基于SPSS的高中理科成绩的相关分析

运用SPSS对高中理科成绩进行相关分析 杜攀雷 （陕西师范大学 物理学与信息技术学院，西安，） 摘要：本文利用SPSS统计软件对礼泉一中精英班学生的理科成绩进行相关的分析，并建立成绩分析模型，得出了数学成绩与物理和化学成绩之间的关系。 关键词：SPSS  理科成绩  相关分析 1.引言 数学是中学课程中不可缺少的，并在中学的各级各类大型考试中占据很大的比重，是考试成功的关键因素之一。不仅如此，数学与其他学科的联系也是非常紧密的，特别是在理科中的物理、化学。在中学里有这样的说法：“数学学的好的学生，物理、化学也一定学的好。”与事实基本相同，所以被广泛地接受。事实真是如此吗？这种说法是否有可靠的理论和科学实验依据呢？我们可以利用平时的考试成绩进行统计分析，用分析结果来正式这种说法是否正确，进而挖掘出成绩背后的某些信息和规律。教师可以利用这些信息和规律去知道和改进教学。 SPSS是目前世界上流行的三大统计分析软件之一。只要掌握一定的Windows操作技能并了解统计分析原理，就可以使用该软件为特定的科研工作服务。SPSS的基本功能包括数据管理、统计分析、输出管理等。其统计分析过程包括描述性统计、方差分析、相关分析、回归分析等等。SPSS还包括专门的报和绘图系统。下面用相关分析对礼泉一中高一精英版的数学、物理和化学的中期考试成绩进行分析，试图发现一些对中学教学有用的信息。 2.描述性统计分析 先在SPSS的变量窗口建立数学、物理和化学三个变量，然后把三门课程的考试成绩分别输入到数据窗口中。数学成绩是150分制，为了分析方便，可以先把数学成绩转换成100分制。操作步骤如下：单击菜单栏中的Transform菜单，再单击 Compute命令， 在Target Variable对话框中进行换算。描述性统计分析的操作过程为：按Analyze再Descriptive Statistics再Descriptives的顺序打开Descriptives主对话框，从主对话框左侧的源变量框中选择数学、物理和化学三个变量进入右边的Variables窗口中：单击Options按钮，在复选框中选中Mean、Sum、Std.Deviation、Minimum、Maximum、Range和Variance,选择要求计算的描述统计量，单击Continue,然后在主对话框中单击OK按钮。在输出窗口中便得到学生的三门课程考试成绩的分析结果。如表1. 表1表示礼泉一中精英班211学生的物理、化学和数学中期考试的基本情况，此表中，从左至右为：变量的名称，观测量的频数，分数的的最小值、最大值、平均值、标准差和方差。 3.相关分析 相关分析是研究变量间密切程度的一种常用的统计。相关系数是描述这种线形关系强弱程度和方向的统计量。在进行相关分析之前,应该使用Graphs菜单中的Scatter命令作散点图，进行初步观察，分析两个变量间是否有相关趋势。单击Graphs菜单中的Scatter命令，选中Simple Scatter图形，单击Define按钮，在弹出的Simple Scatter plot对话框左侧的源变量框中分别选中数学和物理进入到右侧的Y Axis 和X Axis框中，然后单击OK按钮，在输入窗口中便得到以数学为Y轴，物理为X轴的散点图（图1），用同样的方法可以得到以数学为Y轴，化学为X轴的散点图（图2）。 图1 图2 从图1和图2可以看出，数学和物理，数学和化学两对变量基本上呈线性分布，适合用相关分析对数据进行处理。 按Analyze→Correlate→Bivariate的顺序单击菜单项，展开相关分析的主对话框。在Correlation Coefficients栏中列出了相关分析类型，有3个选项：（1）Person 复选项，皮尔逊相关，系统默认的相关分析方法；（2）Spearman复选项，斯皮尔曼相关；（3）kendall’s tau-b复选项，肯德尔相关。在Test of Significance栏，显著性检验选项：Two-tailed选项，双侧t检验，系统默认的检验方式，当事先不知道相关是正相关还是负相关时选择此选项，否则选择One-tailed选项。Flag significant correlations复选项，要求在输出结果中，相关系数右上方使用“*”表示显著性水平为5%，用“**”表示其显著水平为1%。 在Bivariate Correlations主对话框中，从主对话框左侧的源变量框中选择数学和物理两个变量进入到右边的变量窗口中，所用的复选框都采用默认值，单击OK按钮，即得到数学和物理的相关分析结果，如表2；从主对话框左侧的源变量框中选择数学和化学两个变量进入到右边的变量框中，所有的复选框都采用默认值，单击OK按钮，即得到数学和化学的相关分析结果，如表3。 表2 表3 表2和表3分别是数学和物理，数学和化学两个变量之间的相关系数矩阵，在变量行和变量列的交叉处纵向显示了3个数值：第一行中的数值是行变量和列变量的相关系数矩阵。行、列变量相同，其相关系数为1。数学和物理成绩之间的相关系数为0.407，数学和化学成绩之间的相关系数为0.597。第二行中的数值为Sig.(2-tailed)双侧检验结果（使相关系数为0的假设检验成立的概率），结果都为0.000，小于0.001。第三行的数值是参与该相关系数计算的观测量数目，均为211。注释行说明标有“**”的相关系数的显著性概率水平为0.01。表中的结果表明数学和物理的考试成绩显著相关，数学与化学的考试成绩也显著相关，而且它们都是正相关。 4．分析结果 通过对学生的数学、物理和化学的考试成绩进行相关分析，可以看出三门课程之间存在显著性关系。可见，“数学学得好的同学，物理、化学也一定学得好”这样的说法是有一定道理的。因此在教学过程中，教师要适当重视数学的教学，把物理和化学的教学与数学的教学有机地结合起来，充分发挥数学在其它学科教学和学习过程中的推动作用。除此之外，在相关的教育教学中，可以利用SPSS统计软件对学生的考试成绩进行合理的分析，诊断学生的学习动向，挖掘出成绩背后隐藏的信息和规律，并制定出相关的改进办法和措施，及时对教学进行调整，提高教育教学的质量和效率，更好地促进教育教学的发展。 参考文献： [1]刘宁元，运用SPSS对高职专业课程成绩进行相关分析[J].电脑与电信，2007，20（3） [2]刘菊香，用SPSS统计软件对学生综合成绩的因子分析[J].统计教育，2006，16（1） [3]杨承根，基于SPSS的高中理科成绩的相关分析[J].考试周刊，2010，13