应用SPSS技术诊断改进化学课堂教学的实践研究

应用SPSS技术诊断改进化学课堂教学的实践研究

内容提要：

要适应新教材的变化，提高教学有效性的基本途径有两个：一是教师通过个体的学习研究不断改进课堂教学；二是是通过同伴互助，在教研活动中相互取长补短，相互促进来共同提高课堂教学有效性。本文从运用了SPSS分析技术，诊断改进课堂教学，为提高教学质量做了初步的尝试。

关键词： SPSS 分析 t样本检测 化学课堂教学

一、背景：

2009学年初中化学全面使用新教材。新教材的课时缩减了，但是能力要求提高了，教师面临着同样的困惑：仅凭以往的经验还能否适应新课程的教学要求吗？初中只有初三有化学课的特殊性使得所有化学教师必须在最短的时间内思考寻找出与新教材相适应的教学方法。要适应新教材的变化，提高教学有效性的基本途径有两个：一是教师通过个体的学习研究不断改进课堂教学；二是通过同伴互助，在教研活动中相互取长补短，相互促进来共同提高课堂教学有效性。

为了避免过分依赖以往的教学经验，在使用新教材的过程中有必要进行科学分析，帮助教师诊断教学问题，从而更好地把握教学。我在使用新教材的过程中运用了SPSS分析诊断技术，帮助改进课堂教学，提高了教学质量。

运用SPSS分析技术诊断教学实际是把隐性知识显性化的过程。SPSS（Statistical Product and Severice Solutions）是一种数据统计分析软件，它可直接在电子表格中输入数据，也可以从Excl等文件中导入

数据，SPSS提供了常见的统计分析功能，如：描述性统计分析、均值比较和检验、回归分析、因子分析等。SPSS还可以对数据进行聚合、拆分、选取等编辑工作。利用SPSS教师可以对试卷的信度、效度、区分度进行量化分析，也可以对学生成绩进行分析。SPSS分析技术实际就是把以往教学过程中的经验分析改为定量分析，帮助老师直观、简洁、准确找到在教学上的薄弱环节，找到教研组不同教师间的优势，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、利用单一样本T检验，诊断改进教师个体的化学课堂教学

对教师而言，实际教学过程中，无论是阶段性评价还是终结性评价，通常是以考试的方式来测试学生对知识的掌握情况的，目前考试后我们会对学生题目分析每一题的得分率高低的方法进行质量分析，但从这些分析中往往无法检测出教师的课堂教学情况，而SPSS分析软件则可帮助教师个体诊断并改进自己的课堂教学。

为了检测教师在课堂教学中的不足，我以执教的初三（3）班在区两次统考中的数据为例，运用SPSS技术进行具体分析。区第一次质量调研试卷满分100分，将考题中的100个得分点，按照化学知识体系划分为：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），共五部分。区第二次质量调研满分60分，同样将60个得分点按知识点分成五部分。

（一）运用SPSS中的描述分析，对三班第一次质量调研样本进行初步分析。

具体操作：选择Descriptive Statistics(“描述分析”)中的

Frequencies(频数)分析，将要分析的量进入“Variables”（变量栏），可多个内容一起选择，然后通过Statistics（统计量）选择要分析的项目。（通常选取的统计量有：“Mean均值”、“Media中位数”、“Mode众数”、“Skewness偏度”、“Kurtosis峰度”、“Std.Deviati标准差”、“Variance方差”等项。如果必要，还可以点击“Charts图表”按钮，选择某类图表）。

输出数据见下表：（区第一次质量调研整体数据）

三 班

N Mean Median Mode Variance Skewness Kurtosis Minimum Maximum

Percentiles 25

50 75

Valid Missing

基本概念理论

38 0 26.87 27.50

28 4.604 -1.137 1.447

20 30 25.75 27.50 28.25

物质知识

38 0

20.63 21.00

21 4.401 -1.502 3.637

13 23 20.00 21.00 22.00

化学计算

38 0 6.66 7.00 8 1.637 -.781 .343 3 8 6.00 7.00 8.00

化学实验

38 0 27.18 28.00 29(a) 9.776 -1.457 2.305

17 31 26.00 28.00 29.25

综合应用

38 0 4.74 5.00 5 .469 .391 -.773

4 6 4.00 5.00 5.00

总分

38 0 86.08 88.00

91 54.723 -1.500 2.536

62 96 83.50 88.00 91.00

使用同样的方法，可得到区样本数据，我以化学实验一栏进行数据对比解读（见表一），并将两个样本的均值进行了简单对比（见表二）：

表一

表二

对比中可以发现，三班的中位数和众数均高于区平均水平，而方差小于区平均，也就是三班两极分化的差距相对较

小。另外三班的Skewness（偏度）=-1.457

单从均分的数值上来看，班级的整体情况略高于区均分，在化学实验上尤其突出，而在基本概念理论和综合能力上相对差距不大。这是不是表明该教师在化学实验的教学上尤为突出呢？还是表明在基本概念理论和综合能力的教学上有所欠缺呢？从统计上来讲，单纯通过数值高低的比较是不严谨的，因为还要考虑到每个知识板块的满分值，难度等影响因素，因此我采用了SPSS中的单一样本T检验（One-Samples T Test）对均值做了进一步的分析。

