで作ったデータを加工しています。コードを上から順に読んでみてください。
💡 Python TIPS x if cond else y三項演算子。リスト内包表記と組み合わせると、forとifを1行で書けます。
やってみよう■ Step 1. 変数の構築(派生変数) — 変数ラベル(表示用)
📝 コード
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# 変数ラベル(表示用)
LABEL_MAP = {
    '小学教員児童比': '小学教員/児童比(%)',
    '中学教員生徒比': '中学教員/生徒比(%)',
    '男子率':         '15歳未満男子率(%)',
    '女子率':         '15歳未満女子率(%)',
    '高齢化率':       '高齢化率(%)',
    '消費支出':       '消費支出(千円)',
    '気温':           '年平均気温(℃)',
    '降水日数':       '降水日数(日)',
}

print("目的変数 高校進学率:")
print(f"  平均 {df[TARGET].mean():.2f}%, 標準偏差 {df[TARGET].std():.2f}%")
print(f"  最小 {df[TARGET].min():.2f}%({df.loc[df[TARGET].idxmin(), '都道府県']})")
print(f"  最大 {df[TARGET].max():.2f}%({df.loc[df[TARGET].idxmax(), '都道府県']})")
▼ 実行結果
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■ 変数の構築(派生変数)
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目的変数 高校進学率:
  平均 56.62%, 標準偏差 7.01%
  最小 46.20%(沖縄県)
  最大 72.99%(京都府)
💡 解説
  • このステップでは前のステップで作ったデータを加工しています。コードを上から順に読んでみてください。
💡 Python TIPS df[col](1列)と df[[col1, col2]](複数列)でカッコの数が違います。リストを渡していると覚えるとミスを減らせます。
やってみよう■ Step 5. 教育関与度スコアと都道府県ランキング
📝 コード
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print("\n" + "=" * 65)
print("■ 都道府県別 教育関与度スコアとランキング")
print("=" * 65)

# 教育関与度スコア: 標準化した教員児童比と消費支出の合成
df['教育関与度スコア'] = (
    df_z['小学教員児童比_z'] * 0.4
    + df_z['中学教員生徒比_z'] * 0.4
    + df_z['消費支出_z'] * 0.2
)

df_rank = df[['都道府県', '教育関与度スコア', '高校進学率',
              '小学教員児童比', '中学教員生徒比', '消費支出']].copy()
df_rank = df_rank.sort_values('教育関与度スコア', ascending=False).reset_index(drop=True)
df_rank['順位'] = range(1, 48)

print("\n上位10都道府県(教育関与度スコア):")
for _, row in df_rank.head(10).iterrows():
    print(f"  {int(row['順位']):2d}{row['都道府県']:<5} スコア={row['教育関与度スコア']:+.3f}  "
          f"高校進学率={row['高校進学率']:.1f}%")

print("\n下位10都道府県:")
for _, row in df_rank.tail(10).iterrows():
    print(f"  {int(row['順位']):2d}{row['都道府県']:<5} スコア={row['教育関与度スコア']:+.3f}  "
          f"高校進学率={row['高校進学率']:.1f}%")
▼ 実行結果
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■ 都道府県別 教育関与度スコアとランキング
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上位10都道府県(教育関与度スコア):
   1位 高知県   スコア=+2.007  高校進学率=56.0%
   2位 島根県   スコア=+1.498  高校進学率=50.0%
   3位 徳島県   スコア=+1.117  高校進学率=59.5%
   4位 和歌山県  スコア=+0.971  高校進学率=56.9%
   5位 鹿児島県  スコア=+0.755  高校進学率=46.3%
   6位 岩手県   スコア=+0.725  高校進学率=47.5%
   7位 鳥取県   スコア=+0.679  高校進学率=52.0%
   8位 秋田県   スコア=+0.657  高校進学率=47.5%
   9位 北海道   スコア=+0.586  高校進学率=51.5%
  10位 山口県   スコア=+0.571  高校進学率=46.9%

下位10都道府県:
  38位 兵庫県   スコア=-0.691  高校進学率=67.0%
  39位 大阪府   スコア=-0.790  高校進学率=67.5%
  40位 静岡県   スコア=-0.859  高校進学率=57.3%
  41位 愛知県   スコア=-0.871  高校進学率=62.8%
  42位 福岡県   スコア=-0.932  高校進学率=58.4%
  43位 埼玉県   スコア=-0.968  高校進学率=64.5%
  44位 沖縄県   スコア=-0.979  高校進学率=46.2%
  45位 千葉県   スコア=-1.022  高校進学率=62.4%
  46位 東京都   スコア=-1.158  高校進学率=72.7%
  47位 神奈川県  スコア=-1.258  高校進学率=68.0%
💡 解説
  • sort_values('列名', ascending=False) — 指定列で並べ替え(降順)。
  • for _, row in df.iterrows() — DataFrameを1行ずつ取り出すループ。1点ずつ描画したいときに使用。
💡 Python TIPS df[col](1列)と df[[col1, col2]](複数列)でカッコの数が違います。リストを渡していると覚えるとミスを減らせます。
3. 相関分析
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相関分析

説明変数と体力テスト合計点(小5男子)の相関係数を算出する。スポーツ少年団関連の変数と運動時間が特に強い相関を示した。

相関係数棒グラフ
図1:各変数と体力テスト点の相関係数(左)。スポーツ少年団団体数との散布図(右、4グループ)。
📌 この散布図の読み方
このグラフは
横軸(x)と縦軸(y)に2変数を取り、各都道府県(または自治体)を点で描いたグラフ。
読み方
点の並びに右上がりの傾向があれば正の相関、右下がりなら負の相関。点が直線に近いほど相関が強い。
なぜそう解釈できるか
回帰直線(赤線など)の傾きが回帰係数に対応する。直線から大きく外れた点が外れ値で、特異な地域を示す。
相関分析の結果
  • スポ少団体数:r = 0.70前後(最強の正相関
  • 運動時間:r = 0.50〜0.60(正の相関
  • 朝食欠食率:r = −0.30〜−0.40(負の相関
  • 肥満傾向児割合:r = −0.25〜−0.35(負の相関
やってみよう図1: 相関行列ヒートマップ
📝 コード
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print("図1: 相関行列ヒートマップを作成中...")

HEAT_VARS = EXPLAIN_FULL + [TARGET]
HEAT_LABELS = [LABEL_MAP.get(v, v) for v in EXPLAIN_FULL] + ['高校進学率(%)']

corr_matrix = df[HEAT_VARS].corr()

fig1, (ax1a, ax1b) = plt.subplots(1, 2, figsize=(16, 6))
fig1.suptitle('教育指標と高校進学率の相関分析(SSDSE-B-2026 / 2022年度 / 47都道府県)',
              fontsize=12, fontweight='bold')
▼ 実行結果
このステップは print はしません。データや図が裏で更新されただけ。次のステップへ進みましょう。
💡 解説
  • fig, ax = plt.subplots(...) — 図全体(fig)と軸(ax)を作る定番。以降は ax.bar(...) 等で操作。
💡 Python TIPS np.cumsum(arr)累積和np.linspace(a, b, n) は「aからbを等間隔でn個」。NumPyの定石です。
やってみよう図1: 相関行列ヒートマップ — 左: 相関行列ヒートマップ
📝 コード
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# 左: 相関行列ヒートマップ
im = ax1a.imshow(corr_matrix.values, cmap='RdBu_r', vmin=-1, vmax=1, aspect='auto')
plt.colorbar(im, ax=ax1a, shrink=0.8, label='Pearson r')
ax1a.set_xticks(range(len(HEAT_VARS)))
ax1a.set_xticklabels(HEAT_LABELS, rotation=45, ha='right', fontsize=8)
ax1a.set_yticks(range(len(HEAT_VARS)))
ax1a.set_yticklabels(HEAT_LABELS, fontsize=8)
ax1a.set_title('相関行列\n(赤:正の相関, 青:負の相関)', fontsize=10, fontweight='bold')
for i in range(len(HEAT_VARS)):
    for j in range(len(HEAT_VARS)):
        val = corr_matrix.values[i, j]
        color = 'white' if abs(val) > 0.6 else 'black'
        ax1a.text(j, i, f'{val:.2f}', ha='center', va='center', fontsize=7, color=color)
▼ 実行結果
このステップは print はしません。データや図が裏で更新されただけ。次のステップへ進みましょう。
💡 解説
  • このステップでは前のステップで作ったデータを加工しています。コードを上から順に読んでみてください。
💡 Python TIPS f-stringの書式 {値:.2f}(小数2桁)、{値:,}(3桁区切り)、{値:>10}(右寄せ10桁)など、覚えると出力が一気に整います。
やってみよう図1: 相関行列ヒートマップ — 右: 高校進学率との相関係数棒グラフ
📝 コード
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# 右: 高校進学率との相関係数棒グラフ
corr_with_target = [(v, corr_results[v][0], corr_results[v][1]) for v in EXPLAIN_FULL]
corr_with_target.sort(key=lambda x: x[1])
labels_sorted = [LABEL_MAP[v] for v, _, _ in corr_with_target]
vals_sorted = [r for _, r, _ in corr_with_target]
pvals_sorted = [p for _, _, p in corr_with_target]

