利用SPSS進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)

1、第四節(jié)利用SPSS進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)在教育技術(shù)研究中，經(jīng)常需要利用不同的教學(xué)媒體或教學(xué)資源對(duì)不同的對(duì)象進(jìn)行教學(xué)改革試驗(yàn)，但教學(xué)試驗(yàn)的總體往往都有較大數(shù)量，限于人力、物力與時(shí)間，通常都采用抽取一定的樣本作為研究對(duì)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(biāo)志的參數(shù)是否存在差異的問題，這就必需對(duì)樣本量數(shù)進(jìn)行定量分析與推斷，在教育統(tǒng)計(jì)學(xué)中稱為統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)一、統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)的基本原理統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)是先對(duì)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(jì)運(yùn)算，根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，對(duì)假說作出肯定或否定的決策。如果現(xiàn)要檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的平均數(shù)（1和“2有沒有差異，其步驟為：1 .建立

2、虛無假設(shè)，即先認(rèn)為兩者沒有差異，用/廣4二表示;2 .通過統(tǒng)計(jì)運(yùn)算，確定假設(shè)及成立的概率Po3 .根據(jù)P的大小，判斷假設(shè)為是否成立。如表6-12所示。表&12P與的關(guān)箓/時(shí)幗大小，差異顯著程度K005/P0,05挑感立戴率極d”場(chǎng)成立魁率校儀向成立翻率較大，差異非常顯著差異顯著，差異不顯著卡二、大樣本平均數(shù)差異的顯著性檢驗(yàn)一一Z檢驗(yàn)Z檢驗(yàn)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(yàn)的方法。它是通過計(jì)算兩個(gè)平均數(shù)之間差的Z分?jǐn)?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(yàn)方法。其一般步驟：第一步，建立虛無假設(shè)訴1=,即先假

3、定兩個(gè)平均數(shù)之間沒有顯著差異。第二步，計(jì)算統(tǒng)計(jì)量Z值，對(duì)于不同類型的問題選用不同的統(tǒng)計(jì)量計(jì)算方法。（1）如果檢驗(yàn)一個(gè)樣本平均數(shù)（丫）與一個(gè)已知的總體平均數(shù)（4）的差異是否顯著。其Z值計(jì)算公式為:7 彳-口。8 =S而其中又是檢驗(yàn)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(yàn)來自兩個(gè)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(jì)算公式為：7元一國(guó)2也十紅Ywin2其中，“Hi、*丫2是樣本1,樣本2的平均數(shù)；義&是樣本1,樣本2的標(biāo)準(zhǔn)差；川1，也是樣本1,樣本2的容量。第三步，比較計(jì)算所得Z值與理論Z值，推斷發(fā)生的概率，依據(jù)Z值與

4、差異顯著性關(guān)系表作出判斷。如表6-13所示。表F值與|21的關(guān)系+IZNP值差異顯著程度/1ZI2.50-1Ra1Zl30,屬于大樣本，應(yīng)采用Z檢驗(yàn)。由于這是檢驗(yàn)來自兩個(gè)不同總體的兩個(gè)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(yàn)方法。計(jì)算前測(cè)Z的值b715-73ij-仔16罰+10_0.000|?|=0.6581.96后測(cè)兩組差異顯著。三、小樣本平均差異的顯著性檢驗(yàn)一一t檢驗(yàn)t檢驗(yàn)是用于小樣本(樣本容量小于30)時(shí)，兩個(gè)平均值差異程度的檢驗(yàn)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(gè)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(shè)H般1=2即先假定

