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标准分

 网海漫步 2013-05-12

标准分

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标准分也称为标准分数。

标准分的计算方法有两种:公式法和查表法。

 

一、公式法计算标准分

(一) 单科标准分的计算

某次考试,共有n个考生参加考试(通常将分数为0的考生 与未参加考试的考生 同等对待,因此 与考数即分数大于0分的考生数),已知:与考数n,每个考生的原始分数(卷面得分)xi  ( i = 1, 2, n xi是第i个考生的得分)。标准分数(Z分数)的计算公式为:

 

式中, 是全部考生原始分的平均值,σ是标准差。

 

 

 

(二) 标准分数的性质

Z分数是原始数据(原始分数)与平均数(原始分数的平均值)之差除以标准差(原始分数的标准差)所得的商,无单位。如果原始数据大于平均数则Z值为正;如果原始数据小于平均数则其Z值为负;如果原始数据等于平均数则Z值为零。标准分有如下性质:

 标准分的分布与原始分的分布相同。

 标准分的平均值是0,标准分的标准差是1

 原始分转换为标准分是线性变换,不会改变分数的分布形状,也不改变原来分数的位置次序,也就是不改变名次,不改变相对位置,不改变相对距离。

 

(三) 实际使用的标准分数

标准分(Z分数)在一般情况下都带小数,而且会出现负值,实际使用时不太方便,所以还要对Z分数进行线性变换: y = a z + b ,其中 ab均为常数,根据需要取值,如 a100b500,我们就得到了平均分为500,标准差是100的标准分数。(对于任一学科,每位考生有且仅有一个z分数,相应有一个标准分。)

常用的标准分除了 z分数 外,还有 T分数、CEEB分数、ITED分数、MET分数 等,它们与z分数的关系是:

T分数 = 10 z + 50

CEEB分数 = 100 z + 500

ITED分数 = 5 z + 15

MET分数 = 12 z + 60

 

两个假设:

① z分数的范围:-4<z<4 (或 -5<z>5)

② 当某个考生的原始分数是0时,相当于该生“没有参加考试”,也就是“没有分数”,此时 z分数的值有三种计算方法:一是直接用公式计算,例如 MET分数=12;二是指定为-5,即指定 MET分数=0;三是指定为一个 大于-5而小于-4的数值,也就是 MET分数指定为一个大于0而小于12的数值,例如:MET分数等于1或10。当单科标准分用于计算时,如计算综合分数(总分)时,用第一种;当仅用于公布成绩时,一般用第二种;当用于标记成绩时,一般用第三种。

 

计算步骤:(以平均分为60,标准差为12的标准分为例)

① 计算:与考数、平均分、标准差;

② 计算 每个考生的标准分,公式:

    

在FoxPro中:

设 语文原始分和标准分 分别保存在字段yw、ywb中,内存变量m_yks, m_pjf, m_bzc, m_bzf分别保存 与考数、平均分、标准差、标准分 的值。

第一步,计算:与考数、平均分、标准差

 CALCULATE  CNT(), AVG(yw), STD(yw) FOR yw>0 TO m_yks, m_pjf, m_bzc

 m_a = 12/m_bzc

 m_b = 60 - 12*m_pjf/m_bzc

第二步,对一个考生,计算标准分,保存在内存变量中:

  m_bzf = m_a*yw + m_b 

   若 m_bzf>108, 则 m_bzf=108

   若 yw>0 且 m_bzf<12, 则 m_bzf=12

   若 yw=0, 则 m_bzf=10  ( 或者:若 yw=0, 则 m_bzf=0 )

第三步,保存到数据表的相应字段中

  REPLACE ywb WITH m_bzf

上述第二步、第三步,循环,依次计算每个考生,直到全部考生计算完毕。

 

在Excel中,计算 与考数、平均分、标准差的例子:

第1行是“字段名”行,A1、B1、C1、D1、E1、…… 单元格中分别是班、姓名、考号、语文、数学 等字段名。从第2行开始,每个考生占一行。假设 共500名考生,语文成绩保存在D2至D501单元格中,D503、D504、D505单元格分别存放 与考数、平均分、标准差。与考数=COUNTA(D2:D501),平均值 =AVERAGE(D2:D501),标准差=STDEV(D2:D501)。

若H2单元格存放名次,分数最高的是第1名,则公式=RANK(D2,D$2:D$501)

若H2单元格存放名次,分数最低的是第1名,则公式=RANK(D2,D$2:D$501,1)

若H2单元格存放标准分,则公式 =12*D2/D$505+60-12*D$504/D$505

 

