教育信息处理实验指导书1.docx
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教育信息处理实验指导书1
《教育信息处理》
实验指导书
教育系
2010年3月
前言
《教育信息处理》是教育技术专业必修课程，基本目的是提高学生综合素质，掌握运用信息技术、教育技术的基本能力，适应教育发展、改革和人才需求的需要。
通过SPSS软件的熟练使用，从而提高学生对教育中所出现的各种信息（数据）处理与信息分析能力，从而提高他们的信息素养，也是理论跟实践结合的一个桥梁。
因此要求通过SPSS软件的熟练使用，学生能够将给出的数据录入成SPSS的数据文件，并能对数据文件进行基本的编辑、整理后进行基本统计分析和简单的统计图的绘制。
为了使学生更好地理解和深刻地把握这些知识，并在此基础上，设置了以下一些实验项目：
一、数据文件的处理（验证性实验）
通过本实验内容的学习，使学生熟悉SPSS的数据编辑窗口，掌握变量的定义、处理，数据的输入和编辑，以及数据文件的拆分与合并等基本操作。
二、数据清理与基本统计分析（验证性实验）
通过本实验内容的学习，使学生掌握在SPSS中如何进行数据清理；如何进行计算基本统计量：
平均数、中位数、众数、方差、百分数、频数等的基本操作。
三、统计图的绘制（验证性实验）
通过本实验内容的学习，使学生初步掌握绘制教育领域中常见统计图的基本过程。
四、统计报表的生成（综合性实验）
此实验为选做实验，主要是供学有余力的学生熟悉统计报表生成的各种方法。
本指导书是要求学生对SPSS软件有一个基本的、初步的认识的前提下，对SPSS软件的一些最基本的功能进行熟练的操作，为以后继续学习打下坚实的基础。
该指导书适用于教育技术学专业学生选修。
实验一数据文件的处理
一、实验学时：
6学时
二、实验类型：
验证性
三、开出要求：
必修
四、实验目的：
通过本实验内容的学习，使学生熟悉SPSS的数据编辑窗口，掌握变量的定义、处理，数据的输入和编辑，以及数据文件的拆分与合并等基本操作。
五、实验内容、实验原理、方法和手段及实验组织运行要求：
（1）实验内容
（一）SPSS软件概述
1．启动SPSS
SPSS安装完毕后，系统会自动在Windows菜单中创建快捷方式。
2．SPSS的数据编辑窗口
SPSS主界面主要有两个，一个是SPSS数据编辑窗口，另一个是SPSS输出窗口。
3．SPSS的结果输出窗口
SPSS的结果输出窗口名为Viewer，它是显示和管理SPSS统计分析结果、报表及图形的窗口。
其窗口中的内容以结果文件*.spo的形式保存。
4．退出SPSS
（二）数据文件的处理
1．数据的定义
数据表区域的左下脚显示DateView（显示数据情况）和Variable（显示数据特性）。
2．输入数据
在打开数据编辑窗口并且定义变量之后，实质上已经形成了一个数据文件的二维表格，表格的顶部有定义的变量名，表格的左侧有观察量（Case）的序号。
一个变量名和一个观察量序号就对应了二维表格中的一个单元格，反之依然。
3．编辑数据
3．1数据搜索
如果某个变量的某个观察量序号的数值输入错误，只要找到显示该数据的单元格，激活这个单元格，重新输入这个数据即可。
如果数据量很大、变量很多或观察量很多，有限的屏幕窗口显示的数据仅是数据文件的一部分。
此时，用搜索数据的对话框就比较方便。
3．1．1搜索指定的观察量序号
3．1．2搜索指定变量中指定数据单元格
3．2观察量的增加和删除
3．2．1增加一个观察量（增加一个新行）
3．2．2删除一个观察量
3．3数据的排序
在数据文件中，可根据一个或多个排序变量的值重新排列观察量的顺序。
3．4数据的行列互换
有时，需要将数据管理器中原先按照行（列）方向排序的数据转换为按照列（行）方向排列，即将观察量和变量进行转换。
3．5选择观察量的子集（筛选）