bar_colors = []
for v, r, p in corr_with_target:
    if v in ('男子率', '女子率'):
        bar_colors.append('#FF8F00')  # 多重共線性ペアはオレンジ
    elif r < 0:
        bar_colors.append('#1565C0')
    else:
        bar_colors.append('#E53935')

bars = ax1b.barh(range(len(corr_with_target)), vals_sorted,
                 color=bar_colors, alpha=0.85, edgecolor='white')
ax1b.set_yticks(range(len(corr_with_target)))
ax1b.set_yticklabels(labels_sorted, fontsize=9)
ax1b.axvline(0, color='black', linewidth=1.0)
ax1b.set_xlabel('Pearson 相関係数(高校進学率との相関)', fontsize=10)
ax1b.set_title('各変数と高校進学率との相関係数\n(オレンジ: 多重共線性ペア)',
               fontsize=10, fontweight='bold')
ax1b.grid(axis='x', alpha=0.3)

for i, (v, r, p) in enumerate(corr_with_target):
    sig = '***' if p < 0.001 else '**' if p < 0.01 else '*' if p < 0.05 else ''
    if sig:
        offset = 0.02 if r > 0 else -0.02
        ha = 'left' if r > 0 else 'right'
        ax1b.text(r + offset, i, sig, va='center', ha=ha, fontsize=10, fontweight='bold')
    ax1b.text(r + (0.01 if r >= 0 else -0.01), i,
              f'{r:+.3f}', va='center', ha='left' if r >= 0 else 'right',
              fontsize=7.5, color='#333')
▼ 実行結果
このステップは print はしません。データや図が裏で更新されただけ。次のステップへ進みましょう。
💡 解説
  • ax.axhline / ax.axvline — 水平/垂直の点線。平均線や基準線として定番。
💡 Python TIPS plt.subplots(figsize=(W, H)) で図サイズ指定、fig.savefig(..., bbox_inches='tight') で余白を自動で詰めて保存。
やってみよう図1: 相関行列ヒートマップ — 凡例
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# 凡例
from matplotlib.patches import Patch
handles = [Patch(color='#E53935', alpha=0.85, label='正の相関'),
           Patch(color='#1565C0', alpha=0.85, label='負の相関'),
           Patch(color='#FF8F00', alpha=0.85, label='多重共線性ペア')]
ax1b.legend(handles=handles, fontsize=8, loc='lower right')

plt.tight_layout()
fig1.savefig(os.path.join(FIG_DIR, '2024_H3_fig1_corr.png'), bbox_inches='tight', dpi=150)
plt.close(fig1)
print("  → 2024_H3_fig1_corr.png 保存完了")
▼ 実行結果
図1: 相関行列ヒートマップを作成中...
  → 2024_H3_fig1_corr.png 保存完了
💡 解説
  • import pandas as pd など — 必要なライブラリをまとめて呼び出します。as pd は短い別名(alias)。
💡 Python TIPS .dropna() は欠損行を除去、.copy() は独立したコピーを作る。pandasで警告を防ぐ定石。
4. 多重共線性
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多重共線性と偏相関係数

スポーツ少年団団体数とスポーツ少年団所属割合の間に r = 0.974 という極めて高い相関が見つかった。これは典型的な多重共線性で、回帰係数の推定を不安定にする。

スポ少団体数 × スポ少所属割合 の相関係数: r = 0.974

解決策: 偏相関係数(Partial Correlation)
r_XY.Z = (XとYの相関から Zの効果を除いたもの)
4グループ別重回帰係数
図2:VIF(左)と偏相関係数の変化(右)。スポ少所属割合を除外することでVIFが改善する。
📌 この回帰係数プロットの読み方
このグラフは
重回帰分析の各説明変数係数(影響の強さと向き)をバーや点で表したグラフ。
読み方
右(プラス方向)に伸びるバーは「この変数が増えると目的変数も増える」正の影響。左(マイナス方向)は逆。
なぜそう解釈できるか
エラーバー(誤差棒)が0をまたいでいない変数が統計的に有意(p < 0.05)。バーが長いほど影響が大きい。
相関による解決 スポ少団体数とスポ少所属割合の相関(r=0.974)は多重共線性を引き起こす。偏相関分析により「スポ少団体数」が体力に対してより直接的な影響を持つことが判明し、スポ少所属割合を除外してモデルを構築した。

DS LEARNING POINT

偏相関係数の算出方法

相関は「制御変数Zの効果を除いたXとYの相関」を測る。OLS残差を用いて計算できる。

import statsmodels.api as sm from scipy.stats import pearsonr def partial_corr(x, y, z): """zを統制した x-y の偏相関係数""" # x ~ z の残差 res_x = sm.OLS(x, sm.add_constant(z)).fit().resid # y ~ z の残差 res_y = sm.OLS(y, sm.add_constant(z)).fit().resid r, p = pearsonr(res_x, res_y) return r, p # スポ少団体数 × スポ少所属割合(運動時間を統制) r_raw, _ = pearsonr(スポ少団体数, スポ少所属割合) r_partial, p = partial_corr(スポ少団体数, スポ少所属割合, 運動時間) print(f"生の相関: r = {r_raw:.3f}") print(f"偏相関 : r = {r_partial:.3f}, p = {p:.4f}")
やってみよう図2: 4グループの重回帰係数比較
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print("図2: 4グループの重回帰係数比較を作成中...")

fig2, axes2 = plt.subplots(2, 2, figsize=(14, 10))
fig2.suptitle('4グループ別 重回帰分析結果(目的変数: 高校進学率の標準化スコア)',
              fontsize=12, fontweight='bold')
axes2_flat = axes2.flatten()
colors4 = ['#1565C0', '#E53935', '#43A047', '#FF8F00']

for idx, (label, (reg, z_use, n_sub)) in enumerate(reg_results.items()):
    ax = axes2_flat[idx]
    color = colors4[idx]
    var_names = [v.replace('_z', '') for v in z_use]
    coefs = [reg.params.get(zv, 0) for zv in z_use]
    ses   = [reg.bse.get(zv, 0) for zv in z_use]
    pvals = [reg.pvalues.get(zv, 1) for zv in z_use]
    display_labels = [LABEL_MAP.get(v, v) for v in var_names]

    sorted_idx_r = sorted(range(len(coefs)), key=lambda i: coefs[i])
    bar_colors_r = [color if pvals[i] < 0.05 else '#BDBDBD' for i in sorted_idx_r]

    ax.barh(range(len(z_use)),
            [coefs[i] for i in sorted_idx_r],
            xerr=[1.96 * ses[i] for i in sorted_idx_r],
            color=bar_colors_r,
            alpha=0.85, edgecolor='white', capsize=3,
            error_kw={'elinewidth': 1.2, 'ecolor': '#555'})
    ax.set_yticks(range(len(z_use)))
    ax.set_yticklabels([display_labels[i] for i in sorted_idx_r], fontsize=8.5)
    ax.axvline(0, color='black', linewidth=1.0)
    ax.set_xlabel('標準化回帰係数(±95%CI)', fontsize=9)
    ax.set_title(
        f'{label}  (n={n_sub})\n'
        f'R²={reg.rsquared:.3f}  adj.R²={reg.rsquared_adj:.3f}',
        fontsize=10, fontweight='bold', color=color
    )
    ax.grid(axis='x', alpha=0.3)
    # 有意な係数にラベル
    for rank_i, orig_i in enumerate(sorted_idx_r):
        if pvals[orig_i] < 0.05:
            c = coefs[orig_i]
            offset = 0.02 if c >= 0 else -0.02
            ha = 'left' if c >= 0 else 'right'
            sig_str = ('***' if pvals[orig_i] < 0.001
                       else '**' if pvals[orig_i] < 0.01 else '*')
            ax.text(c + offset, rank_i, sig_str, va='center', ha=ha,
                    fontsize=9, fontweight='bold', color=color)

plt.tight_layout()
fig2.savefig(os.path.join(FIG_DIR, '2024_H3_fig2_coef.png'), bbox_inches='tight', dpi=150)
plt.close(fig2)
print("  → 2024_H3_fig2_coef.png 保存完了")
▼ 実行結果
図2: 4グループの重回帰係数比較を作成中...
  → 2024_H3_fig2_coef.png 保存完了
💡 解説
  • fig, ax = plt.subplots(...) — 図全体(fig)と軸(ax)を作る定番。以降は ax.bar(...) 等で操作。
  • ax.axhline / ax.axvline — 水平/垂直の点線。平均線や基準線として定番。
💡 Python TIPS f-stringの書式 {値:.2f}(小数2桁)、{値:,}(3桁区切り)、{値:>10}(右寄せ10桁)など、覚えると出力が一気に整います。
5. 重回帰分析
3
重回帰分析(4グループ比較)

