李浩田　李美慧　李偉平

摘? 要：通常采用對(duì)考試成績(jī)進(jìn)行分析的方法不能滿足目前對(duì)教學(xué)的更高要求。為此，以高中生物為例運(yùn)用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行信度分析、因子分析、兩變量相關(guān)分析、K-均值聚類分析研究，計(jì)算出具體數(shù)據(jù)，定量的分析考試成績(jī)，精準(zhǔn)的改變教學(xué)方法。結(jié)果表明SPSS軟件在成績(jī)分析應(yīng)用上具有較大的科學(xué)性和優(yōu)越性，引起教師對(duì)SPSS軟件數(shù)據(jù)分析價(jià)值和操作環(huán)節(jié)的重視。

關(guān)鍵詞：SPSS;高中生物;成績(jī)分析

中圖分類號(hào)：TP391? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2021）17-0127-04

Abstract： The commonly used methods of analyzing test scores cannot meet the current higher requirements for teaching. To this end， taking high school biology as an example， using SPSS statistical software to conduct reliability analysis， factor analysis， two-variable correlation analysis， and K-means clustering analysis research， calculate specific data， quantitatively analyze test scores， and accurately change teaching methods. The results show that the SPSS software is scientific and superior in the application of score analysis， which arouses teachers attention to the value of SPSS software data analysis and operating procedures.

Keywords： SPSS; high school biology; score analysis

0? 引? 言

考試分析是在被試者經(jīng)過學(xué)科學(xué)習(xí)后，對(duì)所掌握的知識(shí)或技能程度進(jìn)行分析、找出指導(dǎo)以后教學(xué)的方法。由于學(xué)校、教師、家長(zhǎng)非常重視考試成績(jī)，所以高中生物考試成績(jī)分析是非常必要的，但是傳統(tǒng)的平均分、名次分析又不適合目前的教學(xué)形式。2020年9月，新修訂的人教版生物學(xué)教科書《普通高中教科書·生物學(xué)》在作者所在省區(qū)的高一年級(jí)使用。依據(jù)教育部《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（17版20修訂）》修訂的新教材給現(xiàn)有的教學(xué)帶來(lái)了機(jī)遇，也使得對(duì)使用新教材的考試成績(jī)分析變得十分重要。SPSS是集數(shù)據(jù)錄入、整理、分析于一體的統(tǒng)計(jì)軟件，SPSS也可以在中學(xué)成績(jī)分析中使用。采用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件分析的方法的優(yōu)勢(shì)是可以充分挖掘考試數(shù)據(jù)，得到隱藏的有用信息。分析這些信息可以為下一步如何提高教學(xué)質(zhì)量指明方向。筆者運(yùn)用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)所在學(xué)校高一年級(jí)某班2021年一月期末的生物成績(jī)進(jìn)行分析，找出影響學(xué)生成績(jī)的關(guān)鍵因素，從而有效的改進(jìn)教學(xué)方法。

1? 分析前整備

本次考試內(nèi)容為普通高中教科書（19年人教版）必修1《分子與細(xì)胞》全本書所有內(nèi)容。本冊(cè)課本有六章：第一章走進(jìn)細(xì)胞（以下簡(jiǎn)稱：走進(jìn)細(xì)胞）、第二章組成細(xì)胞的分子（以下簡(jiǎn)稱：組成分子）、第三章細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)（以下簡(jiǎn)稱：基本結(jié)構(gòu)）、第四章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出（以下簡(jiǎn)稱：輸入輸出）、第五章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用（以下簡(jiǎn)稱：供應(yīng)利用）、第六章細(xì)胞的生命歷程（以下簡(jiǎn)稱：生命歷程）。在Excel中建立高一生物成績(jī)?cè)挤謹(jǐn)?shù)表，在表中輸入本次考試的學(xué)生姓名、試題編號(hào)、每道試題的原始得分。建立高一生物分章成績(jī)表，在表中輸入相關(guān)章節(jié)試題合并所得出的正確率。

2? 信度分析

由于所在地域受新冠疫情影響，本次考試采取線上考試形式。學(xué)生的信度情況無(wú)法把握，分析本次考試的可靠性成為必然。操作過程：選擇“文件〡打開〡數(shù)據(jù)”命令，打開高一生物成績(jī)?cè)挤謹(jǐn)?shù)表。選擇“分析〡度量〡可靠性分析﹍”命令，在對(duì)話框項(xiàng)目中選擇所有試題編號(hào)。單擊確定按鈕。具體過程及結(jié)果如圖1所示。