在数据统计中有时需要从所有资料中选取部分资料进行分析，SPSS可以实现这个功能。
3．6数据的剪切、复制和粘贴
3．6．1选择操作对象
有时在数据统计处理之前，要对某些数据的位置进行移动、拷贝、剪贴等处理。
而在剪切、拷贝、粘贴之前，首先要选定操作对象。
3．6．2剪切、复制和粘贴
（1）剪切包含两种状态，一种是单纯剪切，相当于删除；另一种是在原处剪切，转移粘贴到另一处。
（2）复制是要把选中的内容复制到另一适当的位置，而其原来的内容还在原来的位置上。
3．7增加和删除一个变量
3．7．1增加一个变量
3．7．2删除一个变量
4、数据文件的拆分与合并
4．1数据文件的拆分（分组）
在进行数据的处理时，经常要对文件中的观察量进行分组分析。
因此，在进行分析计算之前要对数据文件进行拆分。
应该注意此处的“拆分”并不是物理结构上分成两个数据文件，而只是在进行该项运算前，做形式上的拆分。
4．2数据文件的合并
数据文件的合并包括两种合并方式：
数据文件的纵向合并（增加观察量）和数据文件的横向合并（增加变量）。
4．2．1数据文件的纵向合并（AddCase）
数据文件的纵向合并的功能是从外部数据文件中增加观察量到当前数据文件中，称为纵向合并或简称追加观察量。
在这种合并中，要求合并的数据文件应该有相同的变量。
4．2．2数据文件的横向合并（AddVariables）
从外部数据文件增加数据文件到当前数据文件，称为横向合并。
5．数据文件的存储和读取
5．1数据文件的存储
保存数据文件是把数据窗口中的数据以文件形式保存到外部存储介质中的操作，以便将来调用。
SPSS提供两种数据保存方式：
一是保存为SPSSforWindows数据文件格式；另一是保存为其他格式的数据文件。
5．1．1保存为SPSSforWindows数据文件
5．1．2保存为其他类型的数据文件
5．2数据文件的读取
SPSSforWindows有很好的兼容性，它能把SPSSforDOS，Dbase，FoxBase、FoxPro及Excel所建立的数据文件读入并进行统计分析。
5．2．1读取固定格式的文本文件
根据文本文件中数据的排列方式，可以将文本文件分为固定格式的文本文件和自由格式的文本文件两种。
固定格式的文本文件要求每一个观察量的变量数目、排列顺序、变量取值长度固定不变，每一个观察量数据可以占据若干行，数据项之间可以有分割符，也可以没有。
分割符一般为逗号、空格等。
5．2．2读取自由格式的文本文件
自由格式的文本文件要求每一个观察量的变量数目、排列顺序固定不变，每一个观察量数据可以占据若干行。
和固定格式的文本文件不同的是，自由格式的文本文件的数据项之间必须有分割符。
分割符一般为逗号、空格等，但数据项的长度是可以变化的。
5．2．3读入其他类型的数据文件
（2）实验原理
数据文件的建立是指把科研、教学工作过程中采集的各种信息（
）、数据（
）以某种方式存入到计算机的磁盘中，建立可随时存取、修改、统计分析的数据文件的全过程。
一般来说，它包括数据编码、建立数据文件的框架结构、数据录入、选定数据文件名及保存数据等几个步骤。
（3）实验方法和手段
讲授法+演示法
（4）实验组织运行要求
采用集中授课形式
六、实验条件：
安装有SPSS12.0的多媒体计算机。
七、实验步骤：
（一）SPSS软件概述
1．启动SPSS
SPSS安装完毕后，系统会自动在Windows菜单中创建快捷方式。
单击Windows的“开始”按钮，在“所有程序”菜单项“SPSSforWindows”中找到“SPSS12.0forWindows”，如图1.1所示，单击即可启动SPSS。
图1.1启动SPSS
2．SPSS的数据编辑窗口
SPSS主界面主要有两个，一个是SPSS数据编辑窗口，另一个是SPSS输出窗口。
