迮燕華
摘 要: 本文根據(jù)正態(tài)分布的峰度和偏度,檢驗成績是否服從正態(tài)分布,并對可能出現(xiàn)的四種情況進行相應(yīng)的分析,通過實例驗證正態(tài)分布在成績分析中的重要作用。
關(guān)鍵詞: 正態(tài)分布 峰度 偏度 成績分析
一、成績正態(tài)分析的意義
成績分析在高校中有重要意義,一方面可以由此了解考試命題是否合理,成績評定是否科學(xué),考試組織是否有問題等,從而為改進和完善考試工作提供重要的信息依據(jù)。另一方面可以進一步挖掘成績中存儲的信息資料,發(fā)現(xiàn)教學(xué)中存在的問題和不足,以促進教學(xué)改革和管理工作。
按照數(shù)理統(tǒng)計學(xué)的基本原理,考試成績的分布應(yīng)該是正態(tài)分布。早在1963年,美國人卡羅爾(Carroll)就提出,對同一學(xué)生群體,在相同的教學(xué)和學(xué)習(xí)環(huán)境下,客觀真實的考試成績服從正態(tài)分布規(guī)律。由于客觀真實的考試成績服從正態(tài)分布規(guī)律,在進行成績分析時,就有規(guī)律可循,就可以根據(jù)“兩頭小,中間大”的正態(tài)分布特點,檢驗實際考試成績是否符合這一規(guī)律,從而根據(jù)這一規(guī)律查找原因與不足,并及時糾正。
二、正態(tài)分布的相關(guān)概念
正態(tài)分布(Normal distribution),又名高斯分布(Gaussian distribution),是一個在數(shù)學(xué)、物理及工程等領(lǐng)域都非常重要的概率分布,在統(tǒng)計學(xué)的許多方面有重大的影響力。若隨機變量服從一個位置參數(shù)為、尺度參數(shù)為的概率分布,記為:則其概率密度函數(shù)為正態(tài)分布的數(shù)學(xué)期望值或期望值等于位置參數(shù),決定了分布的位置;其方差的開平方或標(biāo)準(zhǔn)差等于尺度參數(shù),決定了分布的幅度。正態(tài)分布的概率密度函數(shù)曲線呈鐘形,因此人們又經(jīng)常稱之為鐘形曲線。
偏度主要描述某總體取值分布的對稱性。偏度為0,表示該總體數(shù)據(jù)分布形態(tài)與正態(tài)分布的偏斜程度相同;偏度大于0,表示該總體數(shù)據(jù)分布形態(tài)與正態(tài)分布相比正偏或右偏,即有一條長尾巴拖在右邊,數(shù)據(jù)右端有較多的極端值;偏度小于0,表示該總體數(shù)據(jù)分布形態(tài)與正態(tài)分布相比為負偏或左偏,即有一條長尾拖在左邊,數(shù)據(jù)左端有較多的極端值。偏度的絕對值數(shù)值越大,表示其分布形態(tài)的偏斜程度越大。
峰度是描述總體中所有取值分布形態(tài)陡緩程度的統(tǒng)計量。峰度為0,表示該總體數(shù)據(jù)分布與正態(tài)分布的陡緩程度相同;峰度大于0,表示該總體數(shù)據(jù)分布與正態(tài)分布比較較為陡峭,為尖頂峰;峰度小于0,表示該總體數(shù)據(jù)分布與正態(tài)分布相比較為平坦,為平頂峰。峰度的絕對值數(shù)值越大,表示其分布形態(tài)的陡緩程度與正態(tài)分布的差異程度越大。
三、正態(tài)分布在成績分析中的應(yīng)用
我們運用spss軟件計算出偏度系數(shù)和峰度系數(shù),然后與spss軟件的參照數(shù)據(jù)0進行比較,從而檢驗成績是否服從正態(tài)分布。
在實際成績分析中,主要會出現(xiàn)以下幾種情況。