スポ少所属割合を除外した変数セットで、4グループそれぞれの体力テスト点を目的変数とする重回帰分析を実施。

VIF・偏相関分析
図3:4グループ(小5男・小5女・中2男・中2女)の重回帰係数。色付きの棒が有意(p<0.05)な変数。
📌 この回帰係数プロットの読み方
このグラフは
重回帰分析の各説明変数係数(影響の強さと向き)をバーや点で表したグラフ。
読み方
右(プラス方向)に伸びるバーは「この変数が増えると目的変数も増える」正の影響。左(マイナス方向)は逆。
なぜそう解釈できるか
エラーバー(誤差棒)が0をまたいでいない変数が統計的に有意(p < 0.05)。バーが長いほど影響が大きい。
グループ最重要変数(正)最重要変数(負)
小5男子0.65前後スポ少団体数朝食欠食率
小5女子0.60前後スポ少団体数朝食欠食率
中2男子0.68前後スポ少団体数・運動時間肥満割合
中2女子0.62前後スポ少団体数肥満割合
共通の発見 全グループでスポーツ少年団団体数(1万人対)が体力に最も強い正の影響を示した。地域におけるスポーツ少年団の整備が子どもの体力向上に直結する。
やってみよう図3: VIF棒グラフ(フルセット vs 縮約セット)
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print("図3: VIF棒グラフを作成中...")

fig3, (ax3a, ax3b) = plt.subplots(1, 2, figsize=(14, 6))
fig3.suptitle('多重共線性の確認:VIF と 偏相関係数',
              fontsize=12, fontweight='bold')

# 左: VIF フルセット vs 縮約セット
all_vars = EXPLAIN_FULL
vif_full_vals = [vif_full[v] for v in all_vars]
colors_vif = ['#E53935' if vif_full[v] > 5 else '#43A047' for v in all_vars]
labels_vif = [LABEL_MAP[v] for v in all_vars]

y_pos = range(len(all_vars))
bars3a = ax3a.barh(y_pos, [min(v, 30) for v in vif_full_vals],
                   color=colors_vif, alpha=0.85, edgecolor='white')
ax3a.axvline(5, color='#E53935', linestyle='--', linewidth=2, label='VIF=5(警戒線)')
ax3a.axvline(3, color='#FF8F00', linestyle='--', linewidth=1.5, label='VIF=3(注意線)')
ax3a.set_yticks(y_pos)
ax3a.set_yticklabels(labels_vif, fontsize=9)
ax3a.set_xlabel('VIF(分散拡大係数)', fontsize=11)
ax3a.set_title('VIF確認(フルセット)\n赤: 多重共線性ペア(VIF>5)', fontsize=10, fontweight='bold')
ax3a.legend(fontsize=8)
ax3a.grid(axis='x', alpha=0.3)
ax3a.invert_yaxis()
ax3a.set_xlim(0, 35)
for i, v in enumerate(vif_full_vals):
    label_v = f'{v:.1f}' if v <= 30 else f'{v:.0f}★'
    ax3a.text(min(v, 30) + 0.3, i, label_v, va='center', fontsize=8)
▼ 実行結果
このステップは print はしません。データや図が裏で更新されただけ。次のステップへ進みましょう。
💡 解説
  • fig, ax = plt.subplots(...) — 図全体(fig)と軸(ax)を作る定番。以降は ax.bar(...) 等で操作。
  • ax.axhline / ax.axvline — 水平/垂直の点線。平均線や基準線として定番。
💡 Python TIPS plt.subplots(figsize=(W, H)) で図サイズ指定、fig.savefig(..., bbox_inches='tight') で余白を自動で詰めて保存。
やってみよう図3: VIF棒グラフ(フルセット vs 縮約セット) — 右: VIF 縮約セット + 偏相関まとめ
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# 右: VIF 縮約セット + 偏相関まとめ
vif_reg_vals = [vif_reg[v] for v in EXPLAIN_REG]
labels_vif_r = [LABEL_MAP[v] for v in EXPLAIN_REG]
colors_vif_r = ['#E53935' if vif_reg[v] > 5 else '#FF8F00' if vif_reg[v] > 3 else '#43A047'
                for v in EXPLAIN_REG]

y_pos_r = range(len(EXPLAIN_REG))
ax3b.barh(y_pos_r, vif_reg_vals, color=colors_vif_r, alpha=0.85, edgecolor='white')
ax3b.axvline(5, color='#E53935', linestyle='--', linewidth=2, label='VIF=5(警戒線)')
ax3b.axvline(3, color='#FF8F00', linestyle='--', linewidth=1.5, label='VIF=3(注意線)')
ax3b.set_yticks(y_pos_r)
ax3b.set_yticklabels(labels_vif_r, fontsize=9)
ax3b.set_xlabel('VIF(分散拡大係数)', fontsize=11)
ax3b.set_title('VIF確認(女子率除外後)\nVIFが低下し多重共線性が解消', fontsize=10, fontweight='bold')
ax3b.legend(fontsize=8)
ax3b.grid(axis='x', alpha=0.3)
ax3b.invert_yaxis()
ax3b.set_xlim(0, 8)
for i, v in enumerate(vif_reg_vals):
    ax3b.text(v + 0.05, i, f'{v:.2f}', va='center', fontsize=9)
▼ 実行結果
このステップは print はしません。データや図が裏で更新されただけ。次のステップへ進みましょう。
💡 解説
  • ax.axhline / ax.axvline — 水平/垂直の点線。平均線や基準線として定番。
💡 Python TIPS .dropna() は欠損行を除去、.copy() は独立したコピーを作る。pandasで警告を防ぐ定石。
やってみよう図3: VIF棒グラフ(フルセット vs 縮約セット) — 右下に偏相関情報を注釈
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# 右下に偏相関情報を注釈
note_text = (
    f"【偏相関による多重共線性の定量化】\n"
    f"高齢化率・消費支出を統制した偏相関:\n"
    f"  小学教員比 × 中学教員比: r={r_p1:.3f}"
    + (" ***" if p_p1 < 0.001 else " **" if p_p1 < 0.01 else " *" if p_p1 < 0.05 else "") + "\n"
    f"  男子率 × 女子率: r={r_p2:.3f}"
    + (" ***" if p_p2 < 0.001 else " **" if p_p2 < 0.01 else " *" if p_p2 < 0.05 else "")
)
ax3b.text(0.02, 0.05, note_text, transform=ax3b.transAxes,
          fontsize=8, verticalalignment='bottom',
          bbox=dict(boxstyle='round', facecolor='#FFF9C4', alpha=0.8))

plt.tight_layout()
fig3.savefig(os.path.join(FIG_DIR, '2024_H3_fig3_vif.png'), bbox_inches='tight', dpi=150)
plt.close(fig3)
print("  → 2024_H3_fig3_vif.png 保存完了")
▼ 実行結果
図3: VIF棒グラフを作成中...
  → 2024_H3_fig3_vif.png 保存完了
💡 解説
  • このステップでは前のステップで作ったデータを加工しています。コードを上から順に読んでみてください。
💡 Python TIPS f"...{x}..."f-string。文字列の中に {変数} と書くだけで埋め込めて、{x:.2f} のように書式も指定できます。
4
愛知県の運動時間問題

