羅海鳳,謝垂益
(1.韶關(guān)學(xué)院 政治與公共事務(wù)管理學(xué)院,廣東 韶關(guān)512005;2.韶關(guān)學(xué)院 數(shù)學(xué)與信息科學(xué)學(xué)院,廣東 韶關(guān)512005)
課程考核是高校的常規(guī)教學(xué)工作,在每學(xué)期結(jié)束前,教師都要對所教班級的課程進(jìn)行考核,填寫課程成績,進(jìn)行考試質(zhì)量分析.考試成績主要反映學(xué)生對課程知識的掌握程度和教師的教學(xué)效果.通過采取科學(xué)的手段對考試成績進(jìn)行分析,能夠客觀、合理地反映教學(xué)質(zhì)量的好壞,還可以對教學(xué)管理工作進(jìn)行有效的監(jiān)督和指導(dǎo).通過對當(dāng)前國內(nèi)一些高校課程考核的成績處理和考試質(zhì)量分析過程的分析,發(fā)現(xiàn)存在工作效率低、操作難度高、質(zhì)量分析不夠科學(xué)等問題.因此,本文提出基于Excel對象模型和VB應(yīng)用編程(Visual Basic for Applications,VBA)語言編制考試質(zhì)量分析模板,進(jìn)行考試成績的統(tǒng)計(jì)和后期分析,自動(dòng)生成Word文檔報(bào)表.
考試質(zhì)量分析主要包括試題概況、考試成績統(tǒng)計(jì)分析、教學(xué)成功經(jīng)驗(yàn)、存在問題和改進(jìn)措施等內(nèi)容.通過分析韶關(guān)學(xué)院和調(diào)研其他一些高校的課程考核成績記錄和考試質(zhì)量分析過程,發(fā)現(xiàn)各高?;径际怯肊xcel軟件或者教務(wù)管理系統(tǒng)來進(jìn)行成績錄入和報(bào)表生成,目前存在一些問題:
(1)工作效率低.多數(shù)教務(wù)管理軟件只提供成績錄入和報(bào)表,通常要借助Excel軟件進(jìn)行考試質(zhì)量分析.一些教師習(xí)慣先對課程成績進(jìn)行排序,再求最高分、最低分和平均分,統(tǒng)計(jì)各分?jǐn)?shù)段人數(shù)和比例等,在這過程中經(jīng)常采用手工計(jì)數(shù)、用計(jì)算器進(jìn)行輔助計(jì)算,還需要對數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果重復(fù)驗(yàn)證檢查,避免計(jì)算錯(cuò)誤.如果所教課程或班級較多,由于對每個(gè)班都要重復(fù)一次枯燥的成績處理和分析過程,工作效率低.
(2)操作難度高.Excel軟件的公式復(fù)雜,對計(jì)算機(jī)操作技能的要求較高,一般教師難以熟練使用.目前計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)比較普及,雖然多數(shù)教師都掌握了使用Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入和制表,但只有一半左右的教師會(huì)使用數(shù)據(jù)排序和簡單的公式,很少教師能夠運(yùn)用公式進(jìn)行分?jǐn)?shù)段人數(shù)統(tǒng)計(jì)、難度和區(qū)分度分析、正態(tài)分布相關(guān)性分析等復(fù)雜操作.
(3)質(zhì)量分析不夠科學(xué).考核分析是課程考核成績分析表的重要內(nèi)容,許多教師沒有對考試成績進(jìn)行難度、區(qū)分度、成績正態(tài)分布情況等進(jìn)行實(shí)際計(jì)算,分析過程較為粗略,質(zhì)量分析內(nèi)容不夠全面規(guī)范,不能客觀的反映考核情況.比如有的試題區(qū)分度不夠,卻寫成“區(qū)分度較好”;學(xué)生成績分布不符合統(tǒng)計(jì)學(xué)上的正態(tài)分布,沒有去分析形成原因或是否合理,卻簡單地寫為“成績分布合理”.
