相关关系分析
问题的提出:在现代教育技术科学研究中,常常会遇到类似这样的问题:
1、教学媒体的教学效果与哪些因素有关系?
2、怎样选择评卷教师?
3、在运用某种媒体学习时男生、女生是否存在差别?
解决这类问题,就要利用相关关系分析方面的知识。
一、相关的概念:
相关就是从数量方面来研究两种或两种以上变量之间的关系。
依照两种变量变动的方向将相关关系分成以下三类:
1、正相关:两种变量变化的方向相同。
2、负相关:两种变量变化的方向相反。
3、零相关:一种变量变化时,不能引起另一变量的变化。
二、相关程度的描述—相关系数γ
1、值域:(1.00—-1.00)(表1) 正负号表示相关的方向,绝对值表示相关的程度
γ 相关程度
0.00—±0.30 微上关
±0.30—±0.50 实相关
±0.50—±0.80 显著相关
±0.80—±1.00 高度相关
2、由于相关系数r是个比值,不是等单位度量值所以,当γ1=0.70, γ2=0.35时,只能说明γ1比γ2相关更高,但不能认为r1的相关 程度是r2的两倍,同理也不能认为r由0.70—0.80时与0.30—0.40变化一样大。
三、相关系数的计算
1、积差相关(积矩相关 )
研究二个线性数列相关程度
公式
其中:rxy:表示x和y两个数列之间的相关系数。
=
:分别为 、 两个数列的标准差
N:成对量数的次数
例1:抽取14名学生的语文、数学的考试成绩如下表,求语文、数学两学科学习的相关程度(表2)
1 2 3 4 5 6 7
语文成绩 数学成绩
(X) (Y)
60 62 3.5 12.25 -5.5 30.25 -19.25
62 80 5.5 30.25 12.5 156.25 68.75
53 77 -3.5 12.25 9.5 90.25 -33.25
57 65 0.5 0.25 -2.5 6.25 -1.25
59 67 2.5 6.25 -0.5 0.25 -1.25
49 53 -7.5 56.25 -14.5 210.25 108.75
48 58 -8.5 72.25 -9.5 90.25 80.75
41 67 -15.5 240.25 -0.5 0.25 7.75
46 65 -10.5 110.25 -2.5 6.25 26.25
58 68 1.5 2.25 0.5 0.25 0.75
51 68 -5.5 30.25 0.5 0.25 -2.75
55 69 -1.5 2.25 1.5 2.25 -2.25
78 58 21.5 462.25 -9.5 90.25 -204.25
74 88 17.5 306.25 20.5 420.25 358.75
791
945
56.5
1343.5
67.5
1103.5
387.5
表2
解:
甲:
乙:
结论:正向相关,属实相关。
2、等级相关:
由成对的量数组成两个数列,但每对数量在各自数列的等级不同。利用量在数列中的等级位置来分析两个数列的相关程度。
公式:
其中: 表示等级相关系数
D:X与Y量数等级的差数
N:总对数
例2:为测试甲、乙两位教师评分的一致程度,让他们各自评阅相同的10份试卷,所评分数如下表,求相关系数 (表3)
试题编号 X Y X的等级Rx Y的等级Ry (Rx- Ry)
1 94 93 1 1 0 0
2 90 92 2 2.5 -0. 5 0.25
3 86 92 3.5 2.5 1 1
4 86 80 3.5 7 -3. 5 12.25
5 72 82 5 4 1 1
6 70 76 6 5.5 0.5 0.25
7 68 75 7 9 -2 4
8 66 76 8 5.5 2.5 6.25
9 64 68 9 8 1 1
10 61 60 10 10 0 0
N=10
计算步骤:
(1)将x数列各量数按大小顺序排序,将y数列各量数按x排序确定的学生编号排序。(让同一个学生的二个分数在同一行)
(2)将各数列的量数按大小排序,分别给予等级Rx,Ry。遇有相同的量数,则将其应占有的等级位置相加,用次数除得的商数做为等级。
(3)求出 D、D2、
(4)代入公式计算:
结论:正向高度相关 ,两位教师评分基本一致。
3、总双列相关
一个变量是总数列(连续变量),另一个变量是二分列(称名变量,如,男与女,好与坏,对与错等),研究二分称名变量与连续变量的相关程度。
公式:
其中:P:表示在二分变量中,其中的一项在全变量中所占的比例;
q:表示在二分变量中,另一项在全变量中所占的比例q=1-P
:表示P部分所对应的Y数列平均值。
:表示部分所对应的Y数列平均值。
:表示全体连续变量y的标准差。
例3:为了研究电教媒体对男、女学生的作用差异,从一次数学考试试卷中,随机抽出16份,成绩和性别(男:1,女:0)如下表,问成绩与性别的相关程度?(表4)
性别 分数 性别 分数 性别 分数 性别 分数
1 68 1 92 1 100 1 80
0 97 1 74 1 78 0 64
1 97 0 93 1 77 0 89
1 75 0 89 0 55 0 88
1——男生,2——女生
解:
q=1-P=0.438
=
结论:近似零相关,成绩与性别无关,媒体的作用与性别无关
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