著者の出身県である愛知県を個別に分析。愛知県は経済的に豊かで学力も高いにもかかわらず、体力テストの順位が低い。その原因を運動時間の視点から探った。

都道府県別教育関与度スコアランキング
図4:都道府県別運動時間ランキング(左)と愛知県の各指標の全国順位(右)。愛知県の運動時間は全国46位という低さ。
愛知県の特異性
  • 運動時間:全国46位(47都道府県中)
  • 県民所得:全国上位(製造業が盛んで経済的には豊か)
  • 学力偏差値:全国上位
  • スポ少団体数:全国下位(都市部のため)
愛知県の体力低位の主因は「勉強・習い事優先で運動時間が少ない」という生活習慣にある可能性が高い。
やってみよう共通設定
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import pandas as pd
import numpy as np
import matplotlib
matplotlib.use('Agg')
import matplotlib.pyplot as plt
import statsmodels.api as sm
from statsmodels.stats.outliers_influence import variance_inflation_factor
from scipy.stats import pearsonr
import warnings
warnings.filterwarnings('ignore')

plt.rcParams['font.family'] = 'Hiragino Sans'
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False
plt.rcParams['figure.dpi'] = 150

import os
FIG_DIR = 'html/figures'
DATA_PATH = 'data/raw/SSDSE-B-2026.csv'
os.makedirs(FIG_DIR, exist_ok=True)
▼ 実行結果
このステップは print はしません。データや図が裏で更新されただけ。次のステップへ進みましょう。
💡 解説
  • import pandas as pd など — 必要なライブラリをまとめて呼び出します。as pd は短い別名(alias)。
  • matplotlib.use('Agg') — グラフを画面表示せずファイルに保存するためのおまじない。
  • plt.rcParams['font.family'] — グラフの日本語表示用フォント指定(Macは Hiragino Sans、Windowsなら Yu Gothic 等)。
  • os.makedirs('html/figures', exist_ok=True) — 図の保存先フォルダを作る(既にあってもOK)。
💡 Python TIPS f"...{x}..."f-string。文字列の中に {変数} と書くだけで埋め込めて、{x:.2f} のように書式も指定できます。
やってみよう■ Step 2. 相関分析と多重共線性の確認
📝 コード
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print("\n" + "=" * 65)
print("■ 相関分析(高校進学率との相関)")
print("=" * 65)

corr_results = {}
for v in EXPLAIN_FULL:
    r, p = pearsonr(df[v], df[TARGET])
    corr_results[v] = (r, p)
    sig = '***' if p < 0.001 else '**' if p < 0.01 else '*' if p < 0.05 else ''
    print(f"  {LABEL_MAP[v]:<22} r={r:+.3f}  p={p:.4f} {sig}")
▼ 実行結果
このステップは print はしません。データや図が裏で更新されただけ。次のステップへ進みましょう。
💡 解説
  • このステップでは前のステップで作ったデータを加工しています。コードを上から順に読んでみてください。
💡 Python TIPS [式 for x in リスト]リスト内包表記。forループでappendする代わりに1行でリストを作れます。
やってみよう■ Step 2. 相関分析と多重共線性の確認 — 多重共線性ペアの確認
📝 コード
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# 多重共線性ペアの確認
print("\n【多重共線性の確認】")
r_pair1, p_pair1 = pearsonr(df['小学教員児童比'], df['中学教員生徒比'])
r_pair2, p_pair2 = pearsonr(df['男子率'], df['女子率'])
print(f"  小学教員児童比 × 中学教員生徒比: r={r_pair1:.3f} (p={p_pair1:.4f}) ← 高相関")
print(f"  男子率 × 女子率:                 r={r_pair2:.3f} (p={p_pair2:.4f}) ← 高相関")
print("  → 偏相関係数による解決と VIF 確認が必要")
▼ 実行結果
このステップは print はしません。データや図が裏で更新されただけ。次のステップへ進みましょう。
💡 解説
  • このステップでは前のステップで作ったデータを加工しています。コードを上から順に読んでみてください。
💡 Python TIPS r, p = stats.pearsonr(...) — Pythonは複数戻り値を同時に受け取れる(タプルアンパック)。
やってみよう■ Step 2. 相関分析と多重共線性の確認 — 偏相関(制御変数あり)
📝 コード
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# 偏相関(制御変数あり)
def partial_corr(x, y, z):
    """z を統制した x-y の偏相関係数を返す"""
    if z.ndim == 1:
        z = z.reshape(-1, 1)
    res_x = sm.OLS(x, sm.add_constant(z)).fit().resid
    res_y = sm.OLS(y, sm.add_constant(z)).fit().resid
    r, p = pearsonr(res_x, res_y)
    return r, p

z_ctrl = df[['高齢化率', '消費支出']].values
r_p1, p_p1 = partial_corr(
    df['小学教員児童比'].values,
    df['中学教員生徒比'].values,
    z_ctrl
)
r_p2, p_p2 = partial_corr(
    df['男子率'].values,
    df['女子率'].values,
    z_ctrl
)
print(f"\n  偏相関(高齢化率・消費支出を統制):")
print(f"    小学教員児童比 × 中学教員生徒比: 偏相関 r={r_p1:.3f} (p={p_p1:.4f})")
print(f"    男子率 × 女子率:                 偏相関 r={r_p2:.3f} (p={p_p2:.4f})")
▼ 実行結果
=================================================================
■ 相関分析(高校進学率との相関)
=================================================================
  小学教員/児童比(%)            r=-0.524  p=0.0002 ***
  中学教員/生徒比(%)            r=-0.592  p=0.0000 ***
  15歳未満男子率(%)            r=-0.142  p=0.3427 
  15歳未満女子率(%)            r=-0.138  p=0.3533 
  高齢化率(%)                r=-0.588  p=0.0000 ***
  消費支出(千円)               r=+0.446  p=0.0017 **
  年平均気温(℃)               r=+0.106  p=0.4776 
  降水日数(日)                r=-0.293  p=0.0458 *

【多重共線性の確認】
  小学教員児童比 × 中学教員生徒比: r=0.922 (p=0.0000) ← 高相関
  男子率 × 女子率:                 r=0.997 (p=0.0000) ← 高相関
  → 偏相関係数による解決と VIF 確認が必要

  偏相関(高齢化率・消費支出を統制):
    小学教員児童比 × 中学教員生徒比: 偏相関 r=0.770 (p=0.0000)
    男子率 × 女子率:                 偏相関 r=0.996 (p=0.0000)
💡 解説
  • sm.add_constant(X) — 切片項(定数1の列)を先頭に追加。statsmodelsで必須。
  • sm.OLS(y, X).fit() — 最小二乗法でモデルを推定。model.params, model.pvalues, model.conf_int() で結果取得。
💡 Python TIPS x if cond else y三項演算子。リスト内包表記と組み合わせると、forとifを1行で書けます。
やってみよう■ Step 3. VIF 確認(多重共線性ペア除外後)
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print("\n" + "=" * 65)
print("■ VIF 確認(回帰分析用変数セット)")
print("=" * 65)

# 標準化
df_z = df.copy()
for v in EXPLAIN_FULL + [TARGET]:
    mu, sd = df[v].mean(), df[v].std()
    df_z[v + '_z'] = (df[v] - mu) / sd

Z_FULL = [v + '_z' for v in EXPLAIN_FULL]
Z_REG  = [v + '_z' for v in EXPLAIN_REG]
▼ 実行結果
このステップは print はしません。データや図が裏で更新されただけ。次のステップへ進みましょう。
💡 解説
  • このステップでは前のステップで作ったデータを加工しています。コードを上から順に読んでみてください。
💡 Python TIPS r, p = stats.pearsonr(...) — Pythonは複数戻り値を同時に受け取れる(タプルアンパック)。
やってみよう■ Step 3. VIF 確認(多重共線性ペア除外後) — VIF: フルセット(多重共線性あり)
📝 コード
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# VIF: フルセット(多重共線性あり)
X_full = df_z[Z_FULL].values
vif_full = {}
print("VIF(フルセット — 多重共線性ペアを含む):")
for i, v in enumerate(EXPLAIN_FULL):
    vf = variance_inflation_factor(X_full, i)
    vif_full[v] = vf
    flag = ' ★高VIF' if vf > 5 else ''
    print(f"  {LABEL_MAP[v]:<22} VIF={vf:.2f}{flag}")
▼ 実行結果
このステップは print はしません。データや図が裏で更新されただけ。次のステップへ進みましょう。
💡 解説
  • このステップでは前のステップで作ったデータを加工しています。コードを上から順に読んでみてください。
💡 Python TIPS x if cond else y三項演算子。リスト内包表記と組み合わせると、forとifを1行で書けます。
やってみよう■ Step 3. VIF 確認(多重共線性ペア除外後) — VIF: 回帰分析用(女子率除外)
📝 コード
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# VIF: 回帰分析用(女子率除外)
X_reg = df_z[Z_REG].values
vif_reg = {}
print("\nVIF(回帰分析用 — 女子率除外後):")
for i, v in enumerate(EXPLAIN_REG):
    vf = variance_inflation_factor(X_reg, i)
    vif_reg[v] = vf
    flag = ' ★高VIF' if vf > 5 else ''
    print(f"  {LABEL_MAP[v]:<22} VIF={vf:.2f}{flag}")
▼ 実行結果
=================================================================
■ VIF 確認(回帰分析用変数セット)
=================================================================
VIF(フルセット — 多重共線性ペアを含む):
  小学教員/児童比(%)            VIF=7.20 ★高VIF
  中学教員/生徒比(%)            VIF=8.47 ★高VIF
  15歳未満男子率(%)            VIF=213.03 ★高VIF
  15歳未満女子率(%)            VIF=216.00 ★高VIF
  高齢化率(%)                VIF=3.96
  消費支出(千円)               VIF=1.65
  年平均気温(℃)               VIF=2.71
  降水日数(日)                VIF=1.30

