利用SPSS進行統(tǒng)計檢驗

1、第四節(jié)利用SPSS進行統(tǒng)計檢驗在教育技術研究中，經(jīng)常需要利用不同的教學媒體或教學資源對不同的對象進行教學改革試驗，但教學試驗的總體往往都有較大數(shù)量，限于人力、物力與時間，通常都采用抽取一定的樣本作為研究對象，這樣，就存在樣本的特征數(shù)量能否反映總體特征的問題，也存在著兩種不同的樣本的數(shù)量標志的參數(shù)是否存在差異的問題，這就必需對樣本量數(shù)進行定量分析與推斷，在教育統(tǒng)計學中稱為統(tǒng)計檢驗一、統(tǒng)計檢驗的基本原理統(tǒng)計檢驗是先對總體的分布規(guī)律作出某種假說，然后根據(jù)樣本提供的數(shù)據(jù)，通過統(tǒng)計運算，根據(jù)運算結果，對假說作出肯定或否定的決策。如果現(xiàn)要檢驗實驗組和對照組的平均數(shù)（"1和“2有沒有差異，其步驟為

2、：1 .建立虛無假設，即先認為兩者沒有差異，用卻口廣"2表示;2 .通過統(tǒng)計運算，確定假設M成立的概率P。3 .根據(jù)P的大小，判斷假設耳是否成立。如表6-12所示。*6-1：尸與用的美策+F值。航成立勝率大小,差異顯著程度口|01，航成立皖率極4“差異狀常顯著J膽0g航成立猊率較小山墓異星告，航成立晤兢大步差異不顯著、大樣本平均數(shù)差異的顯著性檢驗一一Z檢驗Z檢驗法適用于大樣本（樣本容量小于30）的兩平均數(shù)之間差異顯著性檢驗的方法。它是通過計算兩個平均數(shù)之間差的Z分數(shù)來與規(guī)定的理論Z值相比較，看是否大于規(guī)定的理論Z值,從而判定兩平均數(shù)的差異是否顯著的一種差異顯著性檢驗方法。其一般步驟：

3、第一步，建立虛無假設如,即先假定兩個平均數(shù)之間沒有顯著差異。第二步，計算統(tǒng)計量Z值，對于不同類型的問題選用不同的統(tǒng)計量計算方法。（1）如果檢驗一個樣本平均數(shù)（X）與一個已知的總體平均數(shù)（5°）的差異是否顯著。其Z值計算公式為:其中片是檢驗樣本的平均數(shù)；“口是已知總體的平均數(shù)；S是樣本的方差；n是樣本容量。(2)如果檢驗來自兩個的兩組樣本平均數(shù)的差異性，從而判斷它們各自代表的總體的差異是否顯著。其Z值計算公式為：7=42Y啊盟2其中，K1、義2是樣本1,樣本2的平均數(shù)；S”導是樣本1,樣本2的標準差；門L，片是樣本1,樣本2的容量。第三步，比較計算所得Z值與理論Z值，推斷發(fā)生的概率，依

4、據(jù)Z值與差異顯著性關系表作出判斷。如表6-13所示。表什13F值與111的美宸4IzlP值差異顯著程度/1Z12.回差異韭常顯若“11zin席/忸墓異顯新121<L96'-PX.05，差異不顯著-|第四步，根據(jù)是以上分析，結合具體情況，作出結論。【例6-5】某項教育技術實驗，對實驗組和控制組的前測和后測的數(shù)據(jù)分別如表6-14所示,比較兩組前測和后測是否存在差異。霆31$霧前因粕拄制淚的前惻和君山篡寓整前“臥町-50*3控制組J嗎=4E/工加,7和/=1加后一臥實物ni-SO*3我小31ffh控制阻物=48口工耳迎£4=叱由于n>30,屬于大樣本，應采用Z檢驗。由于

5、這是檢驗來自兩個不同總體的兩個樣本平均數(shù)，看它們各自代表的總體的差異是否顯著，所以采用雙總體的Z檢驗方法。計算前測Z的值z2-73W;充=-0.658,口|=0.658<1.96前測兩組差異不顯著。再計算后測Z的值z=區(qū)5-即國14，,=2.16同=2.16>1.96后測兩組差異顯著。三、小樣本平均差異的顯著性檢驗一一t檢驗t檢驗是用于小樣本(樣本容量小于30)時，兩個平均值差異程度的檢驗方法。它是用分布理論來推斷差異發(fā)生的概率，從而判定兩個平均數(shù)的差異是否顯著。其一般步驟如下：第一步，建立虛無假設項1=2即先假定兩個總體平均數(shù)之間沒有顯著差異。第二步，計算統(tǒng)計量t值，對于不同類型

