一、教学资源分析
这是一节数据分析案例课。课题研究是高中研究性学习的一种重要实施类型。学生进行课题研究时,会收集到很多资料,这些资料包括叙述材料和数据材料两种类型。叙述材料适合采用定性分析,数据材料适合采用定量分析。本课讲授的是针对从问卷调查中获得的数据材料的定量分析,采用国际通用的spss22.0 系统进行。本课涉及的教学资源有spss22.0 软件、带有15 台电脑以上的教室,上课前教师在教室电脑上安装好spss22.0 软件。
二、学生情况分析
本课的授课对象是高一学生。以前他们从未接触过spss22.0 统计分析系统,运用spss22.0 处理数据是完全陌生的问题。高一学生在《数学必修3》中学习过抽样、样本、平均值、方差、标准差、概率等概念,这为他们学习本节课的内容打下良好的基础。但据采访其数学老师了解到,他们学习这部分内容时学得很快,一册书用了一个月就学完了,也没有用来解决实际问题,考虑到教学实际,这种情况有一定的代表性。本节课让学生从手中的调查问卷开始,学习运用spss22.0 处理问卷调查数据,还是有一定的挑战性的。
三、教学设计整体思路
本课的整体设计思路是,学生从一次真实的问卷调查开始,获得问卷调查数据后,把问卷调查数据录入spss22.0 系统,然后运用spss22.0 系统对录入数据进行初步的统计分析。这是一次基于真实情境的案例教学。
四、教学目标分析
1.学生作为被调查对象参加“高中生睡前习惯对体质指数的影响”问卷调查,进入真实问题情境,自然产生“问卷数据如何处理”的探究愿望,同时体会案例问卷的设计规范。
2.学生在spss22.0 中对“高中生睡前习惯对体质指数的影响”问卷中的各变量进行定义。
3.学生运用spss22.0 进行问卷信度测定、计算变量、转换变量、独立样本T 检验、单因素方差分析、相关分析、线性回归分析等基本数据统计分析的操作,感受spss22.0 软件的强大魅力,迸发进行课题研究的深度热情。
4.通过小组合作,学会倾听和发表意见,学会共同解决问题,建立良好的友谊。
五、教学重点与难点
重点:运用spss 进行基本的数据统计分析。
难点:统计分析的基本原理。
六、课时安排
2 课时
七、教学流程
八、教学过程
(一)导入新课
为每位学生发放一份《高中生睡前习惯对体质指数影响研究》调查问卷,学生以被调查者的身份填写问卷。
引导学生提出问题,假如该课题是自己做的,问卷回收后可以从问卷中获得哪些数据,如何处理这些数据等问题。
同时,学生体会设计规范的问卷给人的整体感受。
图1
(二)讲授新课
1.数据的整理图1 问卷。
(1)原始问卷的处理。
让小组长收集本组成员填写的问卷,放在组长处备用。
学生思考:在进行问卷数据统计之前,是否需要对原始问卷进行处理?
经学生讨论后,教师归纳:在进行问卷数据统计之前,需要剔除无效问卷并对问卷进行编号;确定无效问卷的标准(有15%以上的题目没有回答,全都回答相同选项,不按照单选和多选要求乱答案,防伪题目没有通过)。
(2)数据的整理。
原始数据往往是无序的、零散的、不系统的,在进行统计分析前,需要对这些数据进行整理,通过归组、制表、绘图等初步的整理工作,使原始数据以直观和形象、简单和系统的形式初步反映出数据分布的面貌和特征。
教师给出一个统计表案例,让学生观察它的构成和特点。
学校饮用水合格的情况
图2 统计表
资料来源:王海粟.青岛地区小学饮水抽样调查[J].卫生与健康,2004,21(1):56-58.