根據(jù)現(xiàn)實(shí)中存在的問題,考慮對目前普遍使用Excel軟件處理考試成績和質(zhì)量分析的方法進(jìn)行改進(jìn),設(shè)計(jì)一個(gè)考試質(zhì)量分析模板來進(jìn)行自動(dòng)數(shù)據(jù)處理和輔助質(zhì)量評價(jià),減少考試成績處理工作量、使計(jì)算機(jī)軟件操作更平民化、確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、提高質(zhì)量分析結(jié)論的科學(xué)性.
根據(jù)概率論中的中心極限定理,自然界中大量隨機(jī)現(xiàn)象都服從或近似服從正態(tài)分布.教育統(tǒng)計(jì)學(xué)的研究發(fā)現(xiàn),如果試題難度和區(qū)分度適中、考試過程無作弊現(xiàn)象、學(xué)生數(shù)量足夠多,每個(gè)學(xué)生的考試成績將是相互獨(dú)立的隨機(jī)變量,考試成績一般都符合正態(tài)分布,滿足“兩頭小、中間大”的特點(diǎn).成績符合正態(tài)分布的理論已被國內(nèi)絕大多數(shù)教育界同行認(rèn)可.通過考察學(xué)生的考試成績是否服從正態(tài)分布,可以判斷教學(xué)過程是否正常進(jìn)行.如果學(xué)生考試成績符合正態(tài)分布,就認(rèn)為教學(xué)過程是正常的,試卷的難易程度合理;否則,可能在教學(xué)過程的一些環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問題,可以結(jié)合其它的統(tǒng)計(jì)指標(biāo),分析實(shí)際教學(xué)過程,找出偏離正態(tài)分布的原因,采取相應(yīng)的措施,改進(jìn)教學(xué)質(zhì)量.
近年來很多科研人員對評價(jià)學(xué)生考試成績的具體理論和方法進(jìn)行了深入研究.文獻(xiàn)[1]指出,當(dāng)學(xué)生水平差別較大時(shí),若發(fā)生考場作弊現(xiàn)象,由于考生之間的考試成績具有相關(guān)性,成績分布有可能不服從正態(tài)分布;文獻(xiàn)[2]對考試難度和區(qū)分度的選擇、不同性質(zhì)考試和招生決策對試卷難度控制的要求、理想的考試分?jǐn)?shù)分布等問題進(jìn)行了探討;文獻(xiàn)[3]提出學(xué)生成績正態(tài)分布的形成條件,分析了數(shù)學(xué)期望和均方差的變化對正態(tài)曲線形狀的影響,依據(jù)學(xué)生成績的分布曲線判斷教師講授與學(xué)生學(xué)習(xí)兩方面的質(zhì)量準(zhǔn)則;文獻(xiàn)[4]將試卷難度分成5個(gè)等級,根據(jù)難度和區(qū)分度將試題分為優(yōu)良題、較好題、一般題、差題四個(gè)級別,統(tǒng)計(jì)多個(gè)專業(yè)、年級課程試卷答卷情況,分析考試成績分布,評價(jià)試卷質(zhì)量,以便反映課程教學(xué)過程,提高命題的質(zhì)量和科學(xué)性;文獻(xiàn)[5]對學(xué)生的英語四級模擬考試成績進(jìn)行分析,統(tǒng)計(jì)了各分?jǐn)?shù)段的人數(shù)與比例、最高分、最低分和整體分布情況,用信度、效度、難度和區(qū)分度等度量值對試卷的質(zhì)量進(jìn)行定量分析.文獻(xiàn)[6]利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的理論與方法,采用檢驗(yàn)法對學(xué)生考試成績進(jìn)行分析,提出運(yùn)用偏度、峰度檢驗(yàn)法對學(xué)生考試成績進(jìn)行評估的方法.
