标准差反映了个体结果与他们的平均数之间的平均差异,但正如我们将看到的,它并不等同于平均数。为了避免混乱,我们用字母M来表示结果的平均数,单个结果和M之间的差距越大,标准差越大。
换言之,结果在平均数(M)周围散布越广,标准差就越大。结果和平均数之间的差额总是正数。不论数据是在平均数的左边还是右边。
标准差不是差值的平均数,尽管很多时候它非常接近或几乎等于差值的平均数。如表3.16所示,通过以下方式计算标准差:
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求个体结果和平均数之差的平方。
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计算平方的平均数。
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计算平方平均数的平方根(求平方根旨在消除对差值求平方的影响)。
通过这一系列计算导致标准差与差值的平均数之间的差异。
我们通过例子来说明标准差与差值的平均数之间的差异。假设有6个十二年级的班级(1至6),我们想计算他们的数学成绩。每个班都有10名学生。
最高分数是11(优+ +),最低分是1。
每个班级的平均分是6。
表3.18列出了每个班级分数的分布情况。
例如,在12年级1班(第1行):
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一名学生得到8分。
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两名学生得到7分。
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四名学生得到6分。
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两名学生得到5分。
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一名学生得到4分。
表 3.18
分数 | 11 分 (平均数) | 10 分 (平均数) | 9 分 (平均数) | 8 分 | 7 分 | 6 分 | 5 分 | 4 分 | 3 分 | 2 分 | 1 分 |
(1) | (2) | (3) | (4) | (5) | (6) | (7) | (8) | (9) | (10) | (11) | (12) |
1班 | ☺ | ☺☺ | ☺☺ ☺☺ |
☺☺ | ☺ |
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2班 | ☺☺ | ☺☺ | ☺☺ | ☺☺ | ☺☺ | ||||||
3班 | ☺☺ | ☺☺ ☺ |
☺☺ ☺ |
☺☺ | |||||||
4班 | ☺☺ ☺ |
☺☺ | ☺☺ | ☺☺ ☺☺ |
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5班 | ☺☺ ☺☺ ☺ |
☺☺ ☺☺ ☺ |
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6班 | ☺☺ ☺☺ ☺ |
☺☺ ☺☺ ☺ |
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计算结果 | |||||||||||
分数 | 平均数(M) | 平均差距 | 标准差 (σ) | ||||||||
(1) | (13) | (14) | (15) | ||||||||
1班 | 6 分 (平均数) | 0.8 分 (平均数) | 1.1 分 (平均数) | ||||||||
2班 | 6 分 (平均数) | 1.6 分 (平均数) | 2 分 (平均数) | ||||||||
3班 | 6 分 (平均数) | 2.4 分 (平均数) | 2.45 分 (平均数) | ||||||||
4班 | 6 分 (平均数) | 3.6 分 (平均数) | 3.63 分 (平均数) | ||||||||
5班 | 6 分 (平均数) | 4.0 分 (平均数) | 4.0 分 (平均数) | ||||||||
6班 | 6 分 (平均数) | 5.0 分 (平均数) | 5.0 分 (平均数) |
对称分布
在上例中,每个班的分数在平均数两侧的分布是对称的,即高于平均分数的学生人数与低于平均分数的人数相等。
当分布极度不对称时,标准差和平均差值之间可能存在较大差距。
一名学生得到4分。
通过表3.18我们可以发现,行数越低,分数在平均数周围的分布越广。这显然反映了平均数差值(第14栏)和标准偏差(第15栏)的计算。
从第5行开始,第14栏等于15栏。
在前4行中,第15栏高于第14栏,但差距在接下来的各行中减少。
第14和15栏的数据是以分数来衡量的。
例如,在 第3行中,平均差(从M)开始是2.4点,标准差是2.45点。