Genstat软件在英语考试成绩分析中的应用

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Genstat软件在英语考试成绩分析中的应用
摘要：本文用实例演示了用Genstat 12.0软件对中学英语考试成绩进行统计分析的基本方法，给出了具体操作步骤和对结果的解释，目的在于更多的中学英语教师能够了解并应用Genstat 12.0对学生成绩进行分析，为教学科研提供更科学的信息。
关键词： Genstat 12.0软件，英语考试成绩，统计分析
随着现代信息技术的发展，在教育科学研究中利用统计软件进行考试成绩的分析已经越来越普遍。统计软件不仅为教师消除了大量数据处理的烦恼，同时可以促进其对统计理论和方法的深入理解，不断提高人们应用统计学的能力。已有作者介绍过Excel和SPSS及Eviews 等软件在英语教学科研方面的应用。本文介绍另一款功能强大、操作灵活的统计软件——Genstat 12.0，它属于完全交互式系统，具有先进的图形化工具和友好的用户界面，还具有强大的统计编程功能。
1 数据输入
使用GenStat进行数据处理前，需要建立数据文件。GenStat可以从计算机上各种型式的数据文件中存取数据。我们建议通过从Excel中导入数据来建立GenStat数据文件，这样可以利用Excel软件强大的编辑功能。
以我校某年纪4个班的英语期末成绩为例。我们首先将数据输入到Excel中，保存为Excel数据文件English_score.xls。在GenStat中调入Excel工作表的步骤为：在菜单栏上选择File菜单中的Open，打开Select Input file菜单，在其中从标题为Files of type的下拉列表中选择Other Spreadsheet Files。选择文件English_score.xls，单击Open，弹出一个从Excel文件中输入数据的向导，选择工作表Sheet1，单击OK，将数据打开到GenStat电子表格里。建立的GenStat数据文件有4列：!Name（姓名），!Gender（性别），!Class（班级），Score（分数）。与其他统计软件不同，GenStat中的因子名称前面要加感叹号，这样可以防止分析中常见的将因子作为变量分析的错误。
2 描述统计分析
统计数据具有一些个人数据所没有的特性。一组观察值形成一个分布，可以用描述性统计来组织或总结。描述性统计用数字、表格或图形来描述分布的位置、离散程度和分布类型。
GenStat的统计分析功能都集中在Stats菜单下。要进行描述性统计分析，点击该菜单，选择Summary Statistics/Summarize Contents of Variates…，弹出Summarize Contents of Variates对话窗口。窗口上部左边的框里是待分析数据的变量列表，中间的框里是选中后将进行分析的变量，右边的框里是分组变量。窗口中部是GenStat软件可以计算的描述统计量：算术平均数（Arithmetic Mean）、中位数（Midian）、最大值（Maximum）、最小值（Minimum）、方差（Variance）、标准差（Standard Deviation），等等。窗口下部是GenStat可以绘制的描述统计图：直方图（Histogram）、箱线图（Boxplot）、茎叶图（Stem and Leaf）、正态曲线（Normal Plot）。把要分析的变量拖入中间框，选中所要计算的统计量和要绘制的统计图，点击Run命令按钮，程序就会在后台服务器上进行相应的处理，并把结果输出到Output窗口中。
按上述方法对我校某年纪4个班的英语期末成绩进行描述性统计分析，表1和图1分别列出了得到的描述性统计量和统计分布的直方图。从表1中可以看出，该年级英语考试的平均值和中位数比较接近，标准差较小，说明年级的成绩分布是比较对称的，成绩相对整齐。图1表明该次考试全年级的成绩分布接近于正态分布，说明试题难度比较适中，没有过难或过易的迹象。
表1. 用GenStat 12.0得到的英语期末成绩的描述性统计量
参数 含义 估计值

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Mean        算术平均数        92.68
Median        中位数        93.00
Minimum        最小值        72.00
Maximum        最大值        109.00
Standard deviation        标准差        7.81
Variance        方差        60.99

图1. 用GenStat 12.0得到的英语期末成绩的直方图

3 两个样本的差异比较
英语成绩分析中经常牵涉到比较，其中最常用的比较是双样本的t检验。在GenStat 12.0中进行t检验的步骤为：单击Stats菜单，选择Statistical Tests，单击One and two-sample t-tests，弹出T-Tests对话窗口。利用Test列表框选择t检验的类型。假定我们想要分析我校某年纪男女生之间英语期末成绩的差异，则应该选择两样本(未配对的)检验。通过选择Type of test选项来控制检验的形式。可能的选择包括One-sided (y1 < y2)、One-sided (y1 > y2)和Two-sided检验。在这个例子中我们选择Two-sided检验。得到的输出包括一个汇总（平均数、方差、标准差、以及平均数的标准误）、检验统计量、置信区间。该年级男生英语成绩比女生平均高0.886分，但是由于显著概率p = 0.537 > 0.05，我们可以得出结论认为男女生之间的成绩实质上并没有显著差异。
4 多个样本的差异比较
GenStat 12.0具有非常全面的方差分析的工具。我们在成绩分析中用得比较多的是单向方差分析。比如我们想要比较我校某年纪4个班的英语期末成绩的差异，就需要进行方差分析。步骤为：单击菜单栏上的Stats，然后选择Analysis of Variance，利用Design列表框选择设计的类型，选择One-way ANOVA（no Blocking）(单向方差分析，没有区组)，从Available Data窗口中选择有关的设置，在我们的例子中，设置Y变量为Score，Treatments为Class。单击OK，得到的结果如表2—表3所示。

表2. 用GenStat 12.0得到的英语期末成绩的方差分析表
变异来源        自由度        离差平方和        均方        F值        p值
班级        3        1290.96        430.32        8.37        <.001
误差        116        5967.37        51.44               
总和        119        7258.32                       

表3. 用GenStat 12.0得到的英语期末成绩的多重比较

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班级        平均分数        差异显著性
1        89.53        a
2        90.07        a
3        93.33        ab
4        97.77        b

这里的结果包括一个标准格式的方差分析表（表2），然后是不同处理（各班）的平均数以及不同处理平均数之间的多重比较（表3）。方差分析结果表明各班英语成绩的差异达到了统计上的极显著水平（p < 0.001）。多重比较结果采用的是标记字母法，凡是具有相同字母的处理之间都没有显著差异。从表3中可以看出，并不是所有4个班之间都有差异，只有4班的平均成绩显著高于1、2班，而1、2、3班之间以及3班和4班之间都没有差别。
5 结语
英语考试成绩对于学生而言只是个人数据，信息有限；对于教师而言，如果不进行统计分析，则只能获取很少的信息（比如及格率）。统计分析可以提供班级成绩分布和整体水平差异等多方面的可靠信息。而统计软件是进行这些分析的必不可少的工具。目前有很多人对统计软件包SPSS等在英语成绩分析中的应用做了介绍。我们这里介绍的统计软件GenStat 12.0具有与其他软件不同的特点：程序设计语言的灵活性，菜单驱动的套装软件操作的简单性。另外，该软件提供的方法和结果输出都是统计学教科书的标准格式，比如方差分析表和多重比较的标记字母法，以及t检验中对单侧和双侧检验的区分，这都是SPSS中没有的。GenStat 12.0还有很多其他的统计功能。广大英语教师可以根据教学研究工作的需要加以进一步的利用。