VBA是一種宏語言,主要用來擴(kuò)展Microsoft Office軟件(包括Excel、Word、PowerPoint等)應(yīng)用功能.Office軟件中幾乎所有需要使用鼠標(biāo)、鍵盤或?qū)υ捒驁?zhí)行的操作都能使用VBA編程來執(zhí)行.使用VBA可使Excel軟件的應(yīng)用更加高效,例如實(shí)現(xiàn)畫面的切換、格式報(bào)表的輸出、復(fù)雜邏輯的統(tǒng)計(jì)等.通過執(zhí)行VBA代碼可快速實(shí)現(xiàn)多個(gè)步驟的手工操作,規(guī)范用戶的操作,使操作功能更人性化、更方便用戶尤其是初級用戶使用.盡管開啟Office軟件的宏功能有感染宏病毒的風(fēng)險(xiǎn),但目前幾乎所有殺毒軟件都能對宏病毒有效地查殺,因此VBA編程的方法是安全可控的.根據(jù)高??荚囐|(zhì)量分析的需求,采用基于Excel內(nèi)置的VBA語言來輔助進(jìn)行考試成績處理和質(zhì)量分析,是一個(gè)很合理的選擇.文獻(xiàn)[7]實(shí)現(xiàn)了一個(gè)成績分析模板,統(tǒng)計(jì)分?jǐn)?shù)段人數(shù)和每題得分率;文獻(xiàn)[8]設(shè)計(jì)的管理模板完成實(shí)驗(yàn)成績的按學(xué)生匯總、考試成績的統(tǒng)計(jì)和報(bào)表生成、統(tǒng)計(jì)各分?jǐn)?shù)段人數(shù)和比例;文獻(xiàn)[9]設(shè)計(jì)的課程考核成績分析樣板能夠自動(dòng)統(tǒng)計(jì)成績分布狀態(tài)、繪制成績分布曲線圖、根據(jù)教師調(diào)查問卷生成課程考核分析結(jié)論;文獻(xiàn)[10]認(rèn)為期望成績評定應(yīng)該表現(xiàn)為完全正態(tài)分布的絕對化觀點(diǎn)是不科學(xué)的,負(fù)偏態(tài)分布(高分人數(shù)較多、平均分較高的情況)也具有合理性,并設(shè)計(jì)了一個(gè)考試成績分析系統(tǒng),利用統(tǒng)計(jì)學(xué)中的偏態(tài)和峰度指標(biāo)分析成績的總體分布.
以上文獻(xiàn)的研究存在一定不足:沒有對考試成績的正態(tài)分布情況提出定量的測定標(biāo)準(zhǔn);沒有將計(jì)算機(jī)處理結(jié)果與教師主動(dòng)評價(jià)意見有效結(jié)合,只是機(jī)械地輸出數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果或圖表,分析結(jié)論不夠全面;很少考慮將結(jié)果整體打包輸出以簡化用戶的操作,僅僅是輸出各種單項(xiàng)處理結(jié)果.
以韶關(guān)學(xué)院為例,對于一般課程,總評成績(FS)由平時(shí)成績(US)和考試成績(TS)組成,三個(gè)成績均為整數(shù)、最低分0分、滿分100分.總評成績(FS)的計(jì)算公式是:
需要完成的任務(wù)是:創(chuàng)建一個(gè)Excel文件(下面稱為“Excel模板”),在文件中嵌入VBA程序代碼來完成考試質(zhì)量分析功能.用戶只需將學(xué)生的成績數(shù)據(jù)輸入或者粘貼到Excel模板中,點(diǎn)擊鼠標(biāo)按鈕即可完成成績統(tǒng)計(jì)和質(zhì)量分析、生成Word報(bào)表.
任務(wù)分解:分為基本數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、試題難度和區(qū)分度分析、成績分布分析、分析意見生成、Word文檔報(bào)表導(dǎo)出五個(gè)模塊,通過在Excel模板編寫VBA程序分別予以實(shí)現(xiàn)。
基本數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的內(nèi)容包括:最高分、最低分、平均分、各分?jǐn)?shù)段人數(shù)及比例.由于VBA語言本身沒有進(jìn)行統(tǒng)計(jì)類的相關(guān)函數(shù),求最高分、最低分、平均分是通過Application對象中的WorksheetFunction屬性調(diào)用Excel的內(nèi)置函數(shù)進(jìn)行計(jì)算.
