应用SPSS技术诊断改进化学课堂教学的实践研究

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内容摘要：

为了适应新教材的变化，提高教学有效性的基本方法有两个。一是教师通过个人学习研究不断改进课堂教学；二是在同伴互助、教研活动中互相长补短、互相促进以提高课堂教学有效性。本文运用SPSS分析技术，从诊断上改进课堂教学，提高教学质量进行了初步尝试。

关键词： SPSS分析t样本检验化学课堂教学

一.背景：

2009年中学化学全面使用了新教材。新教材的课时缩短了，但能力要求提高了。教师面临着同样的混乱。光凭以往的经验就能适应新课程的教学要求吗？只有初三的学生才有化学课的特殊性，所以所有的化学教师都要在最短的时间内思考并找到适合新教材的教学方法。为了适应新教材的变化，提高教学有效性的基本方法有两个。一是教师通过个人学习研究不断改进课堂教学；二是通过同伴互助，在教研活动中互相取长补短，互相促进，提高课堂教学有效性。

要避免过分依赖过去的教学经验，在使用新教材的过程中要进行科学的分析，使教师能诊断教学问题，更好地掌握教学。我在使用新教材的过程中运用了SPSS分析诊断技术，帮助改进了课堂教学，提高了教学质量。

运用SPSS分析技术进行诊断教育是一个实际显现隐性知识的过程。静态产品解决方案(SPSS )是一种数据统计分析软件，您可以直接向电子表格输入数据或从文件(如Excl )导入数据。 SPSS提供常见的统计分析功能，如描述性统计分析、平均值比较和检验、回归分析、因子分析等，SPSS还可以编辑数据的聚合、分割和选择等。利用SPSS教师可以定量分析试卷的信度、效度、区分度，也可以分析学生的成绩。 SPSS分析技术实际上就是将过去教学过程中的经验分析转化为定量分析，帮助教师直观、简洁、准确地找出教学中的薄弱环节，找出教研组不同教师之间的优势，从而更好地帮助教师有针对性地改进教学，提高课堂教学质量

二、利用单个样本t检验，改进诊断教师个体化学课堂教学

对教师来说，在实际课堂教学过程中，无论是阶段性评价还是终结性评价，通常都是通过考试的方式来测试学生对知识的掌握情况。目前，考试后，我们对学生试题分析各试题得分率高低的方法进行质量分析，但这些分析往往无法检测教师的课时情况，SPSS分析软件有助于教师个人诊断和改善自己的课时情况。

为了检测教师在课堂教学中的不足，我以执教的初三(3)班区两次统考中的数据为例，运用SPSS技术进行了具体分析。区第一次质量调查试卷满分为100分，试题中100分按化学知识体系分为基本概念理论(32分)、物质知识(23分)、化学计算(8分)、化学实验(31分)和综合能力(6分) 5部分。区第二次质量调查满分为60分，同样将60分按知识点分为五个部分。

(一)采用SPSS中的描述分析，对三组第一次质量调查样本进行初步分析。

具体来说，选择Descriptive Statistics (说明分析)的Frequencies (频率分析)，将分析的量放入(Variables ) )变量栏)，集中选择多个内容(Statistics ) 包括“Media中值”、“Mode休数”、“Skewness偏度”、“Kurtosis峰度”、“Std.Deviati标准差”、“Variance方差”等项目。 (可选)也可以单击“Charts图表”按钮选择一种类型的图表。) .