数据编辑窗口由标题栏、菜单栏、工具栏、编辑栏、变量名栏、内容区、窗口切换标签页的状态栏组成，如图1.2所示。
标题栏中显示编辑的数据文件名。
菜单栏中列出了SPSS的命令菜单，每个菜单对应一组相应的功能。
其中“File”是对SPSS文件的操作；“Edit”是SPSS文件的编辑菜单；“View”是用户界面设置菜单；“Date”是数据文件的建立和编辑菜单；“Transform”是数据基本处理菜单；“Analyze”是统计分析菜单，主要统计功能都集中在该菜单中；“Graphs”是统计图形菜单；“Utilities”是相关应用和设置菜单；“Windows”是SPSS各窗口切换菜单；“Help”是SPSS帮助菜单。
工具栏中列出了一些常用命令的快捷图标。
编辑栏中可以输入数据。
变量名栏中列出了该编辑文件中所含有的变量名。
SPSS将变量自动命名为var0001、var0002等。
内容区列出了各个样品在变量中的取值。
SPSS中每一行表示一个样品。
内容区最左边是行的标号。
窗口切换标签页位于窗口的下放，有两个，分别为“DataView”（数据视图）和“VariableView”（变量视图）。
这两种视图提供了一种类似于电子表格的方法，用以产生和编辑SPSS数据文件中的变量和数据。
“DataView”对应的表格用于查看、录入和修改数据；“VariableView”对应的表格用于输入和修改变量的定义。
状态栏位于最下面，用来显示SPSS的当前运行状态。
当SPSS等待用户操作时，会出现“SPSSProcessorisready”的提示信息。
3．SPSS的结果输出窗口
SPSS的结果输出窗口名为Viewer，它是显示和管理SPSS统计分析结果、报表及图形的窗口。
其窗口中的内容以结果文件*.spo的形式保存。
结果输出部分分成左、右两个部分，左边部分是索引输出区，用于显示已有的分析结果标题和内容索引；右边部分是各项分析的具体结果，称为详解输出区。
可以对详解输出区中的表格进行编辑等操作。
当某个表格处于选中状态时，相应表格的四周会出现黑色单线边框，可以通过鼠标单击来选中某个表格。
如果要对选中表格进行编辑，可双击该表格，当表格四周出现黑色斜线边框时，即可对表格内数据进行修改。
4．退出SPSS
选择数据编辑窗口的“File”菜单中“Exit”命令，或单击标题栏上的关闭按钮，即可退出SPSS。
（二）数据文件的处理
下面以例2.1来说明数据文件处理的几个步骤：
例2.1对中学家长的问卷，问卷内容包括问卷代码、所在城区、父母最高文化程度、家庭成员人数、家庭住房面积、1998年家庭总收入、人均年收入、读几年级等等。
根据数据建立数据文件，如图2.1所示：
图2.1对中学家长的调查问卷
1．数据的定义
启动SPSS后，出现了如图2.2所示数据编辑窗口。
由于目前还没有输入数据，因此所显示的是一个空文件。
图2.2数据编辑窗口
单击数据编辑窗口左下方的“VariableView”标签或双击列的题头（Var），进入如图2.3所示的变量定义窗口，在此窗口中可定义变量。
图2.3定义变量视图窗口
在该窗口中每一行表示一个变量的定义信息，包括Name、Type、Width、Decimals、Label、Values、Missing、Columns、Align、Measure等。
1．1定义数据项的变量名（Name）
SPSS默认的变量为Var0001、Var0002等。
用户可以根据自己的需要来命名变量。
在例2.1中涉及到问卷代码、所在城区、父母最高文化程度、家庭成员人数、家庭住房面积、1998年家庭总收入、人均年收入等多个数据项。
对每一个数据项确立一个变量名，本例中的变量名为：
a问卷代码
b所在城区
c父母最高文化程度
d家庭成员人数
e家庭住房面积
f1998年家庭总收入
g人均年收入
h读几年级
i就读学校类型
数据项取变量名可以用汉语拼音或英文缩写。
