趙明蕊

河南醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校藥學(xué)系，河南新鄭 451191

在科學(xué)研究領(lǐng)域中，分析化學(xué)是一種非常重要的分析檢測手段，其主要任務(wù)是定量分析，目的是用來準(zhǔn)確測定試樣中待測組分的含量，但在實(shí)際工作中，進(jìn)行定量分析時(shí)，常會遇到這樣的情況，不同的分析人員對同一個(gè)試樣進(jìn)行分析，獲得的兩組數(shù)據(jù)的平均值也可能不一致。這種不一致是由定量分析中的系統(tǒng)誤差和偶然誤差引起的[1-5]。那么兩組數(shù)據(jù)之間的系統(tǒng)誤差或偶然誤差是否存在顯著性差異呢?可以用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法進(jìn)行檢驗(yàn)，以推斷兩組數(shù)據(jù)之間是否存在系統(tǒng)誤差，從而判斷測定結(jié)果或分析方法的可靠性[1，6-8]。

在分析化學(xué)的理論講解過程中，顯著性檢驗(yàn)的理論內(nèi)容較抽象，學(xué)生不容易理解，為促進(jìn)《分析化學(xué)》教學(xué)質(zhì)量的全面提高，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性[9-12]，本研究嘗試將顯著性檢驗(yàn)知識結(jié)合在學(xué)生的實(shí)驗(yàn)中，要求學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)束后對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的誤差進(jìn)行顯著性分析，并對顯著性檢驗(yàn)知識內(nèi)容進(jìn)行考核，考查學(xué)生的掌握情況，以期為《分析化學(xué)》顯著性檢驗(yàn)知識內(nèi)容的教學(xué)及在相關(guān)課程中的應(yīng)用提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料

《分析化學(xué)》醋酸含量測定實(shí)驗(yàn)課中4個(gè)學(xué)生一組，每組學(xué)生平行測定3～5次，相對誤差小于0.2%情況下，對數(shù)據(jù)求算術(shù)平均值即為實(shí)驗(yàn)結(jié)果。同一實(shí)驗(yàn)室所分析的醋酸含量理論值是一定的，但由于在測定過程中存在有偶然誤差和系統(tǒng)誤差，每組學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并不完全相同。為考查學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中測定數(shù)據(jù)的偶然誤差和系統(tǒng)誤差是否存在顯著性差異，對2021級中藥學(xué)專業(yè)2班學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果隨機(jī)抽取兩組進(jìn)行F檢驗(yàn)和t檢驗(yàn)并進(jìn)行判斷。例如，以2021級中藥學(xué)專業(yè)2班學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果任意抽取兩組（A組和B組）的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為例，見表1～2。

表1 2021級中藥學(xué)專業(yè)2班A組學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

表2 2021級中藥學(xué)專業(yè)2班B組學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

2021級中藥學(xué)專業(yè)1班學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中，實(shí)驗(yàn)平行測定3～5次，相對誤差小于0.2%情況下，對數(shù)據(jù)求算術(shù)平均值即為實(shí)驗(yàn)結(jié)果。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中測定數(shù)據(jù)的偶然誤差和系統(tǒng)誤差是否存在顯著性差異，不做特別要求。

1.2 觀察指標(biāo)和評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

《分析化學(xué)》理論內(nèi)容中顯著性檢驗(yàn)的理解，以與顯著性檢驗(yàn)相關(guān)的內(nèi)容編制試卷，對2021級中藥學(xué)專業(yè)1班和2班隨機(jī)抽取32名學(xué)生進(jìn)行測試，測試評價(jià)指標(biāo)以填空題、單項(xiàng)選擇題、多項(xiàng)選擇題、計(jì)算題等幾個(gè)指標(biāo)為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，各考核指標(biāo)的具體占比為填空題20%、單項(xiàng)選擇題30%、多項(xiàng)選擇題30%、計(jì)算題20%，按照以上比例匯總學(xué)生總成績，考核學(xué)生對顯著性檢驗(yàn)這部分知識的掌握情況。填空題10道題每題2分共20分；單項(xiàng)選擇題每30道題每題1分共30分；多項(xiàng)選擇題10道題每題3分共30分；計(jì)算題4道題每題5分共20分。

2 結(jié)果

2.1 F檢驗(yàn)

F檢驗(yàn)的目的是比較兩組數(shù)據(jù)的方差即標(biāo)準(zhǔn)偏差的平方，以檢驗(yàn)兩組實(shí)驗(yàn)結(jié)果的偶然誤差是否有顯著性差異，即它們的精密度是否存在顯著性差異[1]。t檢驗(yàn)是檢驗(yàn)兩組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的平均值之間是否存在顯著性差異，來判斷同學(xué)們操作過程是否有系統(tǒng)誤差[1]。從而對產(chǎn)生誤差的原因進(jìn)行分析，以便采取適當(dāng)?shù)拇胧?，減小誤差，從而提高分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。如根據(jù)上述A組和B組兩組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在置信度95%情況下，F(xiàn)檢驗(yàn)計(jì)算值為1.50，小于F值檢驗(yàn)表[1-3]中的數(shù)值9.55，說明兩組數(shù)據(jù)的偶然誤差無顯著性差異。