為了統(tǒng)計(jì)各分?jǐn)?shù)段人數(shù)及比例,以及方便后續(xù)的其他數(shù)據(jù)處理,定義了一個(gè)整數(shù)數(shù)組sect(100),數(shù)組元素sect(i)表示得分為i的人數(shù).將取值范圍為0至100的全部考試成績讀一遍,同時(shí)對sect()中的元素進(jìn)行累加,即可統(tǒng)計(jì)出每個(gè)分?jǐn)?shù)的人數(shù).
圖1 成績統(tǒng)計(jì)
對數(shù)組sect()的部分元素分別求和,就得到考試成績在各分?jǐn)?shù)段的人數(shù).本文以有70人參加考試的某課程成績作為案例,Excel模板中程序的統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖1所示.
難度是指試卷(題)的難易程度[2],通常用難度系數(shù)即試卷(題)的得分率或答對率表示,其值在0~1之間,數(shù)值越大,說明試卷(題)越容易.因此,試題的難度d定義為:
區(qū)分度是指試卷對不同水平的學(xué)生加以區(qū)別的能力[5].對于具有良好區(qū)分度的試卷,實(shí)際水平高的學(xué)生應(yīng)該得到高分,水平低的學(xué)生應(yīng)得低分.采用極端分組法[10],將成績最高的27%的學(xué)生作為高分組、成績最低的27%作為低分組,則試題的區(qū)分度q定義為:
對3.2節(jié)中的數(shù)組sect()進(jìn)行進(jìn)一步處理,從下標(biāo)0開始向后計(jì)算sect(i)的累加和,當(dāng)累加和達(dá)到學(xué)生總數(shù)的27%時(shí),對應(yīng)的數(shù)組下標(biāo)即為低分組學(xué)生的分?jǐn)?shù)分界點(diǎn),從而容易得到.類似地,從下標(biāo)100開始向前計(jì)算可以求得.
從教育測量學(xué)的角度,試題難度為0.5較為合適,因?yàn)榇藭r(shí)均值為中位數(shù),如果試題沒問題、考生成績相互獨(dú)立,則分布為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布,考試的區(qū)分度最大.但是,高校的課程考試本質(zhì)上是一種成就測驗(yàn),屬于合格水平考試而不是選拔性考試,目的是考查學(xué)生是否達(dá)到預(yù)定的教學(xué)目標(biāo)和要求,需要考慮考試對學(xué)校教育和教學(xué)的影響以及社會(huì)認(rèn)同度.因此,試題的難度值以0.7左右為宜(意味著學(xué)生考試成績在70分上下的比例最大).綜合參考文獻(xiàn)[4-5,10]的經(jīng)驗(yàn)和作者的工作體會(huì),本文提出高校學(xué)生考核試題難度和區(qū)分度的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn),見表1和表2.
表1 試題難度評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
表2 試題區(qū)分度評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
對于3.2節(jié)中的案例,通過Excel模板中程序計(jì)算得到試題難度系數(shù)為0.70,結(jié)論為“適中”;試題區(qū)分度為0.66,結(jié)論為“很好”.
根據(jù)考試成績符合正態(tài)分布的理論,假設(shè)有n個(gè)學(xué)生參加考試,成績以百分制計(jì)算.用ξk表示第k個(gè)學(xué)生的成績.則ξk是取值在區(qū)間[0,100]中的隨機(jī)變量.當(dāng)n足夠大時(shí),ξk近似服從正態(tài)分布 N(a,σ2),其中 a 表示平均分、σ2表示考試成績的方差[1].由于一個(gè)班級的人數(shù)通常在50人左右,樣本數(shù)量不多,而考試分?jǐn)?shù)的區(qū)間是[0,100],因此從每個(gè)分?jǐn)?shù)去考察是否服從正態(tài)分布是沒有意義的,應(yīng)該按分?jǐn)?shù)段去進(jìn)行比較.根據(jù)圖1的分?jǐn)?shù)段和數(shù)據(jù)(還需要計(jì)算出方差),求得對應(yīng)的正態(tài)分布函數(shù)在各分?jǐn)?shù)段的概率密度積分,以分?jǐn)?shù)段為橫軸、人數(shù)比例為縱軸,在Excel模板中繪出實(shí)際考試成績與正態(tài)分布的對比圖,見圖2.