(二) 使用单一样本T检验（One-Samples T Test）对均值做了进一步的分析、比较，寻找教学薄弱环节。

单一样本T检验，主要是通过检测班级样本均值与区样本均值进行比较，看是否存在显著差异。单一样本T检验可适用于小样本的检验（样本

数N

具体操作：选择Analyze（分析）-Compare Means（比较均值）-One-Samples T Test ，然后将需要比较的名称（基本概念和理论）添加进“检验变量”中（注意，一次只能添加一个变量），将前面整体分析时得到的该变量（学科）的平均值输入“检验值”框中,也就是将区均分26.51输入检验值，最后单击OK完成操作。

输出数据如下：

One-Sample Test（单一样本T检验）

数据解读：测试班级样本t=1.030，df(自由度)=37，Sig=0.31>0.05,表明测试班级在基本概念和理论上略高于区平均水平，无显著性差异。采用同种方法，我依次对物质知识、化学计算、综合运用和化学实验进行单一样本T检验，结果显示，在这4个知识板块上，测试班级均高于区平均水平，且有显著差异。尤其是综合应用板块，我将区各类学校放在一起对比，得到如下数据：

各类学校第一次区质量调研单一样本T检验

在显示显著差异的Sig.中，可以清晰到看到，三班的Sig值为0.001

通过单一样本T检测后，可以发现，教师在教学过程中整体的教学能力是比较突出的，对各个层次知识点的把握是比较到位，但从基本概念和理论的均值比较分析来看，有待进一步加强这一方面的教学。

（三）改进课堂教学策略，提高教学有效性

在了解自己在课堂教学中的薄弱环节后，我及时改进了基本概念理论的课堂教学策略。化学基本概念理论的课堂教学中要处理好以下三个环节：

1、帮助学生认识并形成概念。化学概念往往比较抽象，教师在教学过程中可以利用化学实验、或者媒体的手段帮助学生由具体到抽象、化繁为简地形成化学概念。

2、帮助学生全方位地理解概念。化学概念不是单纯的背颂，但实际上概念记得牢，不等于会灵活使用。其根本原因是在于没有正确理解好概念的内涵和外延，因此教师在课内讲解概念时，要认真剖析，引导学生去发现概念中的关键字词，去剖析这些关键的字词，从不同的角度去讲解概念，

使学生透彻理解所讲的概念，达到应用自如的目的。

3、通过课堂反馈和变式训练帮助学生巩固概念。通过变式训练可以使学生能活学活用，深化概念，吃透概念。在习题训练中培养学生灵活应用概念解决问题，有利于发展学生综合应用知识，提高分析问题，解决问题的能力。

在区第二次质量调研后，我再一次应用单一样本T检测对基本概念和理论的得分情况进行了分析，对比两次测试所得数据，结果发现有了明显的提高。

第二次区质量调研的标准差小于第一次，说明班级学生间的差距减小了。再来看第二次质量调研的得到的单一样本T检测数据（见下表）:

One-Sample Test(第二次质量调研)

从表中可以看出：在基本概念理论上，三班的均分为12.24，与区均分相比，Sig.=0.000

三、利用独立样本T检验（Independent-Samples T Test），诊断同一备课组教师的教学差异，同伴互助，改进课堂教学。

不同教师的教学风格不同，在不同知识点的教学上显现的效果也是不同的，为了能更好地进行同伴互助，使老师间能取长补短，优势互补，我使用了SPSS技术，对同一个备课组的两位教师的教学效果进行了数据分析，希望能发现两位教师间的教学差异。

教师基本情况：

（一）使用独立样本T检验，比较班级间的差异：

我选取初三（3）班和初三（4）班进行对比分析。首先通过频数分析

可知两个班级的整体情况，符合正态分布，可以使用t样本检验。然后我采用采用独立样本T检验对两个班级在区第一次统考是的整体情况进行分析。独立样本T检验是对2个样本的均值之差进行检验，通过这种方式可以检验出班级间是否存在显著差异。