誠(chéng)信要求實(shí)事求是。誠(chéng)信在社會(huì)主義核心價(jià)值體系中有著重要的地位。長(zhǎng)期以來(lái)，中學(xué)考試的誠(chéng)信數(shù)據(jù)分析沒有得到充分重視。中學(xué)考試誠(chéng)信分析往往是主觀性的，缺少定性分析。本次考試的信度系數(shù)為0.779，沒有異常試卷。該數(shù)據(jù)的信度系數(shù)為可接受性系數(shù)，表示本次考試的結(jié)果穩(wěn)定且可靠，說(shuō)明本次考試幾乎沒有作弊情形，具有分析參考價(jià)值。

3? 因子分析

考試成績(jī)中一般有區(qū)別度大的關(guān)鍵章節(jié)，關(guān)鍵章節(jié)還可能不止一個(gè)。為了更加有效地進(jìn)行教學(xué)，讓師生把精力集中在關(guān)鍵章節(jié)和重要章節(jié)，所以從數(shù)據(jù)中挖掘出本次考試的關(guān)鍵章節(jié)是非常必要的。操作過程：選擇“文件〡打開〡數(shù)據(jù)”命令，打開高一生物分章成績(jī)表。選擇“分析〡降維〡因子分析﹍”命令，在對(duì)話框“變量”中選擇所有章節(jié);“抽取”方法選擇主成分，輸出勾選未旋轉(zhuǎn)的因子解;“旋轉(zhuǎn)”方法選擇最大方差法，輸出勾選旋轉(zhuǎn)解。單機(jī)確定按鈕。具體過程及結(jié)果如圖2所示。

在成分1上，按照從大到小排列：輸入輸出、基本結(jié)構(gòu)、供應(yīng)利用、生命歷程、組成分子、走近細(xì)胞;成分2上按照從大到小排列：走近細(xì)胞、組成分子、供應(yīng)利用、基本結(jié)構(gòu)、生命歷程、輸入輸出。在落實(shí)高中生物學(xué)科核心素養(yǎng)的前提下，教師可以高效地通過因子分析，結(jié)合教學(xué)實(shí)踐可以把“供應(yīng)利用”章節(jié)定義為關(guān)鍵章節(jié)和重要章節(jié)。同時(shí)，教師針對(duì)性地培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的不同維度，有意識(shí)地選取合適的習(xí)題，有針對(duì)性地指導(dǎo)學(xué)生集中力量或圍繞在“供應(yīng)利用”章節(jié)進(jìn)行學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)，從而達(dá)到事半功倍的效果。

4? 兩變量相關(guān)分析

各章節(jié)之間存在著關(guān)聯(lián)關(guān)系，關(guān)聯(lián)程度不一樣。以章節(jié)為要素開展高中生物各章節(jié)考試成績(jī)分析，分析各章節(jié)相互之間的關(guān)聯(lián)和影響，從中尋找和制定最佳、最有效教學(xué)策略。操作過程：選擇“文件〡打開〡數(shù)據(jù)”命令，打開高一生物分章成績(jī)表。選擇“分析〡相關(guān)〡雙變量﹍”命令，在對(duì)話框“變量”中選擇所有章節(jié)。單機(jī)確定按鈕，得到表1。

從表1的分析我們知道“供應(yīng)利用”與其他章節(jié)相關(guān)性均較高。結(jié)合因子分析結(jié)果“供應(yīng)利用”為本次考試的關(guān)鍵章節(jié)，可知其中其他任何一章知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)情況勢(shì)必會(huì)對(duì)“供應(yīng)利用”章節(jié)的學(xué)習(xí)產(chǎn)生重要影響。“供應(yīng)利用”與其他章節(jié)相關(guān)性由高到低為：組成分子（0.614）>基本結(jié)構(gòu)（0.475）、>輸入輸出（0.394）>走近細(xì)胞（0.385）>生命歷程（0.383）。教師可以以此為依據(jù)調(diào)整章節(jié)復(fù)習(xí)學(xué)習(xí)順序?yàn)椋荷鼩v程、走近細(xì)胞、輸入輸出、基本結(jié)構(gòu)、組成分子、供應(yīng)利用。這樣就在復(fù)習(xí)時(shí)有針對(duì)性的做到了“循序漸進(jìn)”“突出重點(diǎn)”。

從表1還可以得出：其他章節(jié)與“走進(jìn)細(xì)胞”章節(jié)相關(guān)性較強(qiáng)的有：組成分子（0.578）、供應(yīng)利用（0.385）;其他章節(jié)與“組成分子”章節(jié)相關(guān)性較強(qiáng)的有：走進(jìn)細(xì)胞（0.578）、基本結(jié)構(gòu)（0.286）、輸入輸出（0.322）、供應(yīng)利用（0.614）;其他章節(jié)與“基本結(jié)構(gòu)”章節(jié)相關(guān)性較強(qiáng)的有：組成分子（0.286）、輸入輸出（0.334）、供應(yīng)利用（0.475）;其他章節(jié)與“輸入輸出”章節(jié)相關(guān)性較強(qiáng)的有：組成分子（0.322）、基本結(jié)構(gòu)（0.334）、供應(yīng)利用（0.394）;其他章節(jié)與“生命歷程”章節(jié)相關(guān)性較強(qiáng)的有：供應(yīng)利用（0.383）。教師授課過程中可以對(duì)相關(guān)性較高已學(xué)章節(jié)進(jìn)行整體有效復(fù)習(xí)，也可以對(duì)相關(guān)性較高未學(xué)章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行鋪墊學(xué)習(xí)和滲透學(xué)習(xí)。