5、兩個(gè)總體平均數(shù)之間沒有顯著差異。第二步，計(jì)算統(tǒng)計(jì)量t值，對(duì)于不同類型的問題選用不同的統(tǒng)計(jì)量計(jì)算方法。(1)如果要評(píng)斷一個(gè)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(jì)量的計(jì)算公式為:(2)如果要評(píng)斷兩組樣本平均數(shù)之間的差異程度，其統(tǒng)計(jì)量t值的計(jì)算公式為:幻-玄2品，工Wx瀏十渾2期1+用2-2咫1k月2t理論值(見附錄)并進(jìn)行比較。理第三步，根據(jù)自由度df=n-1,查t值表，找出規(guī)定的論值差異的顯著水平為0.01級(jí)或0.05級(jí)。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(jì)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(guān)

6、系表作出判斷。B-1S，值與羞鼻皇耍性關(guān)系F修差異顯著程度t0/)0.Olvt由QQ*t0.05*差異非常顯著，差異顯著差異不顯著c第五步，根據(jù)是以上分析，結(jié)合具體情況，作出結(jié)論。下面通過兩個(gè)實(shí)例說明如何利用SPSS進(jìn)彳ft檢驗(yàn)：【例6-6】某班共有50人，隨機(jī)抽取20人利用多媒體教學(xué)軟件進(jìn)行語(yǔ)文教學(xué)試驗(yàn)。在期終考試結(jié)束后，得知全班語(yǔ)文考試成績(jī)?nèi)绫?-16所示，其中前20人分?jǐn)?shù)為參加試驗(yàn)的學(xué)生成績(jī)。試通過檢驗(yàn)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(yàn)的效果。春酒鈣喀沔耐百嫌沔17%r1121的316T412g12四22汕327永42心3137w237833如4370t4血14飄5634*汕

7、515如25號(hào)加356和45加6田16如2645H36即46以小1?it如3?仇小S如13翼7小38眇轉(zhuǎn)的+9孤，19普-加的如4g小n后2。勢(shì)6加40*506和操作步驟:1 .錄入數(shù)據(jù)定義變量學(xué)號(hào)”、樣本”和全班”，分別錄入數(shù)據(jù)，其中樣本”變量對(duì)應(yīng)的是前20人的語(yǔ)文成績(jī)，全班”變量對(duì)應(yīng)的是全班50人的語(yǔ)文成績(jī)。2 .統(tǒng)計(jì)分析(1)選擇AnalyzefCompareMeansOne-SampleTTest命令，彈出OneSampleTTest對(duì)話框，將樣本“和全班”選入“Test框中，對(duì)選擇的變量進(jìn)行t檢驗(yàn)，如圖6-26所示。(2)單擊“OK按鈕，提交運(yùn)行，輸出結(jié)果如表6-17所示。ne-Sa

8、mpleT加tTestValue-0tdfMe5nDirterenca%GonfltierceIntervaloftheDifferenceLowerUpper祥率38.5419.00077.700073.490SSI.91921例5155349.000_73.04OO7U.192875.8e723 .結(jié)果分析t檢驗(yàn)的結(jié)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

9、=38.544t(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(xué)中采用了新的教學(xué)方法，進(jìn)行前測(cè)和后測(cè)試驗(yàn)，隨機(jī)抽取8名學(xué)生作樣本，如表6-18所示，分析兩次測(cè)試是否有差異，從而判斷實(shí)驗(yàn)結(jié)果。時(shí)例與后則裝據(jù)表*號(hào)硒J6Mp弟號(hào)I11155132146n312I*71514P4108M操作步驟：1 .錄入數(shù)據(jù)定義變量編號(hào)、前測(cè)”和后測(cè)”，按照表8的內(nèi)容錄入數(shù)據(jù)。2 .統(tǒng)計(jì)分析(1)選擇AnalyzefCompareMeansPaired-SampleTTest命令，彈出PairedSamplesTTest對(duì)話框，單擊前測(cè)和后測(cè)”變量，使其分別顯示在“