但是，为数据项取变量名时应遵循以下几个原则：
●变量名由不多于8个字符组成；
●首字符应该是英文字母，其后可为字母或数字及除了“？
”、“！
”和“*”以外的字符，但是应该注意，不能以下划线“＿”和圆点“．”作为变量名的最后一个字符。
●变量名不能使用SPSS的保留字，SPSS的保留字有ALL、AND、OR、NOT、EQ、GE、GT、LE、LT、TO、WITH及一些常用的函数符号等。
●系统中不区分变量名中的大小写字符。
●变量名必须惟一，不能有两个相同的变量名。
1．2定义变量类型（Type）
要设置变量类型，单击图2.3中的“Type”按钮，则出现定义变量类型的对话框，如图2.4所示。
在此对话框中选择合适的变量类型，并单击“OK”按钮，即可定义变量类型。
如果选了“Numeric”，则在图2.4的中部的“Width”、“Decimal”中，应键入相应的数值型的宽度及小数点位数。
它们默认值分别为8和2。
如果选了“String”，则在图2.4的中部的“Width”中需键入字符串的长度。
图2.4定义变量类型的对话框
1．3变量长度（Width）
设置变量的长度，当变量为日期型时无效。
1．4变量小数点位数（Decimals）
设置变量的小数点位数，当变量为日期型时无效。
1．5变量标签（Label）
变量标签是对变量名的进一步描述。
变量标签可达120个字符，变量标签可显示大小写，需要时可用变量标签对变量名的含义加以解释。
变量标签是一个可选择的属性，可以定义，也可以不定义。
例2．1的变量标签如表2.1所示。
表2.1例2．1中的变量标签
变量名
变量标签
a
问卷代码
b
所在城区
c
父母最高文化程度
d
家庭成员人数
e
家庭住房面积
f
1998年家庭总收入
g
人均年收入
h
读几年级
i
就读学校类型
1．6变量值标签（Values）
变量值标签是对变量的每一个可能取值的进一步描述。
要设置变量值标签，单击图2.3中的“Values”按钮下的单元格，再单击其右侧的阴影部分，此时弹出“ValuesLables”（定义变量标签）对话框，如图2.5所示。
图2.5“ValuesLables”对话框
在本例中，将“父母最高文化程度”分为本科及以上、专科、高中/中专、初中、小学以以下5个层次可以用1、2、3、4、5来代表这5个层次。
具体设置为：
在图2.5的第一个“Value：
”文本框内输入“1”，在第二个“Values”文本框中输入“本科及以上”，然后用鼠标单击“Add”按钮。
如此反复，直到全部变量值及其标签都输入完为止。
1．7缺失值的定义方式（Missing）
在SPSS中，缺失值有两类，即系统缺失值和用户缺失值。
在数据长方形中任何空的数字单元都被认为是系统缺失值，用点号（．）表示。
由于特殊原因造成的信息缺失值称为用户缺失值。
前者不需定义，系统自动生成。
只有用户缺失值才需定义。
要设置变量的缺失值，只要单击图2.3中的“Missing”按钮下的单元格时，此时，弹出“MissingValues”（定义变量的缺失值）对话框，如图2.6所示。
在SPSS中有两种定义缺失值的方式：
（1）可以定义3个单独的缺失值。
（2）可以定义一个缺失值范围和一个单独的缺失值。
如果无缺失值，可选图2.6中的“Nomissingvalues”选项；
如果变量的观察值是离散的，可选图2.6中的“Discretemissingvalues”选项；
如果变量的观察值既可能是连续值，也有部分是离散值，可选图2.6中的“Rangeplus oneoptionaldiscretemiss”选项。
1．8变量的显示宽度（Columns）
输入变量的显示宽度，默认为8。
1．9变量显示的对齐方式（Align）
在图2.3的Align中，用光标单击操作单元格，出现一个选择箭头，用鼠标单击根据需要选择变量的显示格式。
