MOOC環(huán)境下數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力評(píng)價(jià)系統(tǒng)研究

劉愛琴，王友林，尚珊

（山西大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，太原 030006）

習(xí)近平[1]總書記在實(shí)施國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略中共中央政治局第二次集體學(xué)習(xí)時(shí)指出，善于獲取數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、運(yùn)用數(shù)據(jù)是領(lǐng)導(dǎo)干部做好工作的基本功。隨著人民的生產(chǎn)、生活與數(shù)據(jù)結(jié)合得愈加緊密，在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的新階段加強(qiáng)對(duì)數(shù)據(jù)的利用和把握愈加成為一項(xiàng)必備能力。Prado等[2]將數(shù)據(jù)素養(yǎng)定義為，作為信息素養(yǎng)的組成部分，數(shù)據(jù)素養(yǎng)促使個(gè)體獲取、解釋、評(píng)估、管理、處理和合理利用數(shù)據(jù)，該定義涵蓋用戶對(duì)數(shù)據(jù)信息的利用方式和途徑。作為開展數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育成效檢驗(yàn)的有效手段，數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力評(píng)價(jià)系統(tǒng)可以衡量數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力水平，為開展數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育的高校和科研機(jī)構(gòu)指明現(xiàn)有數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育體系中的短板，并作為應(yīng)對(duì)策略制定時(shí)的參考。

大規(guī)模開放在線課程（Massive Open Online Courses，MOOC）掀起了教育模式、教育體系的一場革命?！都~約時(shí)報(bào)》將2012年命名為“MOOC元年”[3]，大量開放資源平臺(tái)（如Coursera、Udacity、EdX等）、高校（如麻省理工學(xué)院、哈佛大學(xué)、耶魯大學(xué)等）、科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)（如微軟、谷歌等）都加入這場教育領(lǐng)域的變革。國內(nèi)教育部門陸續(xù)啟動(dòng)“國家精品課程”“國家級(jí)精品資源共享課”等一系列有影響力的重大項(xiàng)目。一些門戶網(wǎng)站如網(wǎng)易、新浪等都開設(shè)了特色鮮明的課程（如網(wǎng)易公開課、新浪公開課）。清華大學(xué)的“學(xué)堂在線”和上海交通大學(xué)的“好大學(xué)在線”等高校MOOC平臺(tái)不斷將高校課程資源融入互聯(lián)網(wǎng)開放資源。大部分MOOC平臺(tái)都收錄了相關(guān)信息素養(yǎng)的課程。調(diào)查顯示，大部分MOOC平臺(tái)均開設(shè)信息素養(yǎng)課程，其中數(shù)據(jù)素養(yǎng)課程在被調(diào)查的14個(gè)平臺(tái)開設(shè)的37門信息素養(yǎng)課程中占比超過50%[4]。MOOC平臺(tái)上的數(shù)據(jù)素養(yǎng)課程與傳統(tǒng)的F2F（Face to Face）教學(xué)方式相比，不受時(shí)間、空間的約束，具有學(xué)習(xí)獨(dú)立性和課程種類豐富的優(yōu)勢，但缺乏與之相適應(yīng)的評(píng)價(jià)系統(tǒng)框架和評(píng)價(jià)手段。數(shù)據(jù)素養(yǎng)研究領(lǐng)域仍處于起步和探索階段，研究成果較零散。本文結(jié)合孟祥保等[5]構(gòu)建的數(shù)據(jù)素養(yǎng)研究整合框架，參考國內(nèi)外研究中衡量數(shù)據(jù)素養(yǎng)的相關(guān)指標(biāo)，對(duì)高校大學(xué)生數(shù)據(jù)素養(yǎng)調(diào)查結(jié)果進(jìn)行量化分析，以期為MOOC數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育提供一套有效的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。

1 MOOC環(huán)境下數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育研究

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育方式以課堂授課為主，不同的專業(yè)數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育深入程度不同。數(shù)據(jù)素養(yǎng)是高校的公共基礎(chǔ)課程，通常由數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)等相關(guān)專業(yè)的教師負(fù)責(zé)。教學(xué)模式是教師在一定周期內(nèi)以固定時(shí)間、固定地點(diǎn)集中講授，對(duì)知識(shí)點(diǎn)在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行集中授課，為防止為壓縮授課時(shí)間而較少加入富媒體內(nèi)容。MOOC環(huán)境下開展數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育與傳統(tǒng)教育模式相比有兩大優(yōu)勢：一是MOOC具有合作化特點(diǎn)，從課上互動(dòng)交流到課后討論，都可加強(qiáng)學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的理解，顯著提升學(xué)習(xí)效率；二是MOOC不受時(shí)間、地點(diǎn)、媒介、教材和專職教師等的約束，可以吸引大規(guī)模的學(xué)生。