教师在学生观察发表意见后指出,统计表在结构上包括“表号与标题”“横行标题”“纵栏标题”“数据”“小注”等,并向学生介绍三线图的概念。
教师给出四个统计图案例,让学生观察其特点,然后思考每一种统计图适合表达何种数据,思考手中的问卷数据适合用哪一种统计图来表达。
图3 统计图(www.xing528.com)
2.在spss22.0 中定义变量。
让学生双击打开spss22.0 快捷方式,建立一个新文件,切换到变量视图,如下图所示。
图4 spss 变量视图
在进行数据输入前,需要对变量进行定义。定义变量即要定义变量名、变量类型、变量宽度、小数位数、变量标签和变量的格式等。
教师示范:《高中生睡前习惯对体质指数影响研究》调查问卷的第一题调查的是被调查者的性别,“性别”是一个变量,对“性别”变量进行定义的操作如下:
在“名称”栏输入“性别”;“类型”栏选择“数值”型;“宽度”“小数”“列”“缺失”“对齐”栏采用系统默认值;标签是对变量名的进一步描述(此处省略);“值”栏赋值:男赋值为1,女赋值为2;“测量”栏选择“名义”(一种分类变量,变量的取值之间没有内在的大小可比性);“角色”栏选择“输入”。
图5 定义变量“性别”
学生练习:将问卷《高中生睡前习惯对体质指数影响研究》中的每个调查题目调查点当作一个变量,进行变量定义。学生每三人一台电脑,边讨论边完成任务。教师巡视指导。然后由一名学生上台展示本组任务完成结果,同学们进行提问、交流和评价。
图6 定义问卷中各个变量
3.录入问卷调查数据。
教师示范:切换到“数据视图(D)”,录入第一份问卷的数据,如下图所示。
图7 录入数据
学生练习:每个小组把本组的问卷数据录入,教师巡视指导。
4.运用spss 进行基本统计分析。
教师提供一份《高中生睡前习惯对体质指数影响研究》问卷调查数据文件,作为案例进行分析。
(1)信度分析。
为了检测问卷的质量,需要计算问卷的科隆巴赫系数(Cronbach),当系数大于0.6 时表明这份问卷的质量较高。
教师演示信度分析的spss 实现:选择“分析”—“度量”—“可靠性分析”,将左侧的变量(第2—9 个)选入“项目”列表,“模型”选择科隆巴赫系数α,单击“确定”按钮,即可得到科隆巴赫系数α=0.722。学生重复上述操作。
(2)频数分析。
教师演示:选择“分析”—“描述统计”—“频率”,选择“睡前做作业”变量,进行相应设置,执行命令。教师引导学生观看结果,并理解命令执行结果。
学生探究练习:对问卷的其他变量进行频数分析。教师巡回指导,学生代表演示,师生提问交流评价。
(3)两独立样本T 检验与单因素方差分析。
第一,计算体质指数。教师演示:选择“转换”—“计算变量”命令,由“体重”和“身高”计算“体质指数”;学生练习:由表征睡前习惯的各变量相加得出“睡前习惯总分”变量。
第二,采用独立样本T 检验的方法分析男生群体和女生群体体质指数上的差异。独立样本T 检验的目的是利用来自两个总体的独立样本,推断两个总体的均值是否存在显著差异。从P 值可以知道是不是达到显著水平。当P<0.05 时,我们可以认为两个群体之间是存在显著性差异的。教师演示操作过程,学生重复。在理解命令执行结果时,教师引导学生注意两组的总体方差齐性是进行平均值相等性T 检验的前提。
第三,把“睡前习惯总分”分为低分组、中分组、高分组。教师演示:“转换”—“重新编码为不同变量”,学生重复上述操作。
第四,采用单因素方差分析比较体质指数在“睡前习惯总分”不同组别上的差异。教师操作,学生重复。学生探究执行结果表达的意思。师生讨论其含义。
第五,学生思考讨论:两独立样本T检验与单因素方差分析的异同。
(4)相关分析与回归分析。
教师演示偏相关分析和回归分析的操作,学生重复。学生探究解释分析结果。
5.课下结合本组研究课题,使用spss 处理本组研究课题中收集到的数据材料。
(三)课堂小结
请学生谈一下,你是否会运用spss 进行基本统计分析,还有哪些疑惑。
九、教学反思
本课的教学内容是本人今年新开发的。往年教学生处理问卷调查数据采用的是excel,进行最基础的频数分析。运用spss 软件可以对数据进行更深入的统计分析,获得更丰富、深入的调查结果。本教学设计今年本人在六个班级实施,效果还是很棒的,学生尽管不能十分理解深奥的统计理论,但是能够做到会用、会解释执行结果。对于高中生而言,我认为这已经足够了。与本人一起教授本课的,我校还有三位教师,每周我们都进行集体备课,相互听课,进行深入的切磋,上述教学设计是不断修改而成的。教学实践证明,学生很喜欢这次课。
十、教学评价
这次课是一次创新,体现在以下几个方面:一是把spss22.0 引入高中课堂,这本身就是一次了不起的创新。我们都知道,这是一门研究生课程。如何做到深入浅出,把研究生一学期的课程用两三节课完成,是需要下功夫的。教学实践证明,老师做到了。二是老师采用的是基于案例的教学,把学生用一份真实的问卷带入教学情境之中,整次课围绕该问卷的数据统计分析展开,体现了任务的真实性。在这样的课程中学习到的东西具有很好的迁移性。三是引导学生学以致用。在案例教学的基础上,老师要求学生,凡是课题研究中采用问卷调查的,其数据统计均采用spss 进行分析,真正做到学以致用,提升学生解决真实问题的能力。
从上课状态看,学生非常喜欢这样的课程,参与度很高,激发了学生学习的热情和兴趣,听课老师都深受感染。这是一节好课。
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