因子分析学生成绩量化评价研究

摘要：本文以长江大学水文与水资源工程专业2013级、2014级、2015级193名学生为研究对象，采用因子分析，解析三个年级学生前4个学期里22门学科的考试成绩。因子分析的KMO值分别为0.774、0.905、0.889，显示出较高的分析可信度，提取2013级5个主因子、2014级5个主因子、2015级4个主因子，累积贡献率分为69.46%、78.03%、66.86%，得出用因子分析法对成绩量化评价是可行的。

关键词：学生成绩;量化评价;因子分析

随着高等教育的普及以及我国双一流高校的建设，当今的高等教育将面临越来越多的合作与竞争，这种竞争最终会归结到人才的竞争和教育的竞争。现阶段对学生学习成绩的评价一方面凭借任课教师对学生课堂上表现，作业完成情况的感官评价，另一方面依靠期末班级的平均分、不通过率判断班级成绩好坏，显然该两种评价方法都无法解释是何种因子影响下的学生学习成绩变化的原因。本研究利用长江大学资源与环境学院水文与水资源工程专业学生前四学期22门课程的成绩，以每个年级的学生成绩为分析对象进行因子分析，找到了影响各年级学生成绩的主要因素，并进行年级之间主因子影响对比分析，来评价某届学生成绩的综合情况。本研究的理论创新和方法创新在于，尝试通过因子分析的方法实现对某届学生学习成绩感官评价量化评价的转变，提出可行的量化方法。

一、材料与方法

1.研究对象。以长江大学资源与环境学院，2013—2015届水文与水资源工程193名学生22门学科为研究对象，学科包括自然地理学、大学英语A听说（上下）、大学英语A（上下）、计算机基础、高等数学A（上下）、水利工程制图及CAD、普通地质学、线性代数、大学物理A（上下）、中国近现代史纲要、大学物理实验A（上下）、大学化学、地下水文学、气象与气候学、概率论与数理统计、水力学、构造地质学等。2.研究方法。研究方法包括访谈法和数据统计法。为了了解学生对各门课程及授课教师的看法，以及学习过程中随着知识的积累和人生目标的确定发生的心理动态变化，每学期对三个年级的学生进行了全面的访谈，内容包括对各课程的兴趣、对任课教师的满意度、对学院培养方式得认可度、自认为影响学习的主要因素及学习的目标等。本文采用SPSS18.0对193名学生的22科成绩进行因子分析。

