教育統(tǒng)計信息化在教學(xué)改革中的應(yīng)用

張俊杰 袁 樺 張 赟

（1.武漢紡織大學(xué) 數(shù)學(xué)與計算機學(xué)院 湖北 武漢：430073；2.武漢冶金管理干部學(xué)院 湖北 武漢：430081；3.武漢理工大學(xué) 經(jīng)濟學(xué)院 湖北 武漢：430070）

教育統(tǒng)計［1］是指運用數(shù)理統(tǒng)計的原理和方法研究教育問題的一種統(tǒng)計方法，它的主要任務(wù)是研究如何搜集、整理、分析由教育調(diào)查和教育實驗等途徑產(chǎn)生、獲取的數(shù)字資料，并以此為依據(jù)，進行科學(xué)推斷，從而揭示蘊含在教育現(xiàn)象中的客觀規(guī)律。

隨著教育改革全方位推進，不但需要對現(xiàn)有的高等教育結(jié)構(gòu)作合理的調(diào)整，對未來的高等教育作全面的規(guī)劃和預(yù)測，更需要分析高等教育現(xiàn)象，認(rèn)識和探索高等教育發(fā)展規(guī)律，促進高等教育新觀念、新理論的形成和發(fā)展，這一切都離不開教育統(tǒng)計。

1 研究工具［2］和項目背景介紹

為了提高教育評價質(zhì)量，滿足復(fù)雜的評價工作中的數(shù)據(jù)統(tǒng)計要求，離不開完備的統(tǒng)計分析軟件的支持?，F(xiàn)代統(tǒng)計分析軟件SPSS在眾多的統(tǒng)計分析軟件中享有盛譽，在自然科學(xué)、社會科學(xué)的各個領(lǐng)域中都得到了成功的應(yīng)用。SPSS在教育評價領(lǐng)域己有過數(shù)次成功的應(yīng)用，如羅紅衛(wèi)在高職英語教學(xué)中的應(yīng)用［3］。

武漢紡織大學(xué)《線性代數(shù)》課程中有較多數(shù)據(jù)并沒有完全有效的使用，教師并沒有對數(shù)據(jù)加以分析，所以無法為該課程教學(xué)改革提供依據(jù)。本文就是要從大量被忽略的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)有用的知識，為今后教學(xué)改革提供方向，通過對學(xué)生學(xué)習(xí)成績的歷史記錄進行數(shù)據(jù)分析，以期在影響學(xué)生成績的諸多因素中發(fā)現(xiàn)彼此間的強關(guān)聯(lián)，進而有針對性的改革教學(xué)方法和學(xué)習(xí)方法，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成績。

2 實驗及結(jié)論

數(shù)據(jù)來自于武漢紡織大學(xué)線性代數(shù)輔助學(xué)習(xí)系統(tǒng)“線性代數(shù)智能教學(xué)平臺［4］”。登錄后查詢界面如圖一所示：

圖1 線性代數(shù)智能教學(xué)平臺

登錄后通過查詢條件依次查詢了11級學(xué)生2個代表班級學(xué)生成績，分別是數(shù)學(xué)類1103班和數(shù)學(xué)類1104班1、2、3、4、5章成績。這五章分別是第1章行列式、第2章矩陣及其運算、第3章線性方程組、第4章向量組的線性相關(guān)性、第5章特征值與特征向量及二次型。

2.1 課程結(jié)構(gòu)分析

首先，我們想了解全部課程共五個章節(jié)之間的結(jié)構(gòu)，因此，我們提取了學(xué)生的成績進行聚類分析。所謂聚類分析是直接比較各事物之間的性質(zhì)，將性質(zhì)相近的歸為一類，將性質(zhì)差別較大的歸入不同的類的分析技術(shù)。研究中采用接近實際的WARD方法進行系統(tǒng)聚類分析找出1、2、3、4、5章之間的關(guān)系，如圖二所示：

圖2 樹狀圖

根據(jù)學(xué)生成績高低生成的樹狀圖，可以看出第5章是一類，1、2、3、4是一類。從書中目錄來看，第1、2、3、4章屬于基礎(chǔ)知識板塊，第5章屬于知識提升板塊。

2.2 學(xué)生成績分析

數(shù)學(xué)類1103班和數(shù)學(xué)類1104班共58位學(xué)生，其中，所有章節(jié)沒有成績的2位，部分沒有成績的13位。剔除沒有成績的學(xué)生共15位，有效成績共有43位，占總?cè)藬?shù)的74.13%。

2.2.1 學(xué)生成績的均值分析

通過長期的教學(xué)實踐，我們認(rèn)為學(xué)校成績在90分以上的為優(yōu)秀，80－89分的為較好，70－79分的為一般，60－69分為較差，60分以下為差。將43位學(xué)生成績輸入SPSS，進行描述性分析，得出的結(jié)果如表1所示：