傳統(tǒng)教育模式對(duì)教材有很強(qiáng)的依賴性，知識(shí)是有結(jié)構(gòu)和層級(jí)的，但對(duì)銜接性不強(qiáng)的小知識(shí)點(diǎn)，沒有必要開設(shè)一門課程進(jìn)行系統(tǒng)性學(xué)習(xí)，MOOC可編輯碎片化、模塊化的電子教材，學(xué)生可靈活地選取學(xué)習(xí)內(nèi)容。MOOC不是由一名專職教師完成全部授課工作，而是由多名學(xué)科教師進(jìn)行交叉授課。以數(shù)據(jù)素養(yǎng)課程為例，其應(yīng)用涉及數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域，將不同學(xué)校甚至不同國家的教師集中到一起共同完成一門課程的授課工作，使用戶學(xué)到數(shù)據(jù)素養(yǎng)領(lǐng)域知識(shí)內(nèi)容的精髓，實(shí)時(shí)了解學(xué)科前沿動(dòng)態(tài)。此外，MOOC通過與多種富媒體的有機(jī)結(jié)合，突破傳統(tǒng)以板書或PPT為主的形式，使其平臺(tái)課程可以和Word、PPT、PDF、Video、Photo等多種形式結(jié)合，便于對(duì)課程生動(dòng)形象的講解，提升教學(xué)質(zhì)量。

但MOOC平臺(tái)普遍存在對(duì)課程掌控不足，對(duì)課程內(nèi)容評(píng)價(jià)方式不明等問題[6]。通過評(píng)價(jià)系統(tǒng)的構(gòu)建可以有效地解決上述問題。首先，MOOC因缺乏類似傳統(tǒng)課堂的教師監(jiān)督，授課教師難以對(duì)授課情況有較深切的感受。但隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，實(shí)施遠(yuǎn)程操控?cái)z像并利用人臉識(shí)別技術(shù)可以解決該問題；再者通過評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建，以結(jié)果為導(dǎo)向，在用戶進(jìn)行相關(guān)課程的學(xué)習(xí)后進(jìn)行在線考核，以驗(yàn)證用戶是否達(dá)到課程的教學(xué)目標(biāo)。其次，MOOC的發(fā)展離不開課程證書體系的構(gòu)建，建立完善的評(píng)價(jià)體系對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行評(píng)估，判定課程難易程度，量化證書背后所代表的知識(shí)價(jià)值。

數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力評(píng)價(jià)系統(tǒng)的構(gòu)建不僅能提升數(shù)據(jù)素養(yǎng)課程的教學(xué)質(zhì)量，還有助于實(shí)現(xiàn)個(gè)性化課程定制。通過對(duì)課程的評(píng)價(jià)，可以幫助用戶在較短時(shí)間內(nèi)獲取適合自身學(xué)習(xí)能力與學(xué)習(xí)需求的數(shù)據(jù)素養(yǎng)課程。在數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力評(píng)價(jià)系統(tǒng)與MOOC數(shù)據(jù)素養(yǎng)課程相互作用流程中，用戶在MOOC平臺(tái)注冊(cè)并根據(jù)自身學(xué)習(xí)需求選擇課程，通過數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力評(píng)價(jià)系統(tǒng)對(duì)用戶的數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力進(jìn)行測評(píng)，判斷是否達(dá)到相應(yīng)的數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力標(biāo)準(zhǔn)：若未達(dá)到則需要進(jìn)行該能力的課程學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)后要再進(jìn)行測評(píng)，符合標(biāo)準(zhǔn)后才能授予其課程證書；若學(xué)習(xí)后仍未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，則需進(jìn)一步學(xué)習(xí)（見圖1）。

圖 1 數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力評(píng)價(jià)系統(tǒng)與MOOC數(shù)據(jù)素養(yǎng)課程相互作用流程