具体操作：选择Analyze-Compare Means- Independent-Samples T Test命令，然后将变量“总分”选入Test作为检验变量（可多个变量同时检测），将变量“班级”选入Grouping，作为分组变量（分别设定为3，4），单击Define Group，在对话框中的Group1后的文本框中输入1， Group1后的文本框中输入2，最后单击OK执行操作。 输出数据：

Group Statistics（统计量摘要值）

Independent Samples Test

在统计量摘要值表中可以看出两个测试班级在总分上十分接近。在总分的Levene's方差齐性检测显示为0.721>0.05，说明2个对比样本的方差满足齐性，所以t检验的结果应该看表中的Equal variances assumed一行，结果显示Sig值为0.811>0.05，说明在两组在总分上没有显著差距。

（二）利用独立样本T检验分析，寻找教师教学差异：

我依次对五个知识板块逐一进行独立样本T检验分析，结果表明，两位教师在各知识板块的教学效果上没有明显差异，然后采用单一样本T检验对五个知识板块的均值与区均值相比，也无明显差异。但教师在不同知识点的教学效果也是不同的。A教师在化学计算的教学上略显薄弱（数据如下），而其余四个板块教学略强于B教师。

One-Sample Statistics

One-Sample Test

（三）改进课堂教学，减小差距，共同进步。

在教研活动中，两位教师就有关五个板块的教学内容进行了深入的研究，相互交流自己的教学体会，B老师发现A老师对物质知识教学的基本点落实到位，基础扎实，从而A教师的教学效果比较显著，而B教师对化学计算的教学上处理十分到位，效果明显。在随后的教学中，两位老师共同备课，相互听课，取长补短，不断调整改进教学方法。

在第二次区模拟考试后，我再一次应用SPSS技术进行了分析， 从下表中可以看出三班同学在化学计算上的标准差减小了，显示同学间的差距在缩小，而四班同学间在物质知识上的差距也缩小了。

而在单一样本T检验的数据中同样显示，两个班同学与区平均水平的差

距缩小了，而且B教师在第二次测试中的“物质知识”上取得了很大的进步，从低于区均分，到超过区均分，而A教师“化学计算”上改进教学后的效果也同样十分明显。这有力的证明了SPSS技术可以帮助老师发现教学差异，以利于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、高考的网上阅卷全面展开，使用SPSS技术成为一种可能。

在处理大样本的分析上，SPSS强大的统计的手段和简洁的图文输出功能将无可替代，尤其在分析大样本的数据时，SPSS可以迅速得到各种分析结果。网上阅卷的全面展开，是数据获得的途径更为方便。

（二）使用SPSS技术诊断教师课堂教学的同时，我们也要考虑到SPSS也有它自己的局限性。

1、SPSS只是提供了一定量检测的平台，本文主要是从教学效果的角度分析、诊断课堂教学，而对教师课堂教学的评价应该是多元化的，不能以偏概全。教师可在对学生考试成绩的分析过程中,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,以提高课堂教学效果。

2、要通过SPSS分析学生的答题情况，则试卷要有较高的信度和效度，本文中采用的试卷数据均为区统一考试，区统一阅卷，考试环境相似，成绩均真实有效。提高课堂教学的有效性是摆在每个初中化学教师面前的问题，有效教学的理念包括了关注学生的进步和发展、关注教学效益、关注可测性或量化。而SPSS恰好提供了这样一个平台，使得教师的评价量化。

（三）SPSS在教学上的其它评价功能有待开发。

SPSS技术不仅可以用来诊断改进课堂教学，通常还可以用来分析影响化学课堂教学的因素，对考试的结果进行归因分析或是因子分析等。SPSS可以开发和利用的评价功能还有很多，我还将继续开发其它的评价功能，希望能更好、更有效地使SPSS技术服务于化学课堂教学。

SPSS技术不仅可以用来诊断改进课堂教学，还可以用来分析影响课堂教学的因素，对考试的结果进行归因分析或是因子分析等。

基于上述课堂教学的实验及论证，此后进一步的工作有： 开发和利用SPSS技术的评价功能 与化学实验教程相结合，分析实验课程的SPSS的应用方法及对授课教师的教学方法的提高 应用局限性分析

在化学教学的应用确认之后，进一步推广至其他学科的教学分析上

参考文献：

「1」 朱建平 殷瑞飞 。SPSS在统计师分析中的应用 北京：清华大学出版

社，2007

「2」 刘大海 李宁 晁阳。SPSS15.0 统计分析从入门到精通 北京：清华

大学出版社，2008

「3」 张敏。SPSS在化学评价中的应用 《化学教学》2009.2

交流时间：2009年6月