1.偏度>0,峰度>0,表示該成績數(shù)據(jù)分布形態(tài)與正態(tài)分布相比右偏且較為陡峭,即該成績數(shù)據(jù)在低分段過于集中。出現(xiàn)這種情況,可能的原因有試題較難,難點較多且較難;老師存在提分現(xiàn)象(提至60分);老師出的試題與學(xué)生復(fù)習(xí)的重點不一樣,且學(xué)生過于注重課本內(nèi)的知識,課外的較少;學(xué)生有“60分萬歲,多一分浪費”的觀念,等等。
2.偏度>0,峰度<0,表示該成績數(shù)據(jù)分布形態(tài)與正態(tài)分布相比右偏且較為平坦,即在低分段分布較為平坦。出現(xiàn)這種情況,可能的原因有試題過難;學(xué)生的整體學(xué)習(xí)效果較差,且學(xué)習(xí)水平不一,處于中游的學(xué)生不多。
3.偏度<0,峰度>0,表示該成績數(shù)據(jù)分布形態(tài)與正態(tài)分布相比左偏且較為陡峭,即在高分段過于集中。出現(xiàn)這種情況,可能的原因有試題過于簡單,難點少;老師考前劃題嚴(yán)重;學(xué)生的整體學(xué)習(xí)效果較好,等等。
4.偏度<0,峰度<0,表示該成績數(shù)據(jù)分布形態(tài)與正態(tài)分布相比左偏且較為平坦,即在高分段分布較為平坦。出現(xiàn)這種情況,可能的原因是試題過于簡單;學(xué)生的整體學(xué)習(xí)效果較好,且學(xué)習(xí)水平不一,處于中游的學(xué)生不多。
以我院某次期中考試的成績?yōu)槔t(yī)學(xué)影像技術(shù)專業(yè)的《人體解剖生理學(xué)》與2013級全院學(xué)生的《英語》平均分分別為39.58和81.93。若僅從平均分說,我們的一般理解是英語考得比較好。但是如果比較兩門課程的偏度和峰度,就會看到一些表面上難以看出的問題。《人體解剖生理學(xué)》的偏度為0.510,峰度為-0.434,成績分布基本還是比較符合正態(tài)分布的,但是可能試題過難。而《英語》課程的偏度達到-1.984,峰度為5.697,整個成績分布出現(xiàn)嚴(yán)重的左偏,比正態(tài)分布更陡峭,可能試題過于簡單。由于這兩門課程的異常,我們對這兩門課程的試題和學(xué)生的學(xué)情進行了調(diào)查分析。
《人體解剖生理學(xué)》由于專業(yè)所屬系部與課程歸屬系部不同,任課教師對學(xué)情了解分析不夠,考前缺乏必要的針對性輔導(dǎo),學(xué)生在學(xué)習(xí)主動性、學(xué)習(xí)方法和刻苦程度等方面略有欠缺,個別試題的確超出教學(xué)內(nèi)容的范圍?!队⒄Z》則是期中考試前上課內(nèi)容較少,考試內(nèi)容70%在書上,老師給出的考試重點突出、針對性較強。
根據(jù)實際調(diào)查后的結(jié)果,與我們進行利用偏度和峰度進行正態(tài)分布檢驗得出的結(jié)果基本相同。由此可見,正態(tài)分布在成績分析中起到了重要的作用。
四、正態(tài)分布在成績分析中的局限性
正態(tài)分布在成績分析中還是有其局限性:
1.學(xué)生人數(shù)的多少,學(xué)生人數(shù)越多越趨向于正態(tài)分布規(guī)律,故有些小專業(yè)學(xué)生人數(shù)較少,是不適用于運用正態(tài)分布來對成績進行分析的。
2.運用正態(tài)分布對成績進行分析,有助于了解和掌握學(xué)生對于相關(guān)課程的學(xué)習(xí)狀況,對于改進教學(xué)實踐活動、提高教學(xué)質(zhì)量具有重要意義。但是具體每個知識點、每個學(xué)生的掌握程度,卻無法了解。
所以在實際成績分析中,要借鑒正態(tài)分析,但是又不能完全依賴正態(tài)分析。
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