《生物统计》的试卷分析与解读

李春艳+李诚+龚江+石培春

摘要：为促进《生物统计》教学质量的提高，本论文采用Excel和SPSS软件分析了我校2013级林学和种科专业的87名学生《生物统计》的考试情况。结果表明，87名同学卷面平均成绩为72.41分，主要集中在70—79分之间，基本呈正态分布。试卷质量分析表明该2013级《生物统计》试卷试题的整体难度适中、五道试题的区分度均较好，试卷的总体信度较高。建议重视试卷质量的分析，关注试卷的构成和大学生的学习特点，需要进一步探索考试方式改革。

关键词：试卷分析；难度；区分度；信度；考试质量

中图分类号：G642.3 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）01-0096-03

随着高等教育的大众化发展，高等教育质量成为社会关注的焦点之一，而本科生的课程和教学改革则是大学发展的中心任务。在目前的大学教学制度下考试是衡量教学效果的主要手段，更是对学生进行学业成绩测评的工具。考试成绩不仅在一定程度上可以反映学生对相关知识的理解和掌握程度，而且可以比较教师的教学水平，对于教与学都有很好的促进作用[1]。考试不应该是一门课程教学过程的终结，通过对考试过程和考试成绩的分析与反思应该是教、学双方可持续发展的契机，以此来促进学生的成长和教师的发展。

田间试验与统计分析，简称生物统计，是石河子大学农学类各专业的一门专业必修课，主要包括田间试验中常用的、基本的试验设计方法与统计分析方法两部分，是农学院各专业学生进行专业课程学习、完成毕业论文以及今后从事科学研究等相关工作须掌握的一门课程。“生物统计”这门课程相对比较抽象，往届学生反映在其学习过程中感到枯燥难懂，导致学习兴趣不高，期末考试成绩两极分化严重，因此，如何提高课堂教学的有效性，提高教学质量，采用何种考试方式以及考核哪些内容以促进学生的自主性学习是笔者一直思考的问题。为此，作者对我校农学院2013级林学和种科专业的87名学生的《生物统计》考试卷面成绩进行了统计分析，并做出考试质量评价，为今后的生物统计学教学改革提供依据。

一、对象和方法

（一）对象

测试对象为我校农学院2013级林学和种科专业的87名学生，采用普通高等教育“十二五”规划教材，明道续主编的《田间试验与统计分析》（第三版），由同一名教师授课。试卷命题由授课教师根据教学大纲和教学内容安排，按章节内容所占学时比例分配不同章节的分值，以教学要求的分级（掌握、熟悉、了解）和教学目标（记忆、理解、应用）来确定分数的分布，由专职教师从题库中抽题组出二份试卷分别为A、B卷，并由我院专门负责课程考试的教师随机选一份试卷作为学生考试试卷，另一份作为考试备用卷。学生考试安排由学校教务处统一组织，采用一人一桌，考试时间为120分钟，由专职教师监考，考试类型为闭卷。本门课最终总成绩由期末卷面成绩（70%）+平时成绩（30%）构成。本文主要针对期末卷面成绩进行分析。

（二）方法

根据教育测量学和教育统计学原理，将测试的87名学生的卷面成绩以及每道题的答题情况输入设计好的Excel表格，利用Excel和SPSS13.0统计软件进行数据整理和统计分析。考试质量分析的内容主要包括成绩分析、试题质量分析和试卷质量分析。成绩分析主要侧重在考试的综合水平，评价指标有最高分、最低分、平均分、及格率、标准差、分数段分布等。试题和试卷质量分析指标，主要包括区分度（D）、难度（P）、信度（α）等指标[2-3]。区分度（D）是试题对考生水平的区别能力。难度（P）试题难度是评价试题质量的重要指标之一，计算为各题学生得分平均值和各题满分的比值，通常记为P。信度值是试卷可靠性、一致性、稳定性的反映，本文中将各题得分标准化处理后采用Alpha系数计算信度值。

二、结果

（一）试卷构成

《生物统计》考试试卷及分值构成为公式10小题，满分15分；名词解释10小题，满分15分；填空题20空，满分20分；简答题2小题，满分10分；计算题4小题，满分40分。其中公式、名词解释和填空题为客观题，主要考察学生对重点基础知识的理解和识记。简答题和计算题为主观题，考查学生对相关的试验设计方法及其数据统计分析的应用和理解。

（二）学生考试成绩分析

考试成绩的总分为100分，最高分95分，最低分26分，全距为69分，平均成绩为72.41分，标准差为13.59，及格率为89.8%，优秀率（90—100分）为5.68%。各分数段频数分布表明，70—79分之间频次最高，总体基本呈正态分布。

