教学改革实验分析

毛潇潇,刘腾飞,董孝凯

（1.长春工程学院 理学院;2.长春工程学院 电气与信息工程学院, 长春 130012）

教学改革实验分析

毛潇潇1,刘腾飞2,董孝凯2

（1.长春工程学院 理学院;2.长春工程学院 电气与信息工程学院, 长春 130012）

教学改革实验作为一种社会研究方法，是通过有意控制和变革对象而进行的教育科学研究实践活动，并且逐渐成为教育改革创新的重要探索工具。当前，众多学校鼓励教师开展教学改革的创新性实验，然而对于教学改革实验成果的评价分析方法却相对滞后，难以准确评定教学改革实验的成果，不能充分体现教学改革实验的价值。为此本文提出了一种基于独立样本T检验①的实验数据分析方法来更加科学地评价教学改革实验成果，并以长春工程学院开展的高等数学课程 教学改革的实验数据为例，证明了独立样本T检验应用于教学改革实验分析方面的普适性。

教学改革；正态分布；差异性比较；独立样本T检验

1 引言

教学方法是制约学生发展的重要因素，采用不同教学方法培养出来的学生在对知识的认知以及自身个性的发展会有所不同。以传统的填鸭式教学方法为例，尽管它具有其独特的优势，但如果教师们过分偏重于知识的传授，这种教学方法就会压抑了学生对问题独立思考的积极性，学生们可能会失去学习的主动性，在学习中处于被动地位，不会学习，不会思考，只会死记书本知识，使理论和实践相脱离，这将导致所学理论知识在实践中得不到用处，并且对学生们健康人格的培养起了潜移默化的负面作用。如此一来，学校就无法培养学生们发现、提出、思考和解决问题的能力，逐渐忽视对学生们面对具体问题时的开拓性和挑战性的塑造。同时，很多种传统的教学方法彼此孤立，互不联系，甚至为了突出某一种教学方法而贬低另一种教学方法，这样的教学思想失去了应有的活力。当今教育要求充分开发受教育者的潜能，促进受教育者的社会化和个性化，培养受教育者的独立思考和创新能力，这表明，开展教学改革的创新与实验是教育发展的必然。

对于教改实验数据的分析方法，许多研究者已经做出了较为深入的研究，许兴丹[1]等在其“教改实验析评价初探”一文中提出了对于教改实验的四大研究方向：分析研究法、问卷调查法、听课评议法及数据处理法。对于教改实验的数据分析，采取科学的方法显得尤为重要。常见的分析方法采用平均分、及格率和优良率等指标的差异水平检验，可以用来说明教改实验的效果，但若简单地根据这些指标，而不做统计性检验就得出结论显然是不科学的。如李瑜峰[2]等采用了统计性检验较好的说明了其在“初中化学教学方法改革实验研究”的试点工作中的教学改革成果，但是其做了统计性检验后仍然具有不足之处，例如说明数据过于分散，不能直观地表现出教改实验的显著成果。考虑标准化回归系数②，因其绝对值的大小直接反映了自变量对因变量的影响程度，可以用来分析教学改革实验对学生成绩的影响。如周小山[3]等采用标准化回归系数来度量实验组与对比组的不相等程度，也能较好地说明实验班与对比班的教改差异，但是标准化回归系数的比较结果只是适用于某一特定环境，对于其他环境并不是绝对正确的，它可能因时因地而变化，因而这种方法不具有普适性。

那么基于目前流行的教学改革实验数据分析方法，需要做出更加深入的研究来更加科学地评价教学改革的成果。本文仅以分析研究法和数据处理法两个方向进行定量的分析。

2 基于独立样本T检验的教改实验研究方法

笔者研究发现T检验常常应用于广泛的样本对比研究，T检验的过程是对两样本均数差别的显著性进行检验，那么教改实验的成果分析若采用建立T检验模型来进行研究是具有科学性与可行性的。运用T检验的前提是两组数据必须服从正态分布，下面以长春工程学院2014及2015两年内的高等数学课程考试成绩作为数据样本进行说明：第一组数据为未实施教改实验的教学班（对比班）的高数成绩，第二组数据为实施教改实验后教学班（实验班）的高数成绩。为了提高教学实验及其数据分析的科学性，对比班与实验班均为相同专业且前后两届的教学班。首先根据数据给出频率分布直方图来检验两组数据是否服从正态分布，其次进行独立样本T检验。

2.1 频率分布直方图

基于两组数据在origin软件中绘制频率分布直方图，如图1所示：

图1反映出两组数据均近似服从正态分布，不难看出实验班的峰值出现滞后于对比班，并且其幅值高于对比班，由两组数据的频率分布直方图已经较好的说明了实验班的教改成果。

2.2 独立样本T检验

经检验两组数据均符合正态分布，接下来考虑两组数据来自相同专业但不同年级的学生，显然两组数据属于独立样本，故可建立独立样本T检验的数学模型来进一步定量研究教改实验的显著成果。

下面利用统计软件SPSS，对两组数据进行T检验，得出如表1及表2所示的检验结果。

表1 两届学生高数成绩基本统计量

表2 独立样本t检验结果表

表1中样本值1为对比班，样本值2为实验班，从两组值的均值56.53和63.09可以得出实验班平均分高于对比班平均分6.56分。假设方差相等，可见显著性水平Sig.＝0.719＞0.05，表示两个样本的方差是齐性的，这符合独立样本T检验应用的前提条件。由于方差是齐性的，由表2可见校正t=-2.592，校正df=296，显著性水平Sig.(双侧)＝0.010＜0.05表明检验显著，即实验班与对比班成绩有显著差异。实验班与对比班平均成绩的差异是因为在教学中使用了新的教学方法。

所建立的独立样本T检验模型，定量的分析出了使用了新的教学方法的实验班相对于对比班成绩提高的显著性成果，准确地评价了教学改革实验的成果，有利于教改实验的顺利进行。自然状态下的学生成绩都可近似认为其符合正态分布，并且对同一科目进行的教改实验是独立样本，这就符合了独立样本T检验的模型的基本要求，据此，类似问题都可通过建立独立样本T检验的模型进行分析，从而证明这种教改实验研究方法具有普适性。

3 结语

本文首先阐述了教学改革实验的重大意义，其次分析了目前针对教学改革实验评价的主要研究方法，然后提出了基于独立样本T检验的教改实验研究方法，并以实际数据证明其可行性，最后论述了基于独立样本T检验的教改实验研究方法的普适性。

注释：

①T检验是用于小样本的两个平均值差异程度的检验方法。它是用T分布理论来推断差异发生的概率，从而判定两个平均数的差异是否显著。T检验是戈斯特为了观测酿酒质量而发明的。戈斯特在位于都柏林的健力士酿酒厂担任统计学家。戈斯特于1908年在Biometrika上公布T检验，但因其老板认为其为商业机密而被迫使用笔名（学生）。

②即将原始数据减去相应变量的均数后再除以该变量的标准差差，计算得到的回归方程称为标准化回归方程，相应得回归系数为标准化回归系数。

[1]许兴丹.教改实验析评价初探[J].2000(08):29-31.

[2]李瑜峰.开展化学教改实验综合评价研究结果[J].1989(03):134-142.

[3]周小山,陈国先.教改实验结果分析评价方法探讨[J].1998,23(04):486-490.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.01.175

2014吉林省教育厅立项“吉林省高等教育教学研究课题---《高等数学》课程特色教学方法的研究与实践”

毛潇潇（1988-）,女,吉林蛟河人,硕士,理学院教学干事,从事教学管理工作。