VIF(回帰分析用 — 女子率除外後):
  小学教員/児童比(%)            VIF=7.18 ★高VIF
  中学教員/生徒比(%)            VIF=8.18 ★高VIF
  15歳未満男子率(%)            VIF=2.88
  高齢化率(%)                VIF=3.84
  消費支出(千円)               VIF=1.56
  年平均気温(℃)               VIF=2.69
  降水日数(日)                VIF=1.30
💡 解説
  • このステップでは前のステップで作ったデータを加工しています。コードを上から順に読んでみてください。
💡 Python TIPS df[col](1列)と df[[col1, col2]](複数列)でカッコの数が違います。リストを渡していると覚えるとミスを減らせます。
やってみよう■ Step 4. 重回帰分析(4グループ)
📝 コード
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print("\n" + "=" * 65)
print("■ 重回帰分析(4グループ)")
print("=" * 65)

# サブグループ定義
# 小学校水準 vs 中学校水準: 教員比の中央値で分割
# 男子率 vs 女子率優勢: 男子率の中央値で分割
elem_med = df['小学教員児童比'].median()
jhs_med  = df['中学教員生徒比'].median()
boy_med  = df['男子率'].median()

mask_elem_hi = df['小学教員児童比'] >= elem_med  # 小学校水準が高い都道府県
mask_jhs_hi  = df['中学教員生徒比'] >= jhs_med   # 中学校水準が高い都道府県
mask_boy_hi  = df['男子率'] >= boy_med            # 男子率が高い都道府県

GROUP_MASKS = {
    '小5男子型': mask_elem_hi &  mask_boy_hi,
    '小5女子型': mask_elem_hi & ~mask_boy_hi,
    '中2男子型': mask_jhs_hi  &  mask_boy_hi,
    '中2女子型': mask_jhs_hi  & ~mask_boy_hi,
}
GROUP_LABELS = list(GROUP_MASKS.keys())

reg_results = {}
for label, mask in GROUP_MASKS.items():
    sub = df_z[mask].reset_index(drop=True)
    n_sub = len(sub)
    if n_sub < len(Z_REG) + 2:
        # サブグループが小さすぎる場合は変数を絞る
        z_use = Z_REG[:4]
    else:
        z_use = Z_REG
    X_r = sm.add_constant(sub[z_use])
    y_r = sub[TARGET + '_z']
    reg = sm.OLS(y_r, X_r).fit(cov_type='HC1')
    reg_results[label] = (reg, z_use, n_sub)
    print(f"  {label} (n={n_sub}): R²={reg.rsquared:.3f}, "
          f"adj.R²={reg.rsquared_adj:.3f}")
▼ 実行結果
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■ 重回帰分析(4グループ)
=================================================================
  小5男子型 (n=10): R²=0.879, adj.R²=0.456
  小5女子型 (n=14): R²=0.777, adj.R²=0.517
  中2男子型 (n=10): R²=0.918, adj.R²=0.632
  中2女子型 (n=14): R²=0.916, adj.R²=0.819
💡 解説
  • sm.add_constant(X) — 切片項(定数1の列)を先頭に追加。statsmodelsで必須。
  • sm.OLS(y, X).fit() — 最小二乗法でモデルを推定。model.params, model.pvalues, model.conf_int() で結果取得。
💡 Python TIPS x if cond else y三項演算子。リスト内包表記と組み合わせると、forとifを1行で書けます。
やってみよう■ 図の生成(4枚)
📝 コード
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print("\n" + "=" * 65)
print("■ 図の生成(4枚)")
print("=" * 65)
▼ 実行結果
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■ 図の生成(4枚)
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💡 解説
  • このステップでは前のステップで作ったデータを加工しています。コードを上から順に読んでみてください。
💡 Python TIPS s[:-n]「末尾n文字を除く」/s[n:]「先頭n文字を除く」。スライス [start:stop:step] はリスト・タプル・文字列共通の基本ワザです。
やってみよう図4: 都道府県別 教育関与度スコアランキング
📝 コード
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print("図4: 都道府県別 教育関与度スコアランキングを作成中...")

fig4, (ax4a, ax4b) = plt.subplots(1, 2, figsize=(14, 11))
fig4.suptitle('都道府県別 教育関与度スコアと高校進学率ランキング\n(SSDSE-B-2026 / 2022年度)',
              fontsize=12, fontweight='bold')

N = len(df_rank)
▼ 実行結果
このステップは print はしません。データや図が裏で更新されただけ。次のステップへ進みましょう。
💡 解説
  • fig, ax = plt.subplots(...) — 図全体(fig)と軸(ax)を作る定番。以降は ax.bar(...) 等で操作。
💡 Python TIPS .dropna() は欠損行を除去、.copy() は独立したコピーを作る。pandasで警告を防ぐ定石。
やってみよう図4: 都道府県別 教育関与度スコアランキング — 左: 教育関与度スコアランキング(横棒)
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# 左: 教育関与度スコアランキング(横棒)
short_names = (df_rank['都道府県']
               .str.replace('県', '').str.replace('府', '')
               .str.replace('都', '').str.replace('道', ''))

score_vals = df_rank['教育関与度スコア'].values
bar_colors4a = ['#E53935' if s >= score_vals[N // 3]
                else '#FF8F00' if s >= 0
                else '#1565C0'
                for s in score_vals]
# 反転(1位が上)
score_plot  = score_vals[::-1]
names_plot  = short_names.values[::-1]
colors_plot = bar_colors4a[::-1]

ax4a.barh(range(N), score_plot, color=colors_plot, alpha=0.85, edgecolor='white')
ax4a.set_yticks(range(N))
ax4a.set_yticklabels(names_plot, fontsize=7)
ax4a.axvline(0, color='black', linewidth=1.2)
ax4a.set_xlabel('教育関与度スコア(小学教員比×0.4 + 中学教員比×0.4 + 消費支出×0.2)',
                fontsize=8.5)
ax4a.set_title('都道府県別 教育関与度スコア\n(赤: 上位群, 青: 下位群)',
               fontsize=10, fontweight='bold')
ax4a.grid(axis='x', alpha=0.3)

from matplotlib.patches import Patch
handles4a = [Patch(color='#E53935', alpha=0.85, label='上位群(スコア高)'),
             Patch(color='#FF8F00', alpha=0.85, label='中位群'),
             Patch(color='#1565C0', alpha=0.85, label='下位群(スコア低)')]
ax4a.legend(handles=handles4a, fontsize=8, loc='lower right')
▼ 実行結果
このステップは print はしません。データや図が裏で更新されただけ。次のステップへ進みましょう。
💡 解説
  • import pandas as pd など — 必要なライブラリをまとめて呼び出します。as pd は短い別名(alias)。
  • ax.axhline / ax.axvline — 水平/垂直の点線。平均線や基準線として定番。
💡 Python TIPS f"...{x}..."f-string。文字列の中に {変数} と書くだけで埋め込めて、{x:.2f} のように書式も指定できます。
やってみよう図4: 都道府県別 教育関与度スコアランキング — 右: 散布図(教育関与度スコア vs 高校進学率)
📝 コード
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# 右: 散布図(教育関与度スコア vs 高校進学率)
scatter_colors = ['#E53935' if s >= score_vals[N // 3]
                  else '#FF8F00' if s >= 0
                  else '#1565C0'
                  for s in df['教育関与度スコア'].values]

ax4b.scatter(df['教育関与度スコア'], df['高校進学率'],
             c=scatter_colors, alpha=0.75, s=60, edgecolors='white', linewidth=0.5)
▼ 実行結果
このステップは print はしません。データや図が裏で更新されただけ。次のステップへ進みましょう。
💡 解説
  • このステップでは前のステップで作ったデータを加工しています。コードを上から順に読んでみてください。
💡 Python TIPS df['A'] / df['B'] — pandasの列同士の四則演算は要素ごと(element-wise)。forループ不要なのが強み。
やってみよう図4: 都道府県別 教育関与度スコアランキング回帰直線
📝 コード
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# 回帰直線
x_sc = df['教育関与度スコア'].values
y_sc = df['高校進学率'].values
slope, intercept, r_sc, p_sc, _ = __import__('scipy.stats', fromlist=['linregress']).linregress(x_sc, y_sc)
x_line = [x_sc.min(), x_sc.max()]
y_line = [slope * x + intercept for x in x_line]
ax4b.plot(x_line, y_line, 'k--', linewidth=1.5, alpha=0.7,
          label=f'回帰直線 (r={r_sc:.3f}{"***" if p_sc<0.001 else "**" if p_sc<0.01 else "*" if p_sc<0.05 else ""})')
▼ 実行結果
このステップは print はしません。データや図が裏で更新されただけ。次のステップへ進みましょう。
💡 解説
  • このステップでは前のステップで作ったデータを加工しています。コードを上から順に読んでみてください。
💡 Python TIPS Seriesの .map() は「1対1の置き換え」、.apply() は「関数を当てる」。辞書なら .map()、ロジックなら .apply()
やってみよう図4: 都道府県別 教育関与度スコアランキング — 上位5・下位5の都道府県名ラベル
📝 コード
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# 上位5・下位5の都道府県名ラベル
for _, row in pd.concat([df_rank.head(5), df_rank.tail(5)]).iterrows():
    pref = row['都道府県']
    row_data = df[df['都道府県'] == pref].iloc[0]
    ax4b.annotate(
        pref.replace('県','').replace('府','').replace('都','').replace('道',''),
        (row_data['教育関与度スコア'], row_data['高校進学率']),
        fontsize=7.5, fontweight='bold',
        xytext=(4, 4), textcoords='offset points',
        color='#333'
    )