2.2 t檢驗(yàn)

t檢驗(yàn)的目的是比較學(xué)生實(shí)驗(yàn)測定數(shù)據(jù)的系統(tǒng)誤差是否存在顯著性差異。通過上述F檢驗(yàn)可知A組和B組兩組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)之間偶然誤差無顯著性差異，可用下式計(jì)算兩組數(shù)據(jù)的合并標(biāo)準(zhǔn)偏差SR。

在置信度95%情況下，t檢驗(yàn)計(jì)算值為7.58，大于t檢驗(yàn)表[1-3]中的數(shù)值2.57，說明兩組數(shù)據(jù)有顯著性差異，即兩組數(shù)據(jù)存在系統(tǒng)誤差。

系統(tǒng)誤差是在測量過程中由某些確定的因素引起的。根據(jù)產(chǎn)生的具體原因不同，系統(tǒng)誤差可分為方法誤差、儀器誤差、試劑誤差及操作誤差[1]。系統(tǒng)誤差具有確定性、重復(fù)性等特點(diǎn)，對分析結(jié)果的影響比較固定，因此可以加以校正或設(shè)法減小。本次實(shí)驗(yàn)雖然選用的實(shí)驗(yàn)方法相同，儀器和試劑也相同，但實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)仍然不同，因此，可推斷誤差主要由操作誤差引起。由于同學(xué)們對實(shí)驗(yàn)操作不夠熟悉和熟練，因而需多做練習(xí)，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，盡量消除系統(tǒng)誤差，獲得較為準(zhǔn)確的分析測定結(jié)果。

2.3 考核情況

對2021級中藥學(xué)專業(yè)1班和2班學(xué)生進(jìn)行測試考核，答題情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果見表3。

表3 2021級中藥學(xué)專業(yè)1班和2班考核結(jié)果統(tǒng)計(jì)

填空題主要考查學(xué)生的記憶理解能力，2021級中藥學(xué)專業(yè)1班和2班考核結(jié)果中填空題正確率分別為64.00%和92.00%，單項(xiàng)選擇題的評分方式比需要書寫、填空或問答及計(jì)算的反饋更節(jié)省時(shí)間，進(jìn)一步了提高效率。另外單項(xiàng)選擇題的形式可以避免老師對學(xué)生的偏見或由于偏愛給分出現(xiàn)的可能性。通過單項(xiàng)選擇題的考核發(fā)現(xiàn)，1班和2班的同學(xué)掌握得都很好，得分差別不大，分別為91.00%和98.00%。

多項(xiàng)選擇題主要考查學(xué)生對知識的理解是否透徹，易混淆知識點(diǎn)是否辨析明白，知識點(diǎn)掌握是否牢固，是否足夠自信，1班和2班多項(xiàng)選擇題正確率分別為75.00%和90.00%。計(jì)算題考查學(xué)生對知識掌握的熟練程度及細(xì)心程度，1班和2班計(jì)算題平均得分正確率都有很大差異，分別為36.00%和88.00%。

兩個(gè)班的總平均分進(jìn)行對比，由圖1可以看出，《分析化學(xué)》理論內(nèi)容中顯著性檢驗(yàn)的理解2021級2班情況優(yōu)于1班學(xué)生。說明學(xué)生對顯著性檢驗(yàn)內(nèi)容掌握更好。

圖1 總平均分對比圖

2.4 考核結(jié)果的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

為考核2021級中藥學(xué)專業(yè)1班和2班平均成績評定中是否存在偶然誤差和系統(tǒng)誤差，從兩班各抽取32人，平均8組，對8組學(xué)生的平均成績進(jìn)行F檢驗(yàn)和t檢驗(yàn)，1班8組學(xué)生平均分方差S1=0.042，2班8組學(xué)生平均分方差S2=0.038。

在置信度95%情況下，F(xiàn)檢驗(yàn)計(jì)算值為1.22，小于F檢驗(yàn)表[1-3]中的數(shù)值3.79，說明兩個(gè)班的平均分的偶然誤差沒有顯著性差異。

在置信度95%情況下，t檢驗(yàn)計(jì)算值為0.395，小于t檢驗(yàn)表[1-3]中的數(shù)值1.00，說明兩個(gè)班平均分沒有顯著性差異。

因此，兩個(gè)班的平均分的偶然誤差和系統(tǒng)誤差都沒有顯著性差異。

3 結(jié)論

以填空題、單項(xiàng)選擇題、多項(xiàng)選擇題、計(jì)算題等的得分情況作為評價(jià)指標(biāo)，對學(xué)生的顯著性檢驗(yàn)方面知識的掌握情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果可以看出，在實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)用顯著性檢驗(yàn)的知識對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)，即將顯著性檢驗(yàn)應(yīng)用于實(shí)際工作中，強(qiáng)化了學(xué)生對顯著性檢驗(yàn)知識的理解，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，啟發(fā)學(xué)生思維，有助于學(xué)生對《分析化學(xué)》理論內(nèi)容中顯著性檢驗(yàn)知識的理解，為實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了新途徑[13-17]。同時(shí)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，也有利于教師改進(jìn)教學(xué)方法，進(jìn)而提高教學(xué)質(zhì)量[18]。學(xué)生《分析化學(xué)》實(shí)驗(yàn)過程中加入顯著性檢驗(yàn)的應(yīng)用為學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)提供了新途徑，是分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必要的有益補(bǔ)充。