10、CurrentSelectionS匡中的Variable后，按箭頭按鈕使成對(duì)變量進(jìn)入“PairedVariables框中，如圖6-27所示。i產(chǎn)倒rtIId號(hào)黃得目ff后PiitedIfarlablest2UOK|Pi1eRtaelCantal處CurrentSflectiori%Vnriablc1：Variable2；ffi6-27Fiirtd-SvplTThI對(duì)襦梅“(2)單擊“OK按鈕，提交運(yùn)行，輸出結(jié)果如表6-19所示。表&19編出結(jié)果PairedMiiMTeftPairedDtfferencestdf沁M(jìn)eariitd,Deviatn5td.ErrorMein95%CorfideHc

11、eIMeHoftheLowerIUpperp1西惻-后照d.flTSO1.80776$9I-3.3S63|-.36377皿3 .結(jié)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=38.544t(7)0.05所以后測(cè)與前測(cè)之間存在顯著差異?；蛘撸梢詮谋?-19中看出，顯著性概率(Sig.(2-tailed)為0.022,而當(dāng)顯著性概率小于0.05時(shí)，認(rèn)為配對(duì)樣本之間存在顯著差異，即后測(cè)與前測(cè)之間存在顯著差異。證明該教學(xué)方法適合教學(xué)要求，能夠促進(jìn)學(xué)生提高成績(jī)。四、檢驗(yàn)上述z檢驗(yàn)和t檢驗(yàn)，通常用于計(jì)量資料的分析。但在教育技術(shù)研究中，還常遇見

12、按品質(zhì)分類的資料，如對(duì)問題的答案分對(duì)、錯(cuò)兩種，對(duì)能力分優(yōu)、良、中、差、劣幾種，對(duì)情緒反應(yīng)記分強(qiáng)、中、弱三種。對(duì)這一類計(jì)數(shù)資料的差異程度檢驗(yàn)，就要利用用檢驗(yàn)。檢驗(yàn)屬于擬合優(yōu)度型檢驗(yàn)，適用于具有明顯分類特征的某種數(shù)據(jù)，用來檢驗(yàn)屬于某一類別的對(duì)象或反映的個(gè)案數(shù)與根據(jù)零假設(shè)所得期望數(shù)目之間是否有顯著差異。檢驗(yàn)是對(duì)所得到的分類、分等的計(jì)數(shù)資料與依據(jù)某種假設(shè)所期望的理論次數(shù)之間二者進(jìn)行差異的顯著性檢驗(yàn)的方法。其一般步驟如下：第一步，建立虛無假設(shè)第二步，計(jì)算統(tǒng)計(jì)量”值，計(jì)算公式為:式中是實(shí)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(xiàng)目的自由度df=n-1或df=(n1-1)(n2-1)查df

13、(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(jì)算所得的值與查表所得的理論值進(jìn)行比較，依據(jù)值與差異顯著性關(guān)系表判斷檢驗(yàn)結(jié)果，如表6-20所示。S6-2Q犬值曷差舁顯著性美軍花P值s差導(dǎo)顯著程度口工的0.01V為工劭0。和(4/00.05*P005串差異WE常昱著差異顯著，差異不昴著一第五步，根據(jù)是以上分析，結(jié)合具體情況，作出結(jié)論。下面通過兩個(gè)例子，說明如何利用SPSS進(jìn)行檢驗(yàn)?！纠?-8】隨機(jī)抽取某學(xué)校數(shù)學(xué)系和中文系學(xué)生各100名，對(duì)某一英語(yǔ)教學(xué)軟件的效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，根據(jù)表6-21所示的評(píng)價(jià)結(jié)果測(cè)試兩系學(xué)生的評(píng)價(jià)態(tài)度的差異。S6卻評(píng)優(yōu)玷果弋態(tài)瘠系別一好尸中L差