6、的問題選用不同的統(tǒng)計量計算方法。(1)如果要評斷一個總體中的小樣本平均數(shù)與總體平均值之間的差異程度，其統(tǒng)計量的計算公式為:(2)如果要評斷兩組樣本平均數(shù)之間的差異程度，其統(tǒng)計量t值的計算公式為:第三步，根據(jù)自由度df=n-1,查t值表，找出規(guī)定的t理論值(見附錄)并進行比較。理論值差異的顯著水平為0.01級或0.05級。不同自由度的顯著水平理論值記為t(df)0.01和t(df)0.05第四步，比較計算得到的t值和理論t值，推斷發(fā)生的概率，依據(jù)表6-15給出的t值與差異顯著性關系表作出判斷。SE6-15，值耳理鼻顯在性關堵否P修差異顯著程度卜f孑£惻皿t召®r<t即x

7、m卡產(chǎn)UM"心也此差異非常顯著，差具顯新差所珞第五步，根據(jù)是以上分析，結合具體情況，作出結論。下面通過兩個實例說明如何利用SPSS進彳ft檢驗：【例6-6】某班共有50人，隨機抽取20人利用多媒體教學軟件進行語文教學試驗。在期終考試結束后，得知全班語文考試成績?nèi)绫?-16所示，其中前20人分數(shù)為參加試驗的學生成績。試通過檢驗樣本平均數(shù)與總體平均數(shù)之間的差異程度判斷該試驗的效果。鈣喀二濟腐學號曜穆17511小21舔生67141S1十12鋪¥12加22濃327加心3科，137和23加33加434金14,汕34*，相5g15孫25加356%畤674<-16用茹修3664H4

8、6?1?加孫37仇竹8跪13辦能他翦映鄰仗g如小»加前海49仔1G場加d加40腳506”操作步驟:1 .錄入數(shù)據(jù)定義變量學號”、樣本”和全班”，分別錄入數(shù)據(jù)，其中樣本”變量對應的是前20人的語文成績，全班”變量對應的是全班50人的語文成績。2 .統(tǒng)計分析(1)選擇"AnalyzefCompareMeans>One-SampleTTest'命令，彈出"OneSampleTTest對話框，將樣本”和全班”選入“Test框中，對選擇的變量進行t檢驗，如圖6-26所示。國金州7檢栽*(2)單擊“OK按鈕，提交運行，輸出結果如表6-17所示。Dni?Sampl

9、eIestTestValue-0t時電(2t4ded)MeanDifferente95%ConftdenceIntervaloftheDifferenceLower“per秤率全服歸口1949.000ooo77.700073,0400rs.qaos70.192031,919275,86723 .結果分析t檢驗的結果為t值(t)、自由度(df)、雙尾顯著性概率(Sig.)、均值差異(MeanDifference)和均值差異的95%置信區(qū)間(95%ConfidenceIntervaloftheDifference)。查t值表可知，t(df)0.05=t(19)0.05=2.093,而樣本t=38.

10、544>t(19)0.05所以樣本與總體之間存在顯著差異，樣本平均分高于總體平均分?！纠?-7】某班的教學中采用了新的教學方法，進行前測和后測試驗，隨機抽取8名學生作樣本，如表6-18所示，分析兩次測試是否有差異，從而判斷實驗結果。表白.則行惻與石曲嬖整姜期號府后測口堂號前澧后測口|.I1105131如卜?1414d61213-3125715144IQ1仃8麻操作步驟：1 .錄入數(shù)據(jù)定義變量編號"、前測”和后測”，按照表8的內(nèi)容錄入數(shù)據(jù)。2 .統(tǒng)計分析(1)選擇"AnalyzefCompareMeans>Paired-SampleTTest命令，彈出"

11、PairedSamplesTTest對話框，單擊前測"和后測”變量，使其分別顯示在“CurrentSelection#匡中的"Variable后，按箭頭按鈕使成對變量進入“PairedVariables框中，如圖6-27所示。TTritCurrenlelectianVnriAliIc1：Variable2;idPflirprf yarinhEtSr006-Z7f4ir4J-SvipltiTT»tt對t瓠'(2)單擊“OK按鈕，提交運行，輸出結果如表6-19所示。JR6-19蛹出結果，Paired3fnpiE，TestPairedDifFwencest2/2

12、2應螞Std.ErtorMean95%corfiderceIM*咐1&thiUIPPMa工出750ISO7了33&63,363771昭一3 .結果分析查t值表可知，t(df)0.05=t(7)0.05=2.365,而從表13-19中可以看出，樣本t=38.544>t(7)0.05所以后測與前測之間存在顯著差異。或者，可以從表6-19中看出，顯著性概率(Sig.(2-tailed)為0.022,而當顯著性概率小于0.05時，認為配對樣本之間存在顯著差異，即后測與前測之間存在顯著差異。證明該教學方法適合教學要求，能夠促進學生提高成績。71四、檢驗上述Z檢驗和t檢驗，通常用于計

13、量資料的分析。但在教育技術研究中，還常遇見按品質分類的資料，如對問題的答案分對、錯兩種，對能力分優(yōu)、良、中、差、劣幾種，對情緒反應fI分強、中、弱三種。對這一類計數(shù)資料的差異程度檢驗，就要利用用檢驗。7檢驗屬于擬合優(yōu)度型檢驗，適用于具有明顯分類特征的某種數(shù)據(jù)，用來檢驗屬于某一類別的對象或反映的個案數(shù)與根據(jù)零假設所得期望數(shù)目之間是否有顯著差異。檢驗是對所得到的分類、分等的計數(shù)資料與依據(jù)某種假設所期望的理論次數(shù)之間二者進行差異的顯著性檢驗的方法。其一般步驟如下：第一步，建立虛無假設第二步，計算統(tǒng)計量值，計算公式為:式中是實得次數(shù)(觀察次數(shù))；是理論次數(shù)(期望次數(shù))。第三步，按類別項目的自由度df=