(三) 总分的标准分 (称为 综合分  综合分数

第一步:将各科的标准分加权求和,也就是单科标准分乘以一个系数(权重)以后再相加,得到一个数值。例如:语文*1.5 + 数学*1.5 + 外语*1.5 + 综合*2.4 + 基能*0.6 ,式中 语文是语文的标准分,其余科目亦然。每个考生均有一个这样的数值。

第二步:计算标准分,就像计算单科的标准分一样。

 

从原始分到标准分的转换,是线性变换,z = A x + B, 式中A>0,若A>1,则为放大,若A<1则为缩小。单科的标准分与原始分相比,不改变名次,不改变相对位置,不改变相对距离。就像是相片的放大(缩小)、平移,就像是地图的放大(缩小)和平移,等比例放大或缩小,整体平移,不会改变相对位置,不会改变相对距离,不会产生变形。因此,综合分(标准分)与总分(原始分)相比,不改变名次(尽管可能会改变相对距离),因此,对录取不会有影响。

 

二、查表法计算标准分

单科标准分的计算:

1. 全体考生的原始分 按从大到小 排序。(总体即全体考生,分类考虑:全体文科考生  全体理科考生,……)

2. 算出每一个原始分以下的考生数占与考数的百分比,这就是百分等级,它是一个大于0而小于1的数。 某一分数,比该分低的考生数除以与考数。p=(与考数-累积人数)/与考数,累积人数=(名次-1)+本段人数。 (总的考生数:全体文科考生  全体理科考生。与考数:总的考生中原始分数大于0分的人数。)    
     建立一个表,栏目(项目)有:分数、并列人数、累积人数、百分等级、Z分数、MET分数。每个原始分数占一行,按升序排列(由低到高)。

3. 由每个原始分对应的百分等级 查标准正态分布表(可以由电脑自动查),找出对应的正态分数z。例如:百分等级0.5对应的标准分是0,百分等级0.881对应的标准分是1.18。 (标准正态分布曲线呈钟形,关于z=0对称,z=0时p=0.5,横坐标轴之上曲线下的面积是1。标准正态分布曲线,对于某一个z值,横坐标小于z的曲线下的面积 就是分布函数的值,也就是百分等级。) (将标准正态分布表存到微机中,让微机自动查表。)

在Excel中,标准正态分布的函数值p:NORMSDIST(z),其反函数z:NORMSINV(p) 。

例如:=NORMSDIST(1.18) 的值是0.8810, =NORMSINV(0.8810) 的值是1.18 。H2单元格 =12*NORMSINV((RANK(D2,D$2:D$501,1)-1)/(COUNTA(D$2:D$501)))+60,注意 函数NORMSINV(0)返回的值是“#NUM!”,必须在显示“#NUM!”的单元格中手工修改。 

 

若 百分等级p对应的标准分是z值,则 百分等级(1- p)对应的标准分是-z。例如:欲查百分等级0.119对应的标准分,因0.119小于0.5,我们可以查(1-0.119) = 0.881对应的标准分1.18,因此,0.119对应的标准分是 -1.18 。

 

4. 根据上一步得到的z分数,计算得到每一个原始分对应的标准分(线性变换)。

上述四步,完成了表格。

5. 根据每个考生的原始分数 查表得到相应的标准分数。

 

总分的标准分的计算:各科标准分加权求和,再计算其标准分。

 

将原始分转换为百分等级,然后从累积正态曲线面积表找到百分等级对应的标准分数。这个标准分数叫做正态化的标准分数,这种转换过程叫做正态化转换,可以将非正态分布的原始分数转换为正态分布的标准分数。

 

标准分还有以下优点

 分数等距,具有良好的可比性和可加性,可以进行加减等算术运算。

 标准分可以反映某考生在全体考生中的位置。标准分的大小,既表明考生水平的高低,也表明该生在团体中的相对位置。

 标准分便于划录取分数线,如果已知录取人数,甚至在考试前就可以划出分数线。

 标准分便于成绩的比较。标准分表示考生在同一团体中的位置,故可据 标准分大小直接比较考生的各科成绩水平。同时还能据 标准分对同类的各小群体进行比较(各班比较,各校比较,各县比较)。

 标准分数有助于考生预测录取情况。

 

查表法求得的标准分,具有以下缺点

查表法求得的标准分,是正态化的分数,同类全体考生是正态分布。(相当于 根据百分等级找座位,座位是固定的,不能移动,每个座位对应一个分数——标准分。) 一般情况下,原始分的分布不是正态分布,而是接近于正态分布,从原始分到标准分的转换,不是线性变换。这样,单科的标准分与原始分相比,虽不改变名次,但改变了相对距离(在不改变名次的前提下,前后移动找座位,每个考生移动的距离不全相同,导致了相对距离的改变),因此会改变综合分的大小,从而改变综合分的名次,进而会对录取有影响(尽管影响可能很小)。

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