14、，數(shù)學(xué)系口皿4加中文知632g刈(操作步驟:1 .轉(zhuǎn)換為SPSS用的變量和數(shù)據(jù)定義三個(gè)變量，分別為態(tài)度”、人數(shù)”和系別”。變量態(tài)度”的值標(biāo)簽為：1=好，2=中，3=差；變量系別的值標(biāo)簽為：1=數(shù)學(xué)系，2=中文系。因此表10可以轉(zhuǎn)換為表6-22的表小形式。表6.美用于WS5的攀38系利111222礴2312340402060劉202 .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(jì)分析(1)選擇DatafWeightCases命令，彈出WeightCases對(duì)話框，激活WeightCasesby選項(xiàng)，并將變量人數(shù)選入Frequency框中，如圖6-28所示。國(guó)凱第VticStCrs“

15、對(duì)話框(2)單擊“OK按鈕，完成對(duì)變量人數(shù)”的加權(quán)操作。(3)選擇AnalyzefDescriptiveStatisticsfCrosstabs彈出Crosstabs寸話框，將變量系別”指定為“Rows,將變量態(tài)度”指定為“Column。如圖6-29所示。(4)單擊圖6-29所示對(duì)話框中的aStatistics按鈕，彈出Crosstabs:Statistics對(duì)話框，激活“Chisquqre選項(xiàng)，如圖6-30所示。(5)單擊圖6-30所示對(duì)話框中的“Continue按鈕，切換到圖6-29所示的對(duì)話框，單擊“OK按鈕，提交運(yùn)行，輸出結(jié)果如表6-23所示。表日-23輸出結(jié)果Chi-SquareTe

16、stsValuedfAsymp.Sig.(2-slded)PearsonCkii-SquareLikelihoodRagLinear-by-LinearAssociationIMofValidCases10,66產(chǎn)1D.0233.262200221.005.004.071a.cells(.W)hanreexpectedcountlessthan5,Theminimumexpected匚ciuntb20.00,4 .結(jié)果分析%2x2犬查值表可知，(df)0.05=(2)0,05=5.991 T而從表13-23中可知，=10,667(2)0,05所以兩系學(xué)生的評(píng)價(jià)態(tài)度存在顯著差異?；蛘?，從Pear

17、son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(dú)立的關(guān)系，即兩系學(xué)生的評(píng)價(jià)態(tài)度有顯著差異?！纠?-9】某項(xiàng)關(guān)于物理實(shí)驗(yàn)的多媒體教材開發(fā)完成后，送給有關(guān)學(xué)校的物理教師征詢意見并發(fā)出問卷，對(duì)44位教師的問卷調(diào)查部分結(jié)果如表6-24所示：表6-24問卷調(diào)壹靖果問覆同直|小同意很不同箴A本教材適肝學(xué)生復(fù)習(xí)23136P2本數(shù)材適合于廈堂放學(xué)1414106下面利用SPSS進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)，由于該檢驗(yàn)是單樣本的檢驗(yàn)，每次只對(duì)一個(gè)問題進(jìn)行檢驗(yàn)。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(duì)應(yīng)的變量值為1,2,3,4,分別對(duì)應(yīng)四種不同意見

18、。變量人數(shù)”對(duì)應(yīng)的變量值為23,13,6,2。2.統(tǒng)計(jì)分析(1)選擇DatafWeightCases命令，彈出WeightCases對(duì)話框，激活WeightCasesby選項(xiàng)，將變量人數(shù)選入Frequency框中，如圖6-31所示。(2)單擊“OK按鈕，完成對(duì)變量人數(shù)”的加權(quán)操作。(3)選擇AnalyzefNonparametricTestsfC-siquare”命令，彈出Ch-squareTest對(duì)話框,將變量問題a選入TestVariableList框中，如圖6-32所示。圖區(qū)132Chi-Tht對(duì)話框(4)單擊“OK按鈕，提交運(yùn)行，輸出結(jié)果如表6-25所示。表5-25輸出結(jié)果TestStatistics問慝白匚hi-SQUj寸dfAsymp,殉23.0913.皿&cells(.0%)haveexpectedfrequencieslessthan5. T伯mi