14、n-1或df=(n1-1)(n2-1)查df(0.01)和df(0.05)的數(shù)值表(見附錄)，找出理論值。第四步，比較判斷，把計算所得的值與查表所得的理論值進行比較，依據(jù)值與差異顯著性關系表判斷檢驗結果，如表6-20所示。表十的父值等差異品哥性共系暴倡-差異顯著程度tW手工1班由aw差異m蹄顯普£r3力工,砌口舊*差異顯著*妙F即d05a¥差異不同著#第五步，根據(jù)是以上分析，結合具體情況，作出結論。下面通過兩個例子，說明如何利用SPSS進行檢驗?！纠?-8】隨機抽取某學校數(shù)學系和中文系學生各100名，對某一英語教學軟件的效果進行評價，根據(jù)表6-21所示的評價結果測試兩系學生

15、的評價態(tài)度的差異。*RR理的結果弋】、蔽磨解別中，",差，數(shù)學系*4M中文知如汕操作步驟：1 .轉換為SPSS用的變量和數(shù)據(jù)定義三個變量，分別為態(tài)度”、人數(shù)”和系別”。變量態(tài)度”的值標簽為：1=好，2=中，3=差；變量系別”的值標簽為：1=數(shù)學系，2=中文系。因此表10可以轉換為表6-22的表示形式。2 .錄入數(shù)據(jù)按照表6-22所示，向SPSS中輸入數(shù)據(jù)3 .統(tǒng)計分析(1)選擇"DatafWeightCases命令，彈出"WeightCases對話框，激活"WeightCasesby選項，并將變量人數(shù)"選入"Frequency框中，如

16、圖6-28所示。(2)單擊“OK按鈕，完成對變量人數(shù)”的加權操作。(3)選擇"AnalyzefDescriptiveStatisticsfCrosstabs"彈出"Crosstab前話框，將變量系別”指定為“Rows,將變量態(tài)度”指定為“Columns',如圖6-29所示。(4)單擊圖6-29所示對話框中的"Statistics按鈕，彈出"Crosstabs:Statistics對話框，激活“Chisquqre"選項，如圖6-30所示。困6=30Croi.士福丁£Idli七上：曜工對話框(5)單擊圖6-30所示對話框

17、中的“Continue按鈕，切換到圖6-29所示的對話框，單擊“OK按鈕，提交運行，輸出結果如表6-23所示。表6-23蛹出結果Chi-SquareTestsValueL：lAsymp.Sig.(2-slded)PearsonChi-Square10,66752.口05LfcelihoodRatio1D.0232.004Lnaar-bv-LirfearAssociation3.2621.071NofValidCases200a.cells(，口詆)haveexpectedcourtless5,Theminirriumexpectedcountis20,004 .結果分析工工I1查值表可知，(d

18、f)0.05="(2)0.05=5.99而從表13-23中可知，=10.667>(2)0.05所以兩系學生的評價態(tài)度存在顯著差異?；蛘?，從Pearson和Likelihood的顯著性水平P=0.005和P=0.004來看，可以得知行列變量之間不存在相互獨立的關系，即兩系學生的評價態(tài)度有顯著差異?！纠?-9】某項關于物理實驗的多媒體教材開發(fā)完成后，送給有關學校的物理教師征詢意見并發(fā)出問卷，對44位教師的問卷調查部分結果如表6-24所示：費酎烈同看謝互皓果間3同意443®IK小同意A本教材適合于學生期13d25本數(shù)村適合于諛堂教學1410'下面利用SPSS進行統(tǒng)計

19、檢驗，由于該檢驗是單樣本的檢驗，每次只對一個問題進行檢驗。操作步驟：1 .錄入數(shù)據(jù)定義變量問題a”和人數(shù)”，變量問題a”對應的變量值為1,2,3,4,分別對應四種不同意見。變量人數(shù)”對應的變量值為23,13,6,2。2 .統(tǒng)計分析(1)選擇"DatafWeightCases命令，彈出"WeightCases對話框，激活"WeightCasesby選項，將變量人數(shù)"選入"Frequency框中，如圖6-31所示。Ee-3i1心取工沖£般(2)單擊“OK按鈕，完成對變量人數(shù)”的加權操作。(3)選擇"AnalyzefNonparametricTestsfChiquare”命令，彈出"ChisquareTest對話框,將變量問題a"選入"TestVariableList框中，如圖6-32所示。聞6"32Cliilq.wtTiS-t對語更(4)單擊“OK按鈕，提交運行，輸出結果如表6-25所示。S6-25輸出結果TestStatistics同題”Chi-SquaraadfAsymp.Sig.23,0913,03.0telb.口)kia