输出数据请参照下表。 (区初次质量调查整体数据) )。

基本概念理论

物质知识

化学计算

化学实验

综合APP整合

总分

三

班

巴厘岛

使命

中位

26.87

20.63

6.66

27.18

4.74

86.08

印第安人

27.50

21.00

7.00

28.00

5.00

88.00

模式

29(a ) )。

变型

4.604

4.401

1.637

9.776

. 469

54.723

Skewness

-1.137

-1.502

. 781

-1.457

. 391

-1.500

Kurtosis

1.447

3.637

. 343

2.305

. 773

2.536

极简

Maximum

百分比

25.75

20.00

6.00

26.00

4.00

83.50

27.50

21.00

7.00

28.00

5.00

88.00

28.25

22.00

8.00

29.25

5.00

91.00

用同样的方法可以获得区域的样品数据，我在化学实验栏进行了数据的比较解读(见表1 )，对两个样品的平均值进行了简单的比较(见表2 )。

表1

化学实验

人数

中位数

休数

平均分

方差

区域样品

235

25.57

9.776

三组样品

28.00

27.18

17.656

表2

基本概念理论

物质知识

化学计算

化学实验

综合运用

总分

平均分班

26.87

20.63

6.66

27.18

4.74

86.08

区分抽样平均

26.51

19.80

5.85

25.57

4.34

82.08

差分值

0.35

0.83

0.81

1.61

0.40

4.00

比较表明，三组中位数和乘数高于区均，方差小于区均，即三组两极分化差异相对较小。其他3组的Skewness (偏度)=-1.4571表示数据呈正态分布，且偏度小于0，表示曲线偏向左边。 SPSS绘制的从直方图和正态分布曲线中也可以看出。 (如右图所示)。

仅从平均分数值来看，全班情况略高于区平均分，在化学实验中尤为突出，但在基本概念理论和综合能力上相对差距不大。这是否说明这位教师在化学实验教学中尤为突出呢？还是表明缺乏基本概念理论和综合能力的教育？在统计上，只根据数值高低进行比较并不严格，但为了考虑每个知识板块的满分值、难度等影响因素，采用SPSS中单样本t检验(One-Samples T Test )进一步分析了平均值。

(二)采用单样本t检验(One-Samples T Test )进一步分析、比较均值，寻找教学薄弱环节。

单样本T检验主要通过检测并比较类样本均值和区样本均值，看是否存在显著性差异。单个标本t的检测适用于小样的检测(标本数N30 )，同时检测的数据服从正态分布。描述性分析中测试类和区域样本均服从正态分布，可以采用该检测手段。

具体来说，选择“Analyze (分析-比较平均)-One-Samples T Test (一次抽样测试)”，然后在“验证变量”中添加要进行比较的名称(基本概念和理论) (注意，前面的整体分析)

输出数据如下。

单样本测试) ) )。

等级

Test Value=26.51

SIG.(2-Tailed )。

提高教学质量的方法和措施

基本概念理论

1.030

. 310

. 358

-.35

1.06

数据解读：测试类样本t=1.030、df (自由度) 37、Sig=0.310.05显示测试类在基本概念和理论上略高于区均水平，差异无显著性。用同样的方法，按物质知识、化学计算、综合运用、化学实验的顺序进行了单个样本t检验，结果表明，在这四个知识板块中，测试类高于区均，存在显著性差异。特别是综合应用板块，我将区各类学校进行了总结比较，得出以下数据。

各类学校一级区质量调查单样本T检验

学校

Test Value=4.34

SIG.(2-Tailed )。

均值差异

95 %会议intervalofthedifference

低

超人力霸王

九年一贯制

综合APP整合

. 734

. 465

-.066

-.25

. 11

民间放送

综合APP整合

. 633

. 530

0.060

-.13

. 25

普通中学

综合APP整合

. 096

. 924

0.010

-.20

. 22

三班

综合APP整合

3.571

. 001

. 397

. 17

. 62

完中

综合APP整合

1.052

. 298

0.080

-.07

. 23

在表现出显著性差异的Sig .中，3组的Sig值为0.0010.05，也就是说与区平均之间存在显著性差异，明显高于区平均，各学校3组的综合能力显著。

经过单个样本T检验，教师在教学过程中的整体教学能力比较突出，对各层次知识点的掌握比较完善，但基本概念和理论的平均对比分析表明，这方面的教学还需要进一步加强。

(三)改进课堂教学策略，提高教学有效性

了解了自己在课堂教学中的弱点后，我立即改进了基本概念理论的课堂教学策略。化学基本概念理论课教学中必须处理好以下三个环节。

1、帮助学生认识和形成概念。化学概念往往是抽象的，教师在教学过程中可以利用化学实验，或媒体手段，帮助学生从具体到抽象，再到复杂地形成化学概念。

2、帮助学生全方位理解概念。化学的概念不仅仅是死记硬背，实际上概念被牢牢记住，并不是可以活用的。其根本原因在于没有正确理解概念的内涵和外延。因此，教师在课堂上讲解概念时，要认真分析，引导学生发现概念中的关键单词，分析这些关键单词，从不同角度解释概念，使学生完全理解所讲的概念，达到应用的自由目的。