ax4b.set_xlabel('教育関与度スコア', fontsize=11)
ax4b.set_ylabel('高校進学率 (%)', fontsize=11)
ax4b.set_title('教育関与度スコア vs 高校進学率\n(都道府県別散布図)',
               fontsize=10, fontweight='bold')
ax4b.legend(fontsize=9)
ax4b.grid(True, alpha=0.3)

plt.tight_layout()
fig4.savefig(os.path.join(FIG_DIR, '2024_H3_fig4_rank.png'), bbox_inches='tight', dpi=150)
plt.close(fig4)
print("  → 2024_H3_fig4_rank.png 保存完了")

print("\n" + "=" * 65)
print("全図の生成完了(4枚)")
print("=" * 65)
print(f"\n保存先: {FIG_DIR}")
print("  2024_H3_fig1_corr.png  - 相関行列ヒートマップ + 相関係数棒グラフ")
print("  2024_H3_fig2_coef.png  - 4グループの重回帰係数比較")
print("  2024_H3_fig3_vif.png   - VIF棒グラフ(フルセット vs 縮約セット)")
print("  2024_H3_fig4_rank.png  - 教育関与度スコアランキングと散布図")
▼ 実行結果
図4: 都道府県別 教育関与度スコアランキングを作成中...
  → 2024_H3_fig4_rank.png 保存完了

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全図の生成完了(4枚)
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保存先: html/figures
  2024_H3_fig1_corr.png  - 相関行列ヒートマップ + 相関係数棒グラフ
  2024_H3_fig2_coef.png  - 4グループの重回帰係数比較
  2024_H3_fig3_vif.png   - VIF棒グラフ(フルセット vs 縮約セット)
  2024_H3_fig4_rank.png  - 教育関与度スコアランキングと散布図
💡 解説
  • for _, row in df.iterrows() — DataFrameを1行ずつ取り出すループ。1点ずつ描画したいときに使用。
💡 Python TIPS [式 for x in リスト]リスト内包表記。forループでappendする代わりに1行でリストを作れます。

まとめ

主要な発見

  1. スポ少団体数が最重要変数:全4グループで一貫して正の有意な影響。地域のスポーツ少年団整備が体力向上に直結。
  2. 多重共線性を偏相関で解決:スポ少団体数とスポ少所属割合(r=0.974)の多重共線性を偏相関分析で整理し、より精緻なモデルを構築。
  3. 愛知県の問題:運動時間が全国46位という低さが体力低位の主因。経済的豊かさや学力の高さとは相反する体力の低さが特徴的。
政策的示唆 子どもの体力向上には「スポーツ少年団の設立・維持支援」と「1日の運動時間の確保(授業や放課後活動)」が最重要。愛知県のような都市部では、勉強時間との競合に対処するため「体育授業の質的向上」が有効な手段となりうる。
教育的価値(この分析から学べること)
  • 体力・運動能力の経年変化:全国体力テストデータ時系列分析。社会変化(ゲーム普及・コロナ)の影響を読み取れる。
  • 年齢・性別補正:体力データは年齢・性別で大きく違うため、層別分析が必須。
  • 経年比較の難しさ:テスト項目や方法が変わると単純比較できない。『同一条件』の維持が重要。

データ・コードのダウンロード

分析スクリプト(2024_H3_suri.py)
データ出典
全国体力・運動能力、運動習慣等調査文部科学省
SSDSE-B(都道府県別社会経済指標)統計数理研究所 SSDSE
スポーツ少年団団体・団員数日本スポーツ協会

本教育用コードは合成データを使用(np.random.seed(42))。実際の分析は文部科学省・日本スポーツ協会の実データによる。

教育用再現コード | 2024年 統計データ分析コンペティション 統計数理賞 [高校生の部] | 愛知県立一宮高等学校

⚠️ よくある誤解と注意点

統計分析の解釈で初心者がやりがちな勘違いをまとめます。特に「相関因果の混同」「p値の過信」は研究現場でもよく起きる落とし穴です。本文を読む前にも、読んだ後にも、目を通してみてください。

❌ 「相関がある=因果関係がある」ではない
疑似相関spurious correlationとは、見かけ上は関係があるように見えるが、実際は無関係、または第三の変数(交絡変数)が両方に影響しているだけの現象です。

古典例: アイスクリームの売上 と 水難事故件数 は強く相関するが、片方が他方を引き起こしているわけではない。両者とも「夏の暑さ」という第三の変数に引きずられているだけ。

論文を読むときの心構え: 「○○と△△に強い相関が見られた」だけで終わっている主張は、本当に因果関係があるのか、それとも第三の変数(人口・所得・地理など)が共通要因として効いているだけではないかを必ず疑ってください。
❌ 「p値が小さい=重要な発見」ではない
p値が小さい(例えば p < 0.001)ことは「統計的に偶然とは考えにくい」という意味であって、「実用的に大きな効果がある」という意味ではありません。

例: 巨大なサンプルサイズ(n=100,000)では、相関係数 r=0.02 でも p < 0.001 になります。しかし r=0.02 は実用上ほぼ無視できる関係です。

正しい読み方: p値効果量係数の大きさ、相関係数の値)の両方をセットで判断してください。p値だけで「重要な発見」と結論づけるのは誤りです。
❌ 「回帰係数が大きい=重要な変数」ではない
回帰係数の絶対値は、説明変数単位に強く依存します。「年収(万円)」と「失業率(%)」の係数を直接比較しても意味がありません。

正しい比較方法: (1) 標準化係数(各変数を平均0・分散1に変換した上での係数)を使う、(2) 限界効果(変数を1標準偏差動かしたときのyの変化)で比較する。

また、係数の大きさが「因果関係の強さ」を意味するわけでもありません。あくまで「相関的な関連の強さ」です。
❌ 「外れ値を除外すれば正しい結果」ではない
外れ値(極端な値)を「目障りだから」「結果が綺麗にならないから」という理由で除外するのは分析の改ざんに近い行為です。

外れ値が示すもの: 本当に重要な情報(東京の超高密度、北海道の超低密度など)であることが多い。外れ値を取り除くと「日本全体の傾向」を見誤る原因になります。

正しい対処: (1) 外れ値の出現要因を調査する(なぜ東京だけ突出するのか)、(2) ノンパラメトリック手法(Spearman相関Kruskal-Wallis)を使う、(3) 外れ値を含む結果と除外した結果の両方を提示し、解釈を読者に委ねる。
❌ 「サンプルサイズが大きい=信頼できる」ではない
サンプルサイズ(n)が大きいと統計的検定の検出力は上がりますが、それは「偶然による誤差を減らす効果」にすぎません。

nが大きくても解消されない問題:
選択バイアス標本が偏っている)
測定誤差(変数の定義が曖昧)
欠損値のパターン(欠損がランダムでない)
交絡変数の見落とし

例: 1万人にWeb調査して「ネット利用と幸福度は強く相関」と言っても、そもそも回答者がネットユーザー寄りに偏っているため、母集団全体の結論にはなりません。
❌ 「複雑なモデル=より良い分析」ではない
ランダムフォレストニューラルネット・複雑な階層モデルなど、高度な手法を使えば「良い分析」と感じがちですが、必ずしもそうではありません。

過学習(overfitting)の罠: モデルが複雑すぎると、訓練データ偶然のパターンまで学習してしまい、新しいデータでは予測精度が落ちます。

シンプルさの価値: 重回帰分析相関分析は「結果が解釈しやすい」「再現性が高い」という大きな利点があります。複雑な手法はシンプルな手法で答えが出ない時の最後の手段です。
❌ 「多重共線性は気にしなくていい」ではない
多重共線性とは、説明変数同士の相関が極めて強い状態のこと。これを放置すると、回帰係数符号や大きさが入れ替わる異常事態が起こります。

典型例: 「総人口」と「労働力人口」を同時に投入すると、両者の相関が r=0.99 になり、係数推定が極端に不安定になります。「総人口は正だが、労働力人口は負」のような解釈不能な結果になりがちです。

診断と対処:
VIF(分散拡大係数)を計算し、VIF > 10 の変数を確認
相関行列で |r| > 0.8 のペアをチェック
・対処法:一方を除外、合成変数(PCA)に変換、Ridge回帰で安定化
❌ 「R²が高い=良いモデル」ではない
決定係数 R² はモデルの「当てはまりの良さ」を示しますが、 が高くてもモデルが正しいとは限りません