數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力評(píng)價(jià)系統(tǒng)用于用戶能力評(píng)價(jià)和課程評(píng)價(jià)。數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力評(píng)價(jià)系統(tǒng)對(duì)用戶數(shù)據(jù)素養(yǎng)水平進(jìn)行考量，通過采取多種評(píng)價(jià)方式結(jié)合多項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)用戶數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)，并根據(jù)用戶數(shù)據(jù)素養(yǎng)需求具體量化標(biāo)準(zhǔn)比對(duì)用戶數(shù)據(jù)素養(yǎng)評(píng)價(jià)結(jié)果，指出用戶數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力的短板。在用戶完成指定課程學(xué)習(xí)后，數(shù)據(jù)素養(yǎng)評(píng)價(jià)系統(tǒng)將對(duì)用戶數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力進(jìn)行再次測評(píng)，判斷用戶是否達(dá)到要求的數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)據(jù)素養(yǎng)評(píng)價(jià)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)素養(yǎng)的課程設(shè)置起重要作用。數(shù)據(jù)素養(yǎng)評(píng)價(jià)系統(tǒng)要根據(jù)課程內(nèi)容和要求，對(duì)每門課程涉及的數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力指標(biāo)進(jìn)行評(píng)判，根據(jù)課程內(nèi)容的難易程度，合理設(shè)置課程間的遞進(jìn)和銜接程度，做好課程學(xué)習(xí)前的準(zhǔn)備。根據(jù)用戶測評(píng)結(jié)果和用戶需求，判斷其是否需要學(xué)習(xí)相關(guān)準(zhǔn)備課程，為用戶定制個(gè)性化課程，使用戶在完成MOOC平臺(tái)上對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)素養(yǎng)課程的學(xué)習(xí)后，提升相應(yīng)技能，達(dá)到教育目標(biāo)。

2 數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力評(píng)價(jià)系統(tǒng)指標(biāo)體系的構(gòu)成

數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力評(píng)價(jià)系統(tǒng)指標(biāo)由不同維度的數(shù)據(jù)素養(yǎng)知識(shí)和技能構(gòu)成，本文根據(jù)胡卉等[7]對(duì)英美多所高校的數(shù)據(jù)素養(yǎng)評(píng)價(jià)模型指標(biāo)和隆茜[8]和郝媛玲等[9]對(duì)國內(nèi)高校本科生、研究生數(shù)據(jù)素養(yǎng)評(píng)價(jià)模型指標(biāo)，提取到21種數(shù)據(jù)指標(biāo)。具體見表1。

表 1 數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力指標(biāo)因子分析標(biāo)準(zhǔn)權(quán)重

用戶對(duì)數(shù)據(jù)的敏感性指用戶面對(duì)數(shù)據(jù)時(shí)，在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的相應(yīng)反應(yīng)，包括掌握數(shù)據(jù)的來源、類型、格式甚至數(shù)據(jù)的意義等；數(shù)據(jù)收集能力是數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力的重要組成部分，從對(duì)數(shù)據(jù)搜尋與獲取到對(duì)數(shù)據(jù)格式與結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化，是數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力鏈條的開端，其對(duì)數(shù)據(jù)分析結(jié)果有很強(qiáng)的束縛作用，數(shù)據(jù)收集能力會(huì)限制數(shù)據(jù)分析的廣度和深度；數(shù)據(jù)分析能力指對(duì)數(shù)據(jù)的處理、分析，及對(duì)數(shù)據(jù)內(nèi)容解釋說明的能力；數(shù)據(jù)利用能力指用戶可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行文本交流、共享及可視化等一系列操作；數(shù)據(jù)的批判性思維指在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行利用時(shí)的辯證思維能力[10]。不同年齡階段、學(xué)術(shù)階段，以及不同的專業(yè)學(xué)科都會(huì)有與之相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力標(biāo)準(zhǔn)，將個(gè)人因素加入數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系十分必要。個(gè)人因素包含其所在院校所屬的層次、城市級(jí)別、年級(jí)、專業(yè)和科研情況。

3 數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力評(píng)價(jià)系統(tǒng)指標(biāo)權(quán)重的確定

數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力指標(biāo)的權(quán)重采取LIKET五分法的問卷調(diào)查加以確定，問卷信度分析結(jié)果KOM值為0.787，表明存在顯著的相關(guān)關(guān)系（a=0.000），數(shù)據(jù)結(jié)果可以進(jìn)行因子分析。在該數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上進(jìn)行因子分析，經(jīng)過因子旋轉(zhuǎn)后提取到5個(gè)公共因子，其累計(jì)方差貢獻(xiàn)率為0.902 87，表明該組數(shù)據(jù)有很強(qiáng)的代表性。將每組公共因子的因子載荷進(jìn)行處理，獲得26個(gè)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)權(quán)重Wj（j=1，2，3，…，25，26），結(jié)果如表1所示。

設(shè)Sj（j=1，2，3，…，25，26）為LIKET五分法下指標(biāo)得分，T為數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力得分（T∈[1，5]），分值越靠近5，表明數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力越強(qiáng)，計(jì)算方法如公式（1）。