3 .通过课堂反馈和变形训练，帮助学生巩固概念。通过变形训练，学生可以学习运用，深化概念，吃透概念。在习题训练中培养学生运用概念解决问题，有利于发展学生的综合应用知识，提高分析问题、解决问题的能力。

在区第二次质量调查后，我再次采用单个样本T检验分析了基本概念和理论得分情况，并对两次测试获得的数据进行了比较，结果有了明显的提高。

等级

知识板块

测试时间

中位

Std. Deviation

Std. Error Mean

)3)班

基本概念理论

2008.12

26.87

2.146

. 348

)3)班

基本概念理论

2009.4

12.24

1.076

. 175

二次区质量调查的标准差小于一次，表明班级学生之间的差异减少了。第二次质量调查获得的单一样品T检验数据(见下表) :

One-SampleTest(2 (第二次质量调查) ) ) ) ) ) ) )。

等级

Test Value=11.46

SIG.(2-Tailed )。

均值差异

95 %会议intervalofthedifference

低

超人力霸王

初中三年级(三)

基本概念理论

4.449

0.000

. 777

. 42

1.13

表中可见，在基本概念理论中，三组均分为12.24，与区平均相比Sig.=0.0000.05，差异显著，表明在基本概念理论掌握上明显高于区平均。也就是说，通过教师给课程的改善带来了很大的效果。

三.利用独立样本t检验(Independent-Samples T Test )诊断同一辅导班教师的教学差异，同伴合作，改进课堂教学。

不同的教师有不同的教学风格，不同的知识点有不同的效果。为了更好地进行同伴互助，补教师之间的优缺点，我运用SPSS技术对同一个补习班两位教师的教学效果进行数据分析，希望发现两位教师之间的教学差异。

教师基本知识：

教师

职务

年龄

执教化学年限

教班级

初高中

12年

中三(一)、中三)。

中一

九年

中三(二)、中三(四)。

(一)采用独立样本t检验比较类间差异：

我选择初三(3)班和初三(3)班进行比较分析。首先从频数分析可以看出两个类别的总体情况，符合正态分布，可以用T样本检验。然后，我采用独立的样本t检验，分析了两个班级在区首次参加统考时的总体情况。独立样本t检验用于检验两个样本的平均值之差，从而可以检验类别之间是否存在显著性差异。

具体而言，选择analyze-compare means-independent-samples ttest命令，然后将变量“总分”作为检查变量发送给test，将变量“类”发送给Grouping

输出数据：

Group Statistics (统计量摘要值) ) ) ) ) )。

高校信息化建设

中位

Std. Deviation

Std. Error Mean

总分

79.78

7.592

1.583

79.13

10.563

2.202

Independent Samples Test

levene ' stestforequalityofvariances

t-test for Equality of Means

Sig。

SIG.(2-Tailed )。

均值差异

Std. Error Difference

95 %会议intervalofthedifference

超人力霸王

低

总分

虚拟评估

. 129

. 721

. 240

. 811

. 652

2.712

-4.814

6.119

Equal variances not assumed

. 240

39.941

. 811

. 652

2.712

-4.830

6.134

在统计量汇总表中，可以看出两个测试类在总分上非常接近。总分Levene's方差齐性检验显示0.7210.05，表明两个比较样本的方差符合齐性，所以t检验结果应该看表中的Equal variances assumed行，结果显示Sig值

(二)利用独立样本T检验分析，寻找教师教学差异：

我对5个知识板块依次进行了独立的样本t检验分析，结果表明，两位教师对各知识板块的教学效果无显著性差异。之后，采用单个样本t检验，5个知识板块的平均值与分区平均值相比差异无显著性。但是，不同的知识点，教师的教学效果也不同。 A教师在化学计算教学上稍弱，其馀四个板块教学略强于B教师。