が高くなる罠:
説明変数を増やせば は自動的に上がる(無関係な変数を追加してもは下がらない)
時系列データでは、共通のトレンド(時間とともに増加)があるだけで が 0.9 を超える
サンプルサイズが小さいとが過大評価される

代替指標: 調整済み (変数の数でペナルティ)AICBICモデル選択基準)を併用してください。予測力の真の評価には交差検証(cross-validation)テストデータ を見ること。
❌ 「ステップワイズで選んだ変数は重要」ではない
ステップワイズ法(バックワード・フォワード選択)は便利ですが、p値ベースの変数選択は再現性に問題があると批判されています。

問題点:
同じデータでも実行順序によって最終モデルが変わる
p値を繰り返し見ることで「偶然に有意な変数」を拾ってしまう(p-hacking
係数標準誤差が過小評価され、信頼区間が嘘っぽくなる

より良い方法:
事前に変数を理論で絞る(先行研究から候補を選ぶ)
LASSO回帰(自動かつ統計的に正当化された変数選択)を使う
交差検証AIC/BIC 最小モデルを選ぶ
❌ 「線形回帰なら線形関係を前提にすべき」
重回帰分析線形関係を前提とします。実際の関係が非線形なのに線形モデルで分析すると、本当の関係を見逃します

非線形の例:
U字型関係: 失業率と物価上昇率(フィリップス曲線)
逓減効果: 所得と幸福度(年収 800万円までは強い正の効果、それ以上は飽和)
閾値効果: 高齢化率と医療費(ある水準を超えると急激に上がる)

診断と対処:
残差プロット残差が0周辺に均等に分布しているか確認
変数の対数変換・二乗項追加で非線形性を取り込む
・どうしても線形では捉えられないなら、機械学習RF・GBM)を併用する
❌ 「データに当てはまった=予測に使える」ではない
「過去のデータでフィットしたから将来も予測できる」と思うのは危険です。

過学習(overfitting)の例: 47都道府県のデータに10個の説明変数を投入すれば、ほぼ完璧にフィットします(自由度がほぼゼロ)。でもそのモデルを新しい年度に適用すると、予測精度はほぼランダム並みに落ちることがあります。

正しい予測力の評価:
・データを訓練用 70%テスト用 30%に分割し、テスト用での予測精度を見る
k分割交差検証(k-fold CV)で予測の安定性を確認
・「説明変数の数 ≪ サンプルサイズ」のバランスを意識(目安:n > 10 × 変数数)

📖 用語集(この記事に出てくる統計用語)

統計の基本用語を初心者向けに解説します。本文中で見慣れない言葉が出てきたら、ここに戻って確認してください。

p値
「効果がない」と仮定したときに、観察されたデータ(またはより極端なデータ)が得られる確率。0〜1の値で、慣例的に 0.05(5%)未満を「有意」と判断する。
有意水準
「偶然」と「意味のある違い」を分ける基準。通常 α=0.05(5%)を使う。p値 < α なら「有意」と判定。
信頼区間
「真の値はこの範囲にあるだろう」という幅。95%信頼区間 = 同じ実験を100回繰り返したら95回はこの範囲に真の値が入る。
サンプルサイズ
分析に使ったデータ点の数(n)。一般にnが大きいほど推定が安定し、わずかな差も検出できるようになる。
標準誤差
推定値(係数など)のばらつきの目安。標準誤差が小さいほど推定値が安定している。
正規分布
釣鐘型の左右対称な分布。多くのパラメトリック検定(t検定F検定など)は「データが正規分布に従う」ことを仮定する。
因果相関
相関がある」と「原因と結果の関係(因果)」は別物。アイスクリームの売上と水難事故は相関するが、原因は両者とも「夏の暑さ」。
外れ値
他のデータから極端に離れた値。分析結果を歪める原因になるため、検出して除外するか別途扱う必要がある。
欠損値
データが取得できなかった部分(NaN・空白)。除外するか補完(平均代入・回帰代入など)するかが分析上の重要な判断点。
VIF
Variance Inflation Factor分散拡大係数)。多重共線性の強さを示す指標。VIF > 10 で「強い多重共線性あり」と判断。
係数回帰係数
説明変数 x が1単位増えたとき、目的変数 y が平均でどれだけ変化するか」を示す数値。正の値は正の影響、負の値は負の影響。
多重共線性
説明変数同士の相関が強すぎる状態。係数推定が不安定になり、解釈を誤る原因になる。VIF > 10 が警告サイン。
標準化係数
変数の単位の影響を取り除いた係数。複数の変数の影響の大きさを単位に依存せず比較するために使う。
決定係数 R²
回帰モデル目的変数のばらつきの何%を説明できるかを示す指標。0〜1の値で、1に近いほどモデルの説明力が高い。

📐 使っている手法をわかりやすく解説

統計手法について「何のためか」「結果をどう読むか」を初心者向けに解説します。

◆ 統計の基本概念(どの論文にも共通)

🔍 p値有意確率)とは
何?
「もし本当に効果がなかったとしたら、今回の結果(またはもっと極端な結果)が偶然起きる確率」のこと。
なぜ必要?
帰無仮説(「効果なし」の仮定)のもとで検定統計量の分布から計算する。
何がわかる?
「この関係は偶然ではなく、統計的に意味がある」と主張するための客観的な根拠になる。
読み方
p < 0.05(5%未満)を「統計的に有意」と判断するのが慣例。ただし「p値が小さい=効果が大きい」ではない。効果量係数の大きさ)とセットで判断する。
🗂️ ノンパラメトリック検定とは(なぜ使うのか)
何?
「データが正規分布に従う」という仮定を置かない検定手法の総称。Kruskal-Wallis検定・Mann-Whitney U検定などが代表例。
なぜ必要?
データの値ではなく「順位」に変換して検定統計量を計算する。外れ値や偏った分布に対しても安定して機能する。
何がわかる?
サンプルサイズが小さい・データが歪んでいる・外れ値がある場合でも、グループ差の有無を検定できる。
読み方
「なぜノンパラメトリックを選ぶのか」の理由を示すには、正規性検定(Shapiro-Wilk)の結果を添えるのが望ましい。結果の解釈は対応するパラメトリック検定と同様(p < 0.05 で有意差あり)。

◆ この論文で使われている手法

📈 重回帰分析
何?
複数の説明変数(原因候補)が1つの目的変数(結果)にどれだけ影響するかを同時に推定する手法。
どう使う?
目的変数 y を複数の説明変数 x₁, x₂, … で予測する式(y = a₁x₁ + a₂x₂ + … + b)を最小二乗法でフィットさせる。
何がわかる?
複数の要因が混在するなかで「どれが一番効いているか」を一度に検証できる。交絡変数を統制できる。
結果の読み方
係数(a₁, a₂…)のプラスは正の影響、マイナスは負の影響。p < 0.05 で統計的に有意。が1に近いほどモデルの説明力が高い。
⚠️ 注意点
(1) 多重共線性を必ずVIFで確認(VIF>10で警告)。(2) 線形性の仮定—関係が曲線なら対数変換や二乗項を追加。(3) 残差プロット正規性・等分散性を確認。(4) サンプル数は最低でも「説明変数数×10」が目安。(5) 外れ値1つ係数が大きく変わるのでCook距離で確認。
🔗 相関分析
何?
2つの変数の「一緒に増減する傾向の強さと向き」を −1〜+1 の相関係数 r で数値化する手法。
どう使う?
散布図を描き、Pearson(連続データ)または Spearman(順序データ・外れ値に強い)の相関係数を計算する。
何がわかる?
「気温が高い県ほど熱中症指標が高い」などの傾向を素早く確認できる。変数選択の第一歩として使われることも多い。
結果の読み方
r > +0.7 は強い正の相関、r < −0.7 は強い負の相関、|r| < 0.3 はほぼ無相関相関因果関係を示すものではない点に注意。
⚠️ 注意点
(1) 多重共線性を必ずVIFで確認(VIF>10で警告)。(2) 線形性の仮定—関係が曲線なら対数変換や二乗項を追加。(3) 残差プロット正規性・等分散性を確認。(4) サンプル数は最低でも「説明変数数×10」が目安。(5) 外れ値1つ係数が大きく変わるのでCook距離で確認。
🎛️ AIC基準によるステップワイズ変数選択
何?
多数の候補変数からモデルの「精度」と「複雑さ」のバランスが最良な変数の組み合わせを自動選択する手法。
どう使う?
バックワード(全変数から除去)またはフォワード(空から追加)で、AIC最小を目指して変数を探索する。
何がわかる?
「30変数中で最も説明力が高い5変数はどれか」を客観基準で決められる。恣意的な変数選択を回避できる。
結果の読み方
AICは小さいほど良い。最終的に残った変数がモデルに「有効」と判断された変数。
⚠️ 注意点
(1) 多重共線性を必ずVIFで確認(VIF>10で警告)。(2) 線形性の仮定—関係が曲線なら対数変換や二乗項を追加。(3) 残差プロット正規性・等分散性を確認。(4) サンプル数は最低でも「説明変数数×10」が目安。(5) 外れ値1つ係数が大きく変わるのでCook距離で確認。
↔️ VAR(ベクトル自己回帰)/ Granger因果検定
何?
複数の時系列変数が互いに影響し合う関係を分析する手法(VAR)と、「AがBの予測に役立つか」を検定する手法(Granger因果)。
どう使う?
VARは全変数を互いに説明変数として同時回帰Granger因果F検定でAのラグ変数がBの予測精度を向上させるかを確認する。
何がわかる?
「女性就業率と出生率はどちらが先に動くか」「リード・ラグ関係」を特定できる。
結果の読み方
Granger因果 p < 0.05 → 「Aの過去値はBの予測に役立つ」(ただし真の因果とは限らない)。
⚠️ 注意点
(1) 多重共線性を必ずVIFで確認(VIF>10で警告)。(2) 線形性の仮定—関係が曲線なら対数変換や二乗項を追加。(3) 残差プロット正規性・等分散性を確認。(4) サンプル数は最低でも「説明変数数×10」が目安。(5) 外れ値1つ係数が大きく変わるのでCook距離で確認。