显示格式包括left（左对齐）、center（中间对齐）和right（右对齐）。
1．10变量的测试尺度（Measure）
变量按测量精度可以分为定类变量、定序变量和定距变量。
根据变量的类型在Measure相应单元的下拉列表中选择合适的变量测试尺度。
2．输入数据
2.1按变量输入数据
把光标移到要输入的变量名对应的一列的顶部，即序号为1的单元格并单击之，使该单元格成为当前操作的单元格，输入变量的第一个值，回车；此时，序号为1的单元格接受该数值，并且当前操作单元格下移到序号为2的单元格，输入第二个值，回车……，如此下去，一直把该变量的数值输入完为止。
2.2按观察量序号输入数据
按观察量序号输入数据，就是把一个观察量序号的所有变量的数据都输入后，再输入下一个观察量的所有变量的数据。
从数据二维表格来看，它是横向输入数据。
其方法是，先把光标移到第一个变量和第一个观察量序号的交叉单元并单击之，使之成为当前操作单元格。
输入第一个观察量序号第一个变量值，按Tab键……
2.3按全屏幕任意单元格输入数据
要想输入某个观察量序号的某个变量值，可以移动光标到二维数据表格中相应的单元格并单击，使之成为当前操作单元，输入变量值，回车即可。
此种方法经常用于修改某个数据或补漏某个数据。
3．编辑数据
3．1数据的搜索
3．1．1搜索指定的观察量序号
假定要把指针移到观察量序号为“84”的记录上，其操作步骤为：
（1）单击菜单栏中的“Data”菜单，展开下拉菜单，如图2.7所示。
（2）单击“GotoCase…”命令，弹出“GotoCase”（搜索观察量序号）对话框，如图2.8所示。
此时，只要在“CaseNumber”右侧的文本框中输入“84”，然后按“OK”按钮，便在数据编辑窗口中找到观察量序号为84的确定单元，并将光标跳到该单元。
注意，此处的序号是指系统自动给出的观察量序号，不是读者自定义的（CaseNumber）序号。
3．1．2搜索指定变量中指定数据单元格
例如，要搜索例2.1中g列中的变量值为“10000”的单元格，其操作步骤为：
（1）单击变量名为g所在列中的任意单元格。
（2）单击菜单栏中的“Edit”菜单，在其下拉菜单中单击“Find”命令，弹出“FindDatainVariableG”（搜索变量值）对话框，如图2.9所示。
图2.9“FindDatainVariableG”对话框
（3）在“Find”右侧文本框内输入“10000”，按“FindNext”按钮开始搜索。
如果找不到，则会出现“NotFind”提示；如果找到，则激活数据编辑器，在数据文件中显示找到的变量值。
光标自动跳到该值所在的单元格，读者可以进行编辑。
图2.9对话框是非标准对话框，不能自动返回数据编辑器，要想返回，必须按“Cancel”按钮关闭对话框。
3．2观察量的增加和删除
3．2．1增加一个观察量
插入一个观察量的操作步骤为：
（1）将十字形光标置于要插入行的最左边的序号单元格中，单击鼠标左键，被选中的观察量占有行的全部单元格都被反向显示。
（2）单击菜单栏中的“Data”菜单，展开下拉菜单。
（3）在下拉菜单中单击“InsertCases”命令。
结果在选中的一行上增加一个空行，可以在此空行上输入观察量的各变量值，而原来此行的观察量及其以下的观察值都自动下移一行。
3．2．2删除一个观察量
删除一个观察量的步骤为：
（1）将十字形光标选定的观察量的序号，单击鼠标左键，则该观察量占有行的全部单元格都反向显示。
（2）单击菜单栏中的“Data”菜单，展开下拉菜单。
（3）在下拉菜单中单击“Cut”命令，选中的观察量暂时消失（存入剪贴板），但可用Paste恢复；如果单击“Clear”命令，则为不可恢复的删除。
当被选定的观察量消失时，其下面的各观察量值都自动上移。
3．3数据的排序
其具体的操作步骤为：