5? K-均值聚類

分層教學(xué)是教師根據(jù)學(xué)生現(xiàn)有的實(shí)際情況，按照一定標(biāo)準(zhǔn)把學(xué)生分成水平相近的組，教師根據(jù)組內(nèi)學(xué)生的已有知識(shí)、能力，設(shè)計(jì)有針對(duì)性的教案進(jìn)行教學(xué)。目前各中學(xué)都有分層教學(xué)的實(shí)踐，其成功的關(guān)鍵的是如何準(zhǔn)確地對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組。K-均值聚類分析方法可以提供科學(xué)的分組。操作過程：選擇“文件〡打開〡數(shù)據(jù)”命令，打開高一生物分章成績(jī)表。選擇“分析〡分類〡K-均值聚類﹍”命令，在對(duì)話框“變量”中選擇所有章節(jié)，“聚類數(shù)”輸入4;“保存”勾選聚類成員;“選項(xiàng)”統(tǒng)計(jì)量勾每個(gè)個(gè)案的聚類信息。單機(jī)確定按鈕，得到表2、表3和表4。

從表2和表3可知：K-均值聚類把學(xué)生分為4個(gè)小組（表4顯示各組學(xué)生名字）。分析以上三個(gè)表得出：第一小組為“弱偏科型”，共計(jì)21人，在“輸入輸出”和“生命歷程”這兩個(gè)章節(jié)表現(xiàn)不好，其他各章均表現(xiàn)中等。第二小組“強(qiáng)偏科型”，共計(jì)12人，主要集中在“基本結(jié)構(gòu)”章節(jié)表現(xiàn)不好，各章均表現(xiàn)較好。第三小組為“平衡型”，共計(jì)18人，各章級(jí)均表現(xiàn)良好。第四小組為“態(tài)度型”，共計(jì)11人，各章均表現(xiàn)較差。在教學(xué)過程中，教師根據(jù)分析結(jié)果，針對(duì)第一組和第二組“偏科型”學(xué)生，因“組”而宜采用相應(yīng)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)重難點(diǎn)進(jìn)行教學(xué);針對(duì)第三組“平衡型”學(xué)生，不在任何處理;針對(duì)第四組“態(tài)度型”學(xué)生，要及時(shí)與他們談心，了解他們的真實(shí)情況，扭轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)生物的心態(tài)，端正學(xué)習(xí)態(tài)度。

6? 結(jié)? 論

SPSS在中學(xué)考試成績(jī)分析中有著廣泛的應(yīng)用.既可以通過信度分析考試是否真實(shí)地反映出學(xué)生的水平;又可在日常的教學(xué)研究中，提取相關(guān)因素進(jìn)行量化分析得出嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕Y(jié)論。因此，中學(xué)教師要重視SPSS軟件數(shù)據(jù)分析的價(jià)值，學(xué)習(xí)相關(guān)的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，探索SPSS應(yīng)用的操作步驟，堅(jiān)持在教學(xué)實(shí)踐中定性分析教學(xué)案例。這樣有助于提高我們的教科研水平，進(jìn)而有的放矢的改進(jìn)教學(xué)方法，從而最終提高教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1] 郭志剛.社會(huì)統(tǒng)計(jì)分析方法——SPSS 軟件應(yīng)用 [M].北京：中國(guó)人民大學(xué)出版社，1999.

[2] 季燕萍，吝維軍. 基于SPSS對(duì)數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)核心課程的學(xué)生成績(jī)分析 [J].綿陽(yáng)師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，30（8）：11-18.

[3] 劉文艷，龍潤(rùn)生. SPSS在高等數(shù)學(xué)成績(jī)分析中的應(yīng)用 [J].數(shù)理醫(yī)藥學(xué)雜志，2009，22（3）：319-322.

[4] 薛薇.基于SPSS的數(shù)據(jù)分析：第2版 [M].北京：中國(guó)人民大學(xué)出版社，2011：221-234.

[5] 李大潛.將數(shù)學(xué)建模思想融入數(shù)學(xué)類主干課程 [J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2006（1）：9-11.

作者簡(jiǎn)介：李浩田（2001—），男，漢族，河北邢臺(tái)人，本科在讀，研究方向：土木工程;通訊作者：李偉平（1974—），男，漢族，河北邢臺(tái)人，中小學(xué)高級(jí)教師，碩士，研究方向：現(xiàn)代教育技術(shù)。