圖2 實(shí)際分布與正態(tài)分布的對比
表3 正態(tài)相關(guān)度評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
為了比較考試成績在各分?jǐn)?shù)段的人數(shù)分布與正態(tài)分布的相似程度,計(jì)算Pearson乘積矩相關(guān)系數(shù)(r):
r是一個(gè)區(qū)間范圍為[-1.0,1.0]的無量綱值,反映了兩個(gè)數(shù)據(jù)集合之間的線性相關(guān)程度.式(4)可直接使用Excel中的Pearson()函數(shù)進(jìn)行計(jì)算.在本文中r為數(shù)據(jù)序列與正態(tài)分態(tài)序列的線性相關(guān)程度,稱之為“正態(tài)相關(guān)度”.從圖2中觀察發(fā)現(xiàn)兩條曲線的走勢比較接近,實(shí)際計(jì)算得到正態(tài)相關(guān)度為0.92(非常高),從中得到印證.
根據(jù)對本校近年來多個(gè)班級考試成績數(shù)據(jù)的分析驗(yàn)證,提出正態(tài)相關(guān)度(r)的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn),見表3.
考試質(zhì)量分析評價(jià)的要求可分為試題內(nèi)容、答題分析、平時(shí)表現(xiàn)、教學(xué)總結(jié)等方面.試題內(nèi)容包括試題對知識點(diǎn)的涵蓋面、與教學(xué)大綱中重點(diǎn)、難點(diǎn)、知識點(diǎn)要求的相符程度、試題難度和區(qū)分度等;答題分析包括成績分布情況、學(xué)生應(yīng)用知識分析問題和解決問題的能力、學(xué)生創(chuàng)造性思維的表現(xiàn)情況等;平時(shí)表現(xiàn)包括班級學(xué)習(xí)風(fēng)氣、考勤情況、完成作業(yè)情況等;教學(xué)總結(jié)包括教學(xué)成功經(jīng)驗(yàn)、教學(xué)工作應(yīng)改進(jìn)的方面等.通過結(jié)合數(shù)據(jù)分析與問卷調(diào)查的方法,在Excel模板中自動(dòng)形成考試質(zhì)量分析評價(jià)的初步意見,為導(dǎo)出為Word格式的報(bào)表做內(nèi)容上的準(zhǔn)備.
圖3 質(zhì)量分析問卷界面
通過數(shù)據(jù)分析自動(dòng)形成的內(nèi)容有:試題難度和區(qū)分度、考試成績分布情況.對3.2節(jié)的案例,根據(jù)前三節(jié)的數(shù)據(jù)分析評價(jià),自動(dòng)形成以下文字評價(jià)意見:“試題難度適中”、“試題區(qū)別度很好”、“考試成績與正態(tài)分布的相符合程度很高”.
考試質(zhì)量分析評價(jià)意見的大部分內(nèi)容通過問卷詢問的形式得到.問卷的問題分為兩大類:選擇題和文字題.選擇題可采用單項(xiàng)或多項(xiàng)選擇的形式,文字題采取內(nèi)容填寫的形式.在Excel模板中進(jìn)行設(shè)計(jì),采用Frame控件進(jìn)行控件分組,每道題由一個(gè)Frame控件和若干個(gè)其它控件組成.單選題通過OptionButton控件實(shí)現(xiàn);多選題通過CheckBox控件實(shí)現(xiàn);文字題通過Text控件實(shí)現(xiàn).教師通過回答問卷中的選擇題和輸入少量文字,即可很快形成標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的分析評價(jià)意見.圖3是質(zhì)量分析問卷的界面.
