測評講壇【之二】| 度量一組數據的集中趨勢:平均數、中數、眾數

2021-03-02 教育測量與評價

在教育測評中,許多概念、理論和技術對於一線教育工作者來說,可能顯得比較專業、難懂,因而大家在閱讀這方面的文章、書籍時感覺有困難,在平時的教學研究中欲合理運用教育測評理論和技術更是難上加難。應廣大一線教育工作者的要求,本微信平臺特地開設「測評講壇」欄目,對教育測評的重要概念、理論和技術進行解讀,分期連載,力求通俗易懂、形成系列。如果您有什麼意見和建議,歡迎在本微信平臺留言,我們將竭力做得更好。

某班語文期末考試中,7名學生的考試成績分別為:68、72、80、80、85、90、

96。這組數據說明什麼問題?如何對其進行統計上的處理?這是大家一直關注的問題。要對一組數據作統計上的處理,我們就需要觀察這組數據的集中趨勢和離散趨勢。

數據的集中趨勢,是一組數據中大量數據向某方向集中的程度。離散趨勢則是一組數據彼此分散的程度。度量一組數據集中趨勢的指標,最常見的有平均數、中數和眾數。

平均數

平均數(mean,M)是先將一組數據求和(∑X),然後用數據的數目(N)除這個和而得到的算術平均值。其計算公式為:。如上例中7名學生的語文期末考試成績,經過計算,他們的平均成績為81.6分。

平均數是應用最普遍的集中量數指標,它反應靈敏,觀測資料中任何一個數值或大或小的變化甚至細微的變化,都能反映出來;對它計算有確定的公式,不管在何種場合,只要是同一組觀測數據,計算的平均數都相同;符合代數法則,可以利用它做進一步的演算,如在計算離均差、方差、標準差時,都要用到平均數;觀測樣本的大小或個體的變化,對計算平均數影響很小。不過,平均數容易受極端數據影響,如數據呈偏態分布時,平均數就不能恰當描述該組數據分布的真實情況。此外,計算平均數要求每個數據都加入,若出現模糊不清的數據,就無法計算平均數。遇到這些情況時,一般採用中數這一量數指標來描述其集中趨勢。

中數

中數(median,Md)是按順序排列在一起的一組數據中居於中間位置的數。以大小為序排列的一組數據,那個將組中所有數據平均分為兩部分的數就是中數。如上例中7名學生的語文期末考試成績,80就是中數。若某組數據的個數為偶數,中數則為中間兩個數的平均值,如68、72、80、85、90、96這組數據,中數為82.5。

不難看出,中數計算簡單,且在一些特殊情況下,如出現極端數值時,中數比平均數更具代表性;出現模糊數據時,只能用中數作為集中趨勢的代表值。但是,由於不受極端數值影響,中數反應不夠靈敏,而且計算時由於不是每個數據都加入,故中數大小不受制於全體數據。此外,中數受抽樣影響較大,不如平均數穩定,也不能利用中數做進一步的代數運算。

眾數

眾數(mode,Mo)是一組數據中出現次數最多的那個數。如上例中7名學生的語文期末考試成績,80出現的次數最多,因此80就是眾數。相對平均數和中數來說,眾數是最易計算的集中趨勢指標,但它非常不穩定,既受分組影響,也受樣本變動影響,反應也不夠靈敏,因而眾數的應用並不廣泛。不過,以下幾種情況我們常常計算眾數:(1)需要快速而粗略地尋找一組數據的代表值時;(2)需要粗略估計一組數據的分布形態時;(3)一組數據中出現有不同質的數據時(如一組身高數據中插入了一個體重數據)。此外 ,當出現極端數值時,可以計算這組數據的中數,也可以計算它們的眾數。

平均數、中數和眾數的大小與數據分布的形態有關。在一個正態分布中,中數、眾數與平均數三者的數值相等。在偏態分布中,中數位於眾數與平均數的中間:在正偏態分布中,平均數>中數>眾數;在負偏態中,平均數<中數<眾數。在實際應用中究竟應該選用平均數、中數還是眾數,由所研究問題本身和三個指標各自的特點所決定。

下一期,我們將為大家介紹用於度量一組數據的離散趨勢的指標,敬請期待。

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