二、结果与讨论

将三个不同的年级22门课程成绩分别作为变量进行因子分析。成绩间的相关矩阵为系数，采用KMO检验因子分析结果的可靠性。基于特征值抽取主因子，特征值大于1的因子作为主因子进行讨论。为了更好地甄别主因子差异，采样最大方差法对矩阵进行旋转，最大收敛性迭代次数25。1.2013届学生成绩分析。因子分析KMO（Kaiser-Meyer-Olkin）值为0.744。共提取五个主因子，方差贡献率分别为22.894%、17.329%、11.620%、10.237%、7.380%，累积贡献率为69.461%，即解释了原始数据69.461%的信息。本文讨论主因子中因子载荷超过0.4的变量，因为载荷低于0.4的变量往往被认为对该因子没有贡献。五个主因子分别用F1、F2、F3、F4和F5表示。F1因子中，因子载荷大于0.4的变量中，除了水力学、大学化学为专业课外，其他均为公共课，可将该因子命名为基础课程因子。F2因子中，因子载荷大于0.4的变量均为英语课程，英语课程为部分理科生的弱项，学生成绩受英语学习基础影响很大，可将该因子命名为英语课程因子。F3因子中，因子载荷大于0.4的变量多为专业课，可将该因子命名为记忆性专业课程因子。F4因子中，因子载荷大于0.4的变量中除构造地质学外，均为实验课程，可将该因子命名为实验课程因子。F5因子中，中国近现代纲要占绝对优势。水利工程制图为专业作图课程成绩差异不大，与学生的空间想象力有关。可将该因子命名为社科类课程因子。2.2014届学生成绩分析。因子分析KMO（Kaiser-Meyer-Olkin）值为0.905。共提取五个主因子，方差贡献率分别为24.276%、21.535%、19.284%、6.873%、6.063%，累积贡献率为78.032%。F1因子中，因子载荷大于0.4的变量主要为专业基础课程和公共课课程，可将此因子命名为基础课程因子。F2因子中，因子载荷大于0.4的变量依然是英语类课程，可将此因子命名为英语课程因子。F3因子中，因子载荷大于0.4的变量主要是专业核心课程以及大二下学期开设的通识教育课程，可将此因子命名为专业核心课程因子。F4因子中，因子载荷大于0.4的变量为大学物理实验A（下）、中国近代史纲要。通过访谈得知这类课程其成绩主要与学生的出勤和课堂表现有关。F5因子中，因子载荷大于0.4的变量（学科）为大学物理实验A（上），该门课程学生成绩差异小，但是平均分低于与之同类型课程的大学物理试验（下），考虑学生学习能力不变，不同老师在成绩总评时存在差异，该因子受老师评分标准影响较大，可命名为非课程影响因子。3.2015届学生成绩分析。因子分析KMO（Kaiser-Meyer-Olkin）值为0.889。共提取五个主因子，方差贡献率分别为24.086%、18.582%、17.778%、6.421%，累积贡献率为66.867%。F1因子中，因子载荷大于0.4的变量中，除构造地质学专业基础课外，其他均为公共课和专业核心课程，可将此因子命名为基础—专业课程因子。F2因子中，因子载荷大于0.4的变量中，普通地质学、自然地理学、地下水文学为需要记忆的专业课程，大学物理实验为试验课程，反映出理科生学生的记忆能力与动手能力，可将此因子命名为记忆性专业课程因子。F3因子中，因子载荷大于0.4的变量中，除中国近现代史纲要以外，都为英语课程，可将此因子命名为英语课程因子。F4因子中，因子载荷大于0.4的变量（学科）为大学物理A（下），该课程为公共课课程，学生成绩普遍低，且成绩差异小，通过访谈得知，与之同类课程大学物理（上）课程考试中，考试简单，学生形成惯性思维，在第四学期学习中大部分同学学习状态散漫，期末考试试卷较上一学期难，学生成绩低。但是第四学期其他课程未见学生学习态度明显变化，可见该因子受试卷难易程度差异影响大，可将此因子命名为非课程影响因子（见下图）。各影响因子分布范围4.各届学生差异的原因分析。以上分析可得三届学生成绩的因子分析在英语课程，基础课程等方面受因子影响存在共性，但也存在显著性差距（见下表）。由上表可知：对成绩影响最大的因子主要是基础性课程；13级和14级英语课程为第二大影响因子，从14级到15级非课程影响因子开始成为主因子中的一部分；15级学生学习成绩的主要影响因子较13级、14级学生减少一个主因子。其主要原因在于基础性课程一般为难度较大的高等数学、概率论与数理统计、线性代数、大学物理、大学化学等课程组成。由访谈可知此类课程挂科率也是较高的，由此也可解释基础性课程为何是主要的因子。英语课程属于公共基础课程的一部分，将英语课程作为一个单独的因子提取，可见英语也是影响大学成绩的重要部分。而非课程因子的出现表明14级至15级教学方式发生了改变。教师的评分标准、考试的类型方式成为影响学生成绩的低负荷影响因子。由访谈可知2014年起学校教师评分以课堂表现和考试成绩百分比计算，课堂表现的成绩比重增大，尤其是社科类学科和公共选修课程教师的评分更加具有不确定性，由此也可解释14级高负荷（12.936%）的非课程因素。15级学生成绩因子分析较13级14级学生减少一个主因子，影响学生学习成绩的主要因素减少，解释了2015年长江大学采取整体一本招生，学生各方面的综合能力素质有所提高的结果。5.应采取的相关对策。将各影响因子按照负载大小进行排序：基础课程（71.256%）>英语课程（56.642%）>专业课程（49.486%）>非课程（19.357%）>实验课程（10.237%）>社科类（7.38%）。可得影响学生成绩最主要的为基础课程的成绩，由此应该加大对基础课程的教学投入，英语课程因子作为第二大因子可见其重要性。故高校也应当重视对英语兴趣的培养。其次，专业课等课程受教学方式，教师教学能力、考试难易等因素的影响较大，因此在教学过程中培养学生专业兴趣，提高教师讲课能力将会极大提高学生的学习乐趣。非课程因素解释度较大在于学校没有统一的科目评分标准、考勤条例、试卷出题规范，各类评分受教师主观因素太大。因此制定合理的考勤制度，评分准则，出题规范等将会有效避免学生成绩的大幅度变化。

三、结论

综上所述，通过因子分析，解析了2013级、2014级、2015级三个年级学生前4个学期里22门学科的考试成绩。解释了大部分原有的变量信息。对各届学生因子分析的差异进行比较分析，得出了当前环境下影响学生学习成绩的主要因素。进而说明因子分析进行教学的量化评价是可行的。

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作者:刘娥 李明都 单位:长江大学资源与环境学院