问题

为什么考试很多人不及格时,老师会将学生的实际分数开根号再乘 10 让大家及格?这个算法是怎样来的?

回答
我理解你想了解在考试分数普遍偏低时,老师可能会使用一种“开根号再乘 10”的算法来调整分数,并且想知道这个算法的来源和背后的逻辑。

首先,我们来梳理一下这个算法的“样子”:

假设一个学生的原始分数是 $S$。
那么,调整后的分数 $S'$ 的计算公式是:$S' = sqrt{S} imes 10$。

举个例子:
如果一个学生原始考了 25 分,那么调整后的分数就是 $sqrt{25} imes 10 = 5 imes 10 = 50$ 分。
如果一个学生原始考了 81 分,那么调整后的分数就是 $sqrt{81} imes 10 = 9 imes 10 = 90$ 分。
如果一个学生原始考了 0 分,那么调整后的分数就是 $sqrt{0} imes 10 = 0 imes 10 = 0$ 分。

为什么会有人这么做?这个算法的“由来”是什么?

首先要明确的是,这种“开根号再乘 10”的算法并非一个标准、普遍认可的评分调整方法。 在正规的教育体系中,如果出现大面积不及格的情况,老师和学校通常会采取更系统、更科学的手段来处理,比如:

1. 重新审阅试卷: 检查是否存在题目过难、出题范围超出教学内容、评分标准不清晰等问题。
2. 分析错误原因: 了解学生普遍在哪些知识点上存在困难,以便后续的教学调整。
3. 进行补考或辅导: 为不及格的学生提供额外的学习机会和帮助。
4. 调整评分标准(谨慎使用): 在确保公平性的前提下,可能会微调评分细则。

那么,为什么会有“开根号再乘 10”的说法流传呢?

这更多的是一种民间、非正式的“分数拉平”或“提分”的技巧, 并且背后可能有一些朴素的数学直觉,尽管它并不完美:

1. “拉近”分数差距的意图:
大家仔细观察一下这个公式 $S' = sqrt{S} imes 10$。
对于分数较低的同学(比如 $S < 100$),$sqrt{S}$ 的值会比 $S$ 大。比如,25 分变成 50 分,增幅很大。
对于分数较高的同学(比如 $S < 100$ 且 $S$ 接近 100),$sqrt{S}$ 的值仍然比 $S$ 小。比如,81 分变成 90 分,增幅变小了。90 分变成 $sqrt{90} imes 10 approx 9.48 imes 10 approx 94.8$ 分,增幅更小。100 分不变。
核心效果: 这个算法对于低分段的提分效果非常明显,能够显著地将大部分低分拉高。而对于原本就分数很高的同学,提分效果相对较小,甚至有可能略微降低(虽然通常分数不会超过满分 100)。
目标: 这种做法的 最主要目的是为了让尽可能多的学生“及格”,尤其是在考试难度过大、学生普遍表现不佳的时候。它是一种“一刀切”的、简单粗暴的“平均主义”提分手段。

2. “看起来”更公平(一种错觉):
老师可能会觉得,直接加一个固定分数(比如所有人都加 10 分)虽然也能提分,但可能会让本来就考得好的同学的分数超过满分,或者让分数差距被拉得更大。
开根号函数 $f(x) = sqrt{x}$ 的特点是,它在 $x$ 较小时增长较快,在 $x$ 较大时增长较慢。这种 “边际效益递减” 的特性,使得它在一定程度上能够“缩小”分数之间的绝对差距,同时“放大”相对差距(在低分段)。
当分数普遍不高时,大多数人的分数都在一个较低的区间内,这个区间内开根号函数增长迅速,所以能有效地将大家的分数普遍推上去。