根據(jù)因子分析得出的絕對(duì)權(quán)重結(jié)果，構(gòu)建系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)流圖，從中可見指標(biāo)間影響作用關(guān)系和影響歷程（見圖2）。其中，針對(duì)數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力構(gòu)建的5個(gè)子系統(tǒng)間影響關(guān)系是間接的；個(gè)人因素與5個(gè)子系統(tǒng)間都有直接聯(lián)系，可見個(gè)人因素在數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力的體系中有極大的影響力。因而，為保證評(píng)價(jià)的客觀性，評(píng)價(jià)系統(tǒng)要將個(gè)人因素納入考慮。在課程設(shè)置上突出個(gè)人差異性，實(shí)現(xiàn)課程個(gè)性化定制，對(duì)用戶數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力提升有很大作用。

4 數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力評(píng)價(jià)系統(tǒng)與MOOC數(shù)據(jù)素養(yǎng)課程個(gè)性化推薦

個(gè)性化推薦是一種根據(jù)用戶的特征信息和需求動(dòng)態(tài)，為其推薦信息、資料或服務(wù)的方法[11]。個(gè)性化推薦可以分為記錄用戶行為模塊、用戶喜好分析模塊和推薦算法模塊，用戶通過個(gè)性化推薦可一定程度地提升檢索效率[12]。隨著MOOC平臺(tái)用戶的增加，越來越多的信息輸出者在各MOOC平臺(tái)發(fā)布課程，在沒有評(píng)價(jià)系統(tǒng)和個(gè)性化推薦的情況下，用戶很難從眾多課程中挑選所需課程。截至2017年12月22日，MOOC平臺(tái)EdX涉及數(shù)據(jù)科學(xué)和統(tǒng)計(jì)的課程有181種；平臺(tái)對(duì)課程水平進(jìn)行劃分，其中入門課程30種、進(jìn)階課程85種和高級(jí)課程66種，課程間缺乏過渡和銜接，少數(shù)系統(tǒng)化學(xué)習(xí)內(nèi)容的課程在內(nèi)部需要銜接相關(guān)課程的初步學(xué)習(xí)；涉及的語言有英語、西班牙語、中文、法語和日語。

圖 2 數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力指標(biāo)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)流圖

用戶首次在MOOC平臺(tái)注冊(cè)時(shí)，平臺(tái)便記錄用戶個(gè)人信息，并開始跟蹤其瀏覽行為。在進(jìn)行數(shù)據(jù)素養(yǎng)課程學(xué)習(xí)時(shí)，引導(dǎo)用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力測評(píng)，將測評(píng)結(jié)果錄入用戶個(gè)人信息數(shù)據(jù)庫，根據(jù)個(gè)性化推薦算法（基于MOOC課程內(nèi)容的推薦算法、基于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的推薦算法和混合推薦算法等[12]），完成用戶個(gè)性化課程的推薦；用戶進(jìn)行學(xué)習(xí)則匹配完成，用戶在課程學(xué)習(xí)結(jié)束后要再次進(jìn)行測評(píng)，更新數(shù)據(jù)庫的測評(píng)結(jié)果，若達(dá)到數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力標(biāo)準(zhǔn)則結(jié)束教育課程，否則須繼續(xù)進(jìn)行學(xué)習(xí)，評(píng)價(jià)系統(tǒng)會(huì)反饋出能力指標(biāo)供用戶參考（見圖3）。

圖 3 數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力評(píng)價(jià)系統(tǒng)與MOOC個(gè)性化推薦流程

5 結(jié)語

MOOC的課程教育方式打破傳統(tǒng)教育格局，提供更多元化和個(gè)性化的教育方式。龐大的數(shù)據(jù)資源，要求高校開展數(shù)據(jù)素養(yǎng)課程的學(xué)習(xí)和民眾進(jìn)行數(shù)據(jù)素養(yǎng)的普及工作。從民眾的角度看，可以提高其在生活中辨別數(shù)據(jù)真?zhèn)蔚幕灸芰?；從高校的角度看，?duì)培養(yǎng)數(shù)據(jù)時(shí)代大眾的數(shù)據(jù)分析能力有積極的影響。數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力評(píng)價(jià)系統(tǒng)在MOOC數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育中的輔助性作用，豐富MOOC數(shù)據(jù)素養(yǎng)課程的反饋系統(tǒng)和課程個(gè)性化推薦系統(tǒng)，使MOOC平臺(tái)與用戶間形成交互反饋。數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力評(píng)價(jià)系統(tǒng)的影響與MOOC數(shù)據(jù)素養(yǎng)課程的作用機(jī)制是未來的研究方向。高校數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育的開展還要從師資、MOOC課程資源等多方面進(jìn)行把握，部分高校缺乏數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育的師資力量或相關(guān)資源[13]，使高校無法正常開展MOOC數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育，具體需結(jié)合MOOC課程高校實(shí)際情況進(jìn)行深入研究。

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