（三）试题质量分析

试题难度是评价试题质量的重要指标之一[4]，计算为各题学生得分平均值和各题满分的比值，通常记为P。根据P值的评价范围，《生物统计》考试各试题的难度系数及评价如下：（1）公式，0.7268，较易；（2）名词解释，0.6877，中等难度；（3）填空题，0.7736，较易；（4）简答题，0.6379；中等难度；（5）计算题，0.6963，中等难度。其中公式和填空题主要考察学生对统计分析中重要知识点和公式的识记和应用，各水平学生均能答，主要为教学大纲要求掌握的知识。简答题和计算题为主观题，难度中等。

题目区分度是题目区别学生实际水平的量度，记作D。它是考试项目有效性的指标[3]。如果高水平学生在考试题目上能得高分，低水平学生在考试题目上能得低分，则该考试题目区分学生水平的能力强。如果高水平学生和低水平学生在考试题目上得分没有差异，则该考试题目区分学生水平的能力弱。本文中区分度的计算方法为：先将分数排序，P1=27﹪高分组的难度，P2=27﹪低分组的难度，区分度D=P1-P2。根据D值的评价范围，《生物统计》考试各试题的区分度系数及评价如下：（1）公式，0.4174，很好；（2）名词解释，0.4493，很好；（3）填空题，0.3174，良好；（4）简答题，0.7283，很好；（5）计算题，0.4370，很好。除填空题外，各题型的区分度值都大于0.4，评价结果达到很好水平，填空题的区分度稍低，但也已经达到良好水平，表明该试题的整体区分度很好，基本上无需淘汰。

信度值是试卷可靠性、一致性、稳定性的反映[5]。本文中将各题得分标准化处理后采用Alpha系数计算信度值，Alpha信度系数为0.7365，根据信度的评价范围，该试卷的信度较高。

三、讨论

试卷质量分析表明，本次考试的试卷总体上具有良好的难度、信度和区分度，考试成绩呈正态分布，能够比较真实地反映学生的学习质量。本校农学院的学生一般在大二暑期进行毕业论文试验，大三上学期学习生物统计课程，在此基础上，从课堂的师生互动反映出学生对田间试验设计方法的理解较好，但大多数学生会将毕业论文的写作放在大四第二学期，因此尽管已经完成了论文实验，但数据的整理、分析却在一年多以后进行。从本课程第四章假设检验开始，因为涉及众多公式及其应用，学生普遍感觉枯燥难懂，这在总分为40分，而卷面成绩全距却为33分，标准差为7.38分的计算题部分也显示出来。因此，从此方面，建议毕业论文老师在学生做完试验后能督促他们尽快分析和处理数据，不仅能尽快发现和弥补试验中的问题，也利于提高学生对本课程的学习兴趣。此外，充分利用我校大一、大二年级的大学生研究训练计划（SRP），鼓励学生积极申报，让学生尽早接触科研活动，在本课程的学习中能够带着自己的问题、自己的数据独立分析，让学生能切身体会到“学有所用”，在解决问题的过程中享受成就感，培养学生的分析能力和逻辑思维能力，提高学习本课程的兴趣，并能将理论和实践结合起来，在科研活动实践中培养学生的创新意识和解决问题的能力。

根据美国心理学家布卢姆提出的分类方法，把人的认知水平从简单到复杂分为识记、理解、应用、分析、综合、评价六个层次[6]，本课程试题设计也是按照教学内容（章节或部分）的教学时数和重要程度确定不同的权重；再按教学大纲要求、教育目标分类进行试题类型和难度等方面的权衡。试卷中公式、名词解释以及部分填空题主要为识记和理解，各水平学生均能答，试题较易，因此平均得分较高。部分填空题、简答题和计算题主要考察学生对主要知识点的理解应用及其综合评价，尽管试题中设计的试验已经考虑到运算量的问题，但平均得分较低，其中计算题得分两极分化严重，说明部分学生对本课程的学习还停留在死记硬背的阶段，分析和解决问题能力比较差，因此如何在有限的学时内，让学生具备扎实的基础统计知识的功底并且能够灵活应用是摆在授课教师面前的一个挑战。此外，考试中笔者还发现一个问题，有些同学对于基本知识点和概念的记忆非常准确，作答和课本上的表述完全一致，但是在知识点的具体应用上却存在问题，不会变通；而有些同学的情况却与此相反，记忆类题目回答不是很好，但是理解和分析类题目得分较高。说明学生的学习风格和考试的适应性之间密切联系，这就要求授课教师在教学过程中给与学生更多的人文关怀，积极进行教与学的互动，了解学生，关注学生学习风格的差异，积极引导，培养学生的综合能力，同时在试题构成中要综合考虑学生的学习特点和考试适应性，使考试成绩能反映学生真实的学习水平，提高考试对于学生发展评价的公正性。