3. “10”这个数字的来源:
将开根号后的分数再乘以 10,很可能是为了让调整后的分数重新回到一个比较容易理解和管理的“百分制”范围内。
如果原始分数是按 100 分制来算,那么 $sqrt{S}$ 的值最大就是 10(当 $S=100$ 时)。乘以 10 后,满分 100 分的同学的分数不变,这至少保证了最高分不会因为算法而“失效”。
如果考试满分不是 100 分,比如满分是 60 分,那么这个乘以 10 的系数可能就需要调整。例如,如果原始分数最高是 60,那么 $sqrt{60} approx 7.75$,再乘以 10 变成 77.5。这样就超过了满分。这说明这个算法的适用性是有限的,或者需要配合原始分数的量纲和目标分数范围来调整那个乘数。但在“100分制”的语境下,乘以 10 是最直接的。

这个算法的“诞生”可能源于:

教师个人经验的摸索: 一位老师在遇到大面积不及格时,尝试了各种方法,发现这种方法似乎能起到“让大家都及格”的效果,然后就沿用了下来,并可能在同事间流传。
学生之间流传的“潜规则”: 考试分数不理想时,学生之间可能会讨论“老师是不是会怎么怎么改分数”,这种说法经过多次传播,就变成了“老师会开根号再乘 10”。
对数学函数特性的朴素理解: 比如一些数学老师,可能理解了开根号函数在低值区间的“拉平”效果,但具体应用到评分上,其科学性和公平性就值得商榷了。

为什么说它不完美?

虽然这个方法能提高及格率,但它存在几个明显的缺点:

不公平性:
对于本来就考得不错的学生,他们付出的努力可能与分数提升的比例不匹配。例如,90 分的学生变成了 94.8 分,而 25 分的学生变成了 50 分。前者的进步是 4.8 分,后者的进步是 25 分。谁更“应该”得到这么大的提分?
它扭曲了原始分数所反映的真实能力水平。一个考 81 分的学生(可能掌握了大部分知识)和一个考 25 分的学生(可能只掌握了少量知识),他们的分数被拉近了,但他们之间的能力差距并没有真正缩小。
无法解决根本问题: 考试难度过大、教学方法不当、学生学习基础薄弱等问题,并不会因为分数被“魔术般”地提高而得到解决。学生依然没有掌握应该掌握的知识。
缺乏统计学依据: 专业的评分调整通常会参考一些统计学方法,如正态分布、标准分数(Zscore)等,以更科学地评估和调整分数。开根号只是一个非常简化的、缺乏理论支撑的数学操作。

总结:

“开根号再乘 10”这个算法,是一种 非正式的、旨在提高整体及格率的“分数调整”方法。它的“由来”更多是源于一种朴素的数学直觉,即利用开根号函数在低数值区间的“放大”和在高数值区间的“收敛”特性,来拉平分数,让更多人达到及格线。然而,这种方法牺牲了原始分数的真实性,可能导致不公平,并且无法从根本上解决教学中出现的问题。在正规教育中,出现大面积不及格时,更应该采取系统性的教学反思和改进措施。

网友意见

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把一个区间连续单调地映射到同一区间,有一个普遍方法,就是图像处理中的 校正

(Gamma correction

)。考虑函数 , 对任意 , 有 且 在 区间内连续单调。通过调节值的大小,可以调节函数在区间内上升的缓急。

如果映射的区间不是 怎么办呢,如一般分数的值是 , 此时只需要用一个线性变化把值先转换到 之间,用 变换处理一遍,再用先前的线性变换的逆变换回到相同区间。对于分数 映射到新的分数 .

整理好得

.

这是一个 的伽马校正。

为什么选 ? 因为开根号是一个简单的操作,就算在没有计算器的时代还可以手动演算,如果是 那就远没如此容易了。现在有计算器了,这里不需要太过拘泥,假如你当老师,想让 48 分以上的同学都及格,而不是 36 分以上,那只要求解 即可。

如果满分不是 100, 而是 120 或者 150 呢,也只需要把上式的 100 替换成实际分数即可。

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调分函数要满足以下几个条件:

1. 严格递增。

2. 上凸。

3. 零分和满分为不动点。

根号乘十就是这种函数中比较简单的一个。

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