表1 描述統(tǒng)計量

通過表1可以看出，前四章的平均分均高于80分，標(biāo)準(zhǔn)差在6左右，表示學(xué)生的學(xué)習(xí)情況較好，學(xué)生之間的差異不大。第5章學(xué)生的平均分低于80分，且標(biāo)準(zhǔn)差在14以上，說明學(xué)生第5章的學(xué)習(xí)情況一般，學(xué)生之間的差異較大。也就是說，學(xué)生的基礎(chǔ)章節(jié)掌握較好，而提升章節(jié)掌握情況一般。

2.2.2 學(xué)生各章節(jié)學(xué)習(xí)成績分析

在上述數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，再對學(xué)生的每個章節(jié)的得分段進行了分析，通過SPSS產(chǎn)生數(shù)據(jù)，并經(jīng)過整理后，如表2所示：

表2 學(xué)生各章節(jié)得分情況表

通過表2可以看出，學(xué)生掌握第1章的情況最好，最高分達(dá)到100的有18人，80分以上，較好的學(xué)生比例高達(dá)近98%，第2章、第3章的掌握情況也比較好，80分以上的學(xué)生都達(dá)到了95%以上，第4章掌握情況不如第2章和第3章，良好的比率也達(dá)到90%以上；而第5章成績較好的學(xué)生占總數(shù)的60.5%。

2.2.3 不同班級學(xué)生的分析

根據(jù)上述分析，我們對1103、1104兩班學(xué)生成績進行進一步分析，結(jié)果如表3所示：

表3 不同班級學(xué)生成績情況表

從統(tǒng)計分析可以看出，班級得分的均值差異不明顯，而從標(biāo)準(zhǔn)差看，1104班的成績波動更小，但是，總體趨勢仍是前四個章節(jié)學(xué)生掌握情況更好，而第5章的成績波動大且平均分比前四章低。

3 結(jié) 論

第一，第1、2、3、4章是基礎(chǔ)章節(jié)，學(xué)生成績顯示，學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握較好，在今后的教學(xué)中應(yīng)進一步鞏固和加強；第5章是難點章節(jié)，學(xué)生掌握情況一般，需要在教學(xué)中加強。一方面，可以在課程安排中增加課時安排；另一方面，在課程教學(xué)過程中需要對難點進行更深入的講解，幫助學(xué)生掌握。

第二，在前四章中，是按照先易后難的設(shè)計原則進行課程設(shè)計的。其中，第1章是基礎(chǔ)中的基礎(chǔ)。從數(shù)據(jù)分析看，學(xué)生掌握情況較好，第2、3章建立在良好的第1章的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上，而第4章是基礎(chǔ)章節(jié)中的難點，也是基礎(chǔ)章節(jié)和難點章節(jié)的過渡章節(jié)，要再進行基礎(chǔ)章節(jié)的教學(xué)中把握好過渡章節(jié)，從而幫助學(xué)生順利學(xué)習(xí)知識的難點。

第三，總體而言，數(shù)學(xué)類1103班和數(shù)學(xué)類1104班都表現(xiàn)出對第5章掌握的不足，但1103班低分與高分差距更大，說明學(xué)生間的個體差異更大。在教學(xué)中應(yīng)該注意這一點，在課程上針對1103班設(shè)計更為恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法，在加強講解知識點的同時，開展學(xué)生之間的交流以縮小學(xué)生之間的差異。

4 展 望

高校的統(tǒng)計工作既是一項容易被人忽視的工作，也是一項十分重要的工作，在高等教育大改革、大發(fā)展的今天，教育統(tǒng)計的重要性不斷上升，對教育統(tǒng)計的要求也不斷提高。

國內(nèi)教育界對高等教育統(tǒng)計工作的理論研究一直不斷，多集中于問題和對策研究，將高等教育統(tǒng)計工作作為系統(tǒng)研究的較少，本文利用SPSS對實際教學(xué)數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，從而對課程教學(xué)進行改革，但是由于數(shù)據(jù)不夠全面，無法得出更多有價值的信息。

下一步的工作：

（1）目前，數(shù)據(jù)只是精確到章節(jié)，未來，我們將對每章節(jié)的知識點進行細(xì)化，這樣就能準(zhǔn)確了解每個知識點在教學(xué)中的不同作用。

（2）目前，數(shù)據(jù)只有一個專業(yè)的學(xué)生，未來，我們將對不同學(xué)校、不同專業(yè)、不同層次的學(xué)生進行分析，為學(xué)校開展分層教學(xué)改革做參考。

［1］李 斌.高等教育統(tǒng)計管理問題及對策研究［D］.蘭州：蘭州大學(xué)，2011.

［2］王 芳.高校計算機基礎(chǔ)系列課程教學(xué)因素影響力模型研究［D］.長沙：中南大學(xué)，2008.

［3］羅紅衛(wèi).基于SPSS的職教網(wǎng)絡(luò)英語實踐教學(xué)情感因素分析報告［J］.電化教育研究，2012，（6）：106－111.

［4］Zhang Junjie.Research and practice on the teaching mode of linear algebra course under the condition of information technology［J］.ACC，2009：343－346.