从理论上讲，一般考试成绩呈现正态分布表明试卷的难度适宜，如果呈现偏态分布，则表明试卷的难度偏高或偏低。本次考试卷面总成绩呈较好的正态分布，说明试卷难度适意。但全距为69分，标准差为13.59分，说明学生的两极分化现象较严重。尽管试卷质量分析表明，本次考试的试卷总体上具有良好的难度、信度和区分度，但笔者认为，还应分析各题型得分是否为正态分布。以本课程考试为例，计算题主要考查学生对相关的试验设计方法及其数据统计分析的应用和理解，是本课程的重点，其分值占卷面总成绩的40%，但是学生得分分布却为偏态分布，意味着计算题部分整体难度偏低。这也引发我们对当前大学考试质量的思考。目前课程考试主要以教研室为单位作为命题小组，试卷的编制一般由任课教师自主决定，在这种情况下试卷难度一般很难把握，教师一般是按照自己对课程的把握和对学生学习过程的了解自行确定考核内容和难度，但是其中隐藏着某种程度的“分数信任危机”甚至可能引发“教学质量危机”[7]。降低试卷难度，可以保证绝大多数学生通过，平均分较高，看似学生对课程知识点掌握很好，但是分数的含金量越来越低，导致分数信任危机，降低教学质量。由此说明，试卷中任一题型的检测和区分功能是有限的，整套试卷的题型选择以及同一题型的数量及其所预检测学生的认知层次的高低和范围还需试题编制者认真思考。

每次考试之后，我校教学管理部门都会要求各任课教师对该课程的学生考试成绩进行以下统计：（1）期末综合成绩频数分布；（2）平均分和标准差；

（3）最高分、最低分和全距。如果是多班级共同的专业课程要分别提供课程和各班级的平均分、标准差、全距、正态性情况，同时提供平时成绩和总评成绩的各项指标。但是忽略了期末考试本身所具有的评价教学的功能，而只把考试当作评价学生学习的工具，建议教育管理者和教师在进行考试成绩分析的同时也要重视试卷质量的分析，设置合理的试卷效度、信度、区分度以及难度。避免为提高及格率，降低试卷难度和区分度，拉高平时成绩提高总评成绩等影响学生学习的积极性，不利于提高教学质量的现象。

本次《生物统计》考试分析充分体现了教学改革的必要性。本课程作为我校农科类专业的一门基础课，具有很强的实践性和应用性，随着计算机发展的日新月异，统计分析在各领域的作用日趋重要，统计软件的应用已经成为培养高质量专业人才的需要和科研工作者必备的技能之一。尽管本课程的48学时中包含有8学时的上机训练，以及本院开设的另外一门选修课《计算机数据处理》，但是学生在进行论文数据分析过程依然表现出统计知识的欠缺，因此建议本课程的考试能将笔试和机试结合起来，适当提高试卷的区分度，同时引导学生积极进行自主学习，提高学生分析问题，解决问题的能力。

参考文献：

[1]代红，陈刚，肖建修，程江洲.“电机学”课程教学改革的探讨[J].中国电力教育，2010，（33）.

[2]戴海崎.心理与教育测量[M].广州：暨南大学出版社，2004：117-118.

[3]刘新平.教育统计与测评导论[M].北京：科学出版社，2003，（6）：148，162-163.

[4]裴利华.SPSS统计软件在试卷分析中的应用探析[J].新课程学习，2011，（2）：17-18.

[5]张玥.SPSS软件在英语试卷质量分析中的解析及应用[J].职校论坛，2013，（7）：320-325.

[6]戴洪萍.高校专业课程考试质量的分析与探讨[J].南通大学学报（教育科学版），2007，（2）：86-89.

[7]曹中平.考试分析与教学反思：以一门课程为例[J].大学教育科学，2004，（2）：38-42.

The Analysis and Interpretation Based on the Examination of "Biology Statistics"

LI Chun-Yan，LI Cheng，GONG Jiang，SHI Pei-Chun

（College of Agriculture，Shihezi University，Shihezi，Xinjiang 832000，China）

Abstract：In order to improve the teaching quality of the course of "Biology Statistics"，the Excel and SPSS 13.0 software were used to analysis the examination score of "Biology Statistics". The results showed that the average score was 72.41. The distribution of score was mainly concentrated between 70 ～ 70 and showed the normal distribution. The evaluation of test paper quality indicated that the degree of difficulty of paper is moderate. The partition degree of the five question was good，respectively. The reliability of the examination paper was high. It was suggested that we should pay more attention to the quality of test paper analysis and the examination paper structure. Furthermore，we should focus on the learning characteristics of college students and make useful exploration on examination reform.

Key words：examination paper analysis；degree of difficulty；degree of partition；reliability；quality of examination