通過數(shù)據(jù)分析結(jié)論與教師主觀意見的結(jié)合,能夠形成更為科學(xué)、合理的考試質(zhì)量評價(jià)意見,更好地總結(jié)教學(xué)中的成績經(jīng)驗(yàn)和不足之處,達(dá)到通過考試質(zhì)量分析來促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的目的.自動(dòng)評價(jià)與問卷詢問相結(jié)合的方法,可以節(jié)省教師撰寫分析意見的時(shí)間,提高工作效率.
將前四節(jié)的輸出結(jié)果組合,導(dǎo)出到Word文檔,將形成一份完整的“考試質(zhì)量分析表”.“考試質(zhì)量分析表”文檔為8開紙張大小,內(nèi)容如圖4所示.事先將這個(gè)表保存為Word模板,由Excel模板中的VBA程序控制進(jìn)行寫操作,根據(jù)Word模板的規(guī)定位置輸出相應(yīng)的質(zhì)量分析內(nèi)容.VBA程序的主要步驟如下:
圖4 考試質(zhì)量分析表
(1)根據(jù)圖4的Word模板創(chuàng)建一個(gè)新文檔;
(2)輸出報(bào)表標(biāo)題.是一行文本.在圖4的“①表格標(biāo)題”區(qū)事先定義一個(gè)名稱為“Title”的書簽,選擇書簽“Title”,在書簽位置輸出標(biāo)題字符串;
(3)輸出課程信息和成績統(tǒng)計(jì).圖4的“②課程信息”區(qū)、“③成績統(tǒng)計(jì)”區(qū)屬于表格的一部分,分別由多個(gè)單元格組成.通過引用Word的Tables對象,將課程信息和3.2節(jié)中的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)輸出到這兩個(gè)區(qū)域的單元格中;
(4)輸出考試質(zhì)量分析意見.圖4的“⑤任課教師的分析1”區(qū)定義了書簽“FenXi1”,選擇該書簽位置,輸出試題難度和區(qū)分度、考試成績正態(tài)相關(guān)度、實(shí)際考試成績與正態(tài)分布的對比圖(圖2).往Word文檔中導(dǎo)出圖表需要借助臨時(shí)文件,先將Excel中的圖表導(dǎo)出為JPEG格式的圖像文件,再將圖像文件導(dǎo)入到Word文檔.圖4的“⑥任課教師的分析2”區(qū)定義了書簽“FenXi2”,選擇該書簽位置,輸出3.5節(jié)形成的考試質(zhì)量分析意見.
教師只需點(diǎn)擊Excel工作簿中運(yùn)行該程序的按鈕,即可將報(bào)表導(dǎo)出為Word文檔,將其保存、打印,完成考試質(zhì)量分析.
程序設(shè)計(jì)和調(diào)試在Excel 2007軟件的VBA編程環(huán)境中進(jìn)行,任務(wù)中規(guī)定的功能已經(jīng)全部實(shí)現(xiàn),全部程序正常運(yùn)行。
實(shí)踐證明,通過考試質(zhì)量分析模板能快速進(jìn)行課程成績統(tǒng)計(jì)和分析,輔助生成考試質(zhì)量分析意見,導(dǎo)出Word格式的報(bào)表,使考試質(zhì)量分析過程更為高效、全面、規(guī)范.實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明,該模板能夠快速進(jìn)行成績處理、統(tǒng)計(jì)分析和報(bào)表生成,簡化人工操作步驟,提高工作效率.
本文僅僅對試卷的總分進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理.如果需要對考試質(zhì)量進(jìn)行更為深入細(xì)致的分析,可以先對每道題的難度、區(qū)分度分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì),以得到詳細(xì)的答題情況和考試成績的組成情況.這樣的話要求有每道題的得分情況等數(shù)據(jù).對于高校普通課程的考試而言,暫時(shí)還沒有這種需求.本文的工作內(nèi)容針對性強(qiáng),與現(xiàn)階段高??荚囐|(zhì)量分析的需求相適應(yīng).
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韶關(guān)學(xué)院學(xué)報(bào)2013年2期