一次抽样统计

等级

中位

Std. Deviation

Std. Error Mean

化学计算

5.00

2.316

. 483

化学计算

5.17

2.309

. 481

一次抽样测试

号码

Test Value=5.8468

SIG.(2-Tailed )。

均值差异

95 %会议intervalofthedifference

低

超人力霸王

化学计算

-1.754

. 093

. 847

-1.85

. 15

化学计算

-1.398

. 176

. 673

-1.67

. 33

(三)改进课程，缩小差距，共同进步。

在教研活动中，两位教师对五大板块的相关教学内容进行了深入的研究，相互交流了自己的教学体验。 B老师发现A老师落实好物质知识教育的基本点，基础很扎实。从而使A教师的教学效果显著，B教师充分适应化学计算教学，效果显著。在随后的课程中，两位老师共同备课，互相听课，取长补短，不断调整和改进教学方法。

第二次模拟试验后，我再次应用SPSS技术进行了分析。从下表中可以看出，三班学生在化学计算上的标准差减少，学生之间的差距缩小，四班学生之间在物质和知识上的差距也缩小了。

等级

知识板块

试卷满分

中位

Std. Deviation

Std. Error Mean

三班

化学计算

100分

5.00

2.316

. 483

三班

化学计算

60分

3.39

. 783

. 163

等级

知识板块

试卷满分

中位

Std. Deviation

Std. Error Mean

四班

物质知识

100分

19.43

2.793

. 582

四班

物质知识

60分

19.35

2.367

. 493

而单个样本t检验的数据也缩小了两个班同学与区的平均水平差距，b教师在第二次测试中“物质知识”取得了很大的进步，从低于区平均分到超过区平均分，虽然超过了区平均分，但a教师的这有力地证明了SPSS技术有助于发现教师的教学差异，帮助教师及时调整教学策略，取长补短，共同提高。

四.应用SPSS技术分析时的进一步思考

(一)中考、高考网络阅卷系统全面铺开，使用SPSS技术已成为可能。

在处理大样本的分析中，SPSS强大的统计手段和简洁的文字输出功能无法替代，特别是在分析大样本数据时，SPSS可以迅速得到各种分析结果。网上阅卷的全面展开，作为获取数据的方法更为方便。

)二)在运用SPSS技术诊断教师课堂教学的同时，必须认为SPSS也有其自身的局限性。

1、SPSS只是提供了一定量的检测平台，本文主要从教学效果的角度分析、诊断课堂教学，教师对课堂教学的评价应该是多样的，不是偏颇的。教师在分析学生考试成绩的过程中，可以认真收集各种反馈信息，发现学生中的问题，改进教学方案，研究教学策略，提高课堂教学效果。

2、通过SPSS分析学生答题情况，试卷应有较高的信度和效度。本文采用的试卷数据均为区统考，是区统考引擎，考试环境相似，成绩实际有效。提高课堂教学有效性是摆在各中学化学教师面前的问题，有效教学的理念包括关注学生的进步与发展、关注教学效果、关注可测性、量化。 SPSS正好提供这样的平台，量化教师的评价。

(三) SPSS在教育中的其他评价功能有待开发。

SPSS技术不仅可以诊断课程的改进，通常还可以用于分析影响化学课程的因素、试验结果的依据分析和因素分析等。 SPSS可以开发利用的评价功能还有很多，但我会继续开发其他的评价功能。希望能让SPSS技术在化学课堂上更好、更有效地教学。

SSS技术不仅可以诊断课程的改进，还可以分析影响课程的因素，将考试结果用于归因分析和因子分析等。

在上述课堂教学实验和论证的基础上，后续进一步工作如下

SPSS技术评价功能的开发与利用

结合化学实验教学分析实验课SPSS的应用方法和对授课教师教学方法的提高

应用受限分析

化学教学应用确认后，进一步推广到其他学科的教学分析

参考文献：

“1”朱建平殷瑞飞。 SSS在统计师分析中的应用北京：清华大学出版社，2007

“2”刘海李宁晁阳。 SPSS在化学评价中的应用《化学教学》 2009.2

沟通时间： 2009年6月

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