🚀 発展の可能性(結果 X → 新仮説 Y → 課題 Z)

この研究をさらに発展させるための3つの方向性を示します。「今回わかったこと(X)」から「次に検証すべき仮説(Y)」を立て、「具体的に何をするか(Z)」まで考えてみましょう。

① データ・時間的拡張
結果 X
本論文は特定の年度・地域の断面データ(または限られた時系列)で分析を行った。
新仮説 Y
より新しい年度のデータや市区町村レベルの細粒度データを使えば、知見の時間的頑健性や地域内格差を検証できる。
課題 Z
(1)統計センターから最新の SSDSE をダウンロードし、同じ分析を再実行する。(2)結果が変わった場合、その要因(コロナ・政策変化など)を考察する。(3)市区町村データ(SSDSE-A/C/F)で分析単位を細かくした場合の結果と比較する。
② 手法の発展:重回帰分析 の次のステップ
結果 X
本論文は 重回帰分析 を用いた推定を行った。
新仮説 Y
パネルデータ固定効果モデルFE)による都道府県固有の差の統制 により、本分析では統制できていない問題を解消できる可能性がある。
課題 Z
(1)パネルデータ固定効果モデルFE)による都道府県固有の差の統制 を実装し、本論文の係数推定と比較する。(2)操作変数法IV)による内生性の解消 も試し、結果の頑健性を確認する。(3)推定結果の変化から、元の分析の仮定のどれが重要だったかを考察する。
③ 政策提言・実践への応用
結果 X
本論文は分析結果から特定の変数が目的変数に影響することを示した。
新仮説 Y
分析対象を日本全国から特定地域に絞ること、または逆に国際比較に拡張することで、政策の移転可能性と文脈依存性を検証できる。
課題 Z
(1)有意な変数を「政策で変えられるもの」と「変えにくいもの」に分類する。(2)政策で変えられる変数について、係数の大きさから「どれだけ変えればどれだけ効果があるか」を試算する。(3)自治体・政策立案者への提言として、実現可能なアクションプランを1枚にまとめる。

🎯 自分でやってみよう(5つのチャレンジ)

学んだだけでは身につきません。実際に手を動かすのが最強の学習方法です。本論文のスクリプトをベースに、以下のチャレンジに挑戦してみてください。難易度別に5つ用意しました。

★☆☆☆☆ 入門
CH1. 同じデータで分析を再現する
まずは付属の Python スクリプトをそのまま実行し、論文と同じ図を再現してみてください。
ポイント: 各図がどのコード行から生成されているか辿る。エラーが出たら原因を考える。
★★☆☆☆ 初級
CH2. 説明変数を1つ追加・除外して結果を比較
本論文の分析モデルから説明変数を1つ抜いて再実行、あるいは1つ追加して再実行してください。
ポイント: 係数p値 がどう変わったか観察する。多重共線性が原因で結果が変わる例を見つけられたら理想的。
★★★☆☆ 中級
CH3. 別の年度・別の都道府県で同じ分析を試す
SSDSE の別の年度(例:2015年度・2020年度)または特定都道府県のみのデータで同じ分析を実行してください。
ポイント: 時代や地域によって結論が変わるか? 変わるならその理由を考察する。
★★★★☆ 上級
CH4. 別の手法を組み合わせる
本論文の手法 + 1つの追加手法(例:重回帰 + LASSO相関分析 + 主成分分析)で結果を比較してください。
ポイント: 手法の違いで結論が変わるか? どちらが妥当かを「なぜ」とともに説明できるように。
★★★★★ 発展
CH5. オリジナルの問いを立てて分析する
本論文の手法を借りて、あなた自身の問いを立てて分析してください。 例:「カフェの数と幸福度に関連はあるか」「教育費の高い県は出生率も高いか」など。
ポイント: 問い・データ・手法・結論を1ページのレポートにまとめる。これがデータサイエンスの「実践」。
💡 ヒント: 詰まったら本サイトの他の論文(同じ手法を使っている)のスクリプトをコピーして組み合わせるのが効率的です。手法ガイド・用語集も参考に。

💼 この手法は実社会でこう使われている

本論文で学んだ手法は、研究の世界だけでなく、行政・企業・NPO の現場でも様々に活用されています。具体的なシーンを紹介します。

🏛️
行政の政策立案
都道府県・市区町村の政策担当者は、本論文と同様のデータ分析を用いて「どこに予算を投じれば効果が出るか」を検討します。 例えば医療費削減策、移住促進策、子育て支援策などの効果予測・効果検証に直結します。
🏢
企業のマーケティング・出店戦略
小売チェーン・サービス業の出店戦略では、地域特性(人口構成、所得、ライフスタイル)と売上の関係を本論文と同じ手法で分析します。 ECサイトでも顧客セグメント分析・購買要因分析に類似手法が使われます。
🏥
医療・公衆衛生
感染症の流行予測、医療資源配分の最適化、健康格差の地域要因分析などで、本論文の統計手法は標準的に使われています。 WHO・厚労省レベルの政策評価でも同じ手法が活躍しています。
📊
メディア・ジャーナリズム
新聞・テレビの社会調査記事、選挙予測、世論調査の分析でも、本論文と同じ手法(回帰分析・クラスタリングなど)が使われています。 データジャーナリズムの記事はこの種の分析が中核です。
🎓
学術研究(隣接分野)
経済学・社会学・公衆衛生学・教育学・地理学などの実証研究では、本論文と同じ手法が日常的に使われます。 専門誌に掲載される論文の8割以上が、こうした統計手法に基づいて結論を出しています。
💰
金融・保険業界
与信判断(融資審査)、保険料の地域別設定、不動産価格予測などで、本論文と同様のモデリング手法が広く活用されています。 統計分析の能力は金融業界の必須スキルになっています。

🤔 よくある質問(読者からの想定Q&A)

この論文を読んで初心者が抱きやすい疑問に、教育的観点から答えます。

Q1. この分析、自分でもできますか?
はい、できます。SSDSE データは無料で公開されており、Python の pandas, scikit-learn, statsmodels を使えば全く同じ手順で再現可能です。本ページ下部のスクリプトを実行するだけで結果が得られます。
Q2. 使われている手法は他の分野にも応用できますか?
十分応用可能です。本論文の[手法]は、医療・教育・経済・環境など他のドメインでも標準的に使われる手法です。データの中身(変数)を入れ替えるだけで、別の問いにも適用できます。
Q3. 結論は本当に「因果関係」を示していますか?
本論文は「観察データ」を使った分析であり、厳密な意味での「因果関係」を完全に証明したわけではありません。あくまで「強い関連が見られた」という事実を提示しているにとどまります。真の因果を示すには、無作為化比較試験(RCT)か、自然実験を活用したIVDiD 等の手法が必要です。
Q4. データの最新版を使うとどうなりますか?
SSDSE は毎年更新されているため、最新版を使えば近年のトレンド(特にコロナ禍以降の変化)も含めて分析できます。ただし、結論が変わる可能性もあります。それ自体が新しい発見につながります。
Q5. もっと深く学ぶには何を読めばいいですか?
「計量経済学」「データサイエンス入門」「統計的因果推論」などのテキストが入門に向いています。Python の場合は『Python ではじめる機械学習』(オライリー)、R の場合は『R で学ぶ統計学』が定番です。本サイトの他の論文も読み比べてみてください。