（1）先打开某个数据文件，例如打开中学家长问卷数据文件。
（2）在菜单栏中单击“Data”菜单，展开下拉菜单。
（3）在下拉菜单中单击“SortCases”命令，弹出“SortCases”（对观察量进行排序）对话框，如图2.10所示。
在图2.10中，若在“Sortby：
”下面的文本框中调入左侧中的某变量，则表示按该变量值对观察量进行排序。
图2.10“SortCases”对话框
在例2.1中若调入“人均年收入[g]”，则表示按人均年收入的大小进行排序。
（4）在图2.10中的“SortOrder”选项区中可选择变量排序顺序，“Ascending”表示按所选变量的升序排序；“Descending”表示按所选变量的降序排序。
（5）单击图2.10中的“OK”按钮，则实现了按“人均年收入[g]”对观察量进行排序的操作。
应该注意，在“Sortby：
”下的文本框中可调入多个变量名，系统将按照变量选择的先后顺序逐级依次进行排序。
3．4数据的行列互换
有时，需要将数据管理器中原先按照行（列）方向排序的数据转换为按照列（行）方向排列，即将观察量的变量进行转换。
这时可使用“Data”菜单的“Transpose”命令，弹出“Transpose”对话框，如图2.11所示。
图2.11“Transpose”对话框
在变量名列表中选择一个或多个需要转换的变量，使之添加到“Variable（s）”下的文本框中，单击“OK”按钮即可。
产生的新数据会在第一列出现一个case-lb1新变量，用于放置原来数据的变量名，也可以用这种办法将数据再转换成原来的排列方式。
3．5选择观察量的子集
单击“Data”菜单中“SelectCases”命令，弹出如图2.12所示的对话框。
在该对话框中可以确定用何种方式对数据进行选择。
图2.12“SelectCases”对话框
在该对话框中的右部的选项有：
·Allcases：
选择所有的观察量（行），该选项可用于解除先前的选择。
·Ifconditionissatisfied：
按指定条件选择。
单击“If…”按钮，弹出“SelectCases：
If”对话框，如图2.13所示，先选择变量，然后定义条件。
图2.13“SelectCases：
If”对话框
·Randomsampleofcases：
对观察量单位进行随机抽样。
单击“Sample…”按钮，弹出“SelectCases：
RandomSample”对话框，如图2.14所示。
其中有两种选择方式：
一种是近似抽样（Approximately），即输入抽样比例后由系统随机抽取；另一种是精确抽样（Exactly），即要求从第几个观察值开始抽取多少个。
图2.14“SelectCases：
RandomSample”对话框
·Basedontimeorcaserange：
顺序抽样。
单击“Range…”按钮，弹出“SelectCases：
Range”对话框，如图2.15所示，其中用户可以定义从第几个观察量抽到第几个观察量。
图2.15“SelectCases：
Range”对话框
·Usefiltervariable：
用指定的变量做过滤器。
用户先选择一个变量，系统自动在数据管理器中将该变量值为0的观察量标上删除标志，系统对有删除标志的观察量不做分析。
若用户在“SelectCases”对话框的“UnselectedCasesAre”选项区中选“Deleted”选项，则系统将删除所有被标上删除标志的观察记录。
3．6数据的剪切、复制和粘贴
3．6．1选择操作对象
其操作步骤为：
（1）选择变量。
将十字形光标置于要选定的变量名上，单击鼠标左键，该变量名所在列的单元格都反向显示。
（2）选择观察量。
将十字形光标置于
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