借助計(jì)算思維探索 『大數(shù)據(jù)』在信息技術(shù)教學(xué)評價(jià)上的應(yīng)用

文 廣州市培正中學(xué) 向彩華

當(dāng)前， “大數(shù)據(jù)”已成為互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代一個炙手可熱的關(guān)鍵詞，幾乎各行各業(yè)都在試圖使用大數(shù)據(jù)來分析和解決本行業(yè)的現(xiàn)實(shí)和發(fā)展問題，以實(shí)現(xiàn)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。相對各大行業(yè)的如火如荼，教育行業(yè)則顯得相對滯后。原因是多層次的，如果我們能找到大數(shù)據(jù)和課堂教學(xué)評價(jià)的契合點(diǎn)，那么在這個大數(shù)據(jù)時(shí)代可以有更多作為。

一、關(guān)于計(jì)算思維

2006年3月，美國卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系主任周以真（Jeannette M.Wing）教授在美國計(jì)算機(jī)權(quán)威期刊 《Communications of the ACM》雜志上給出，并定義計(jì)算思維 （Computational Thinking）。

周以真教授認(rèn)為：計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、以及人類行為理解等涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動。這種思維將基于計(jì)算機(jī)科學(xué)解決實(shí)際問題的思維方式擴(kuò)展到更為廣闊的領(lǐng)域。

二、 形成性評價(jià)

形成性是一種過程評價(jià)，它重視評價(jià)的教育性和發(fā)展性，力圖通過評價(jià)，及時(shí)向教師和學(xué)生提供反饋信息，使他們能夠了解教學(xué)活動中存在的缺陷與不足，從而促使教師和學(xué)生不斷地改進(jìn)、完善自己的教學(xué)活動和學(xué)習(xí)活動。在國際上，美國世界著名的教育測試中心ETS（Educational Testing Service） 已經(jīng)于2002年開始積極研究與開發(fā)運(yùn)用于基礎(chǔ)教育階段的形成性評價(jià)項(xiàng)目，即 “ETS，2002”。當(dāng)前，國內(nèi)各種教學(xué)評價(jià)大多是基于對教學(xué)的一種總結(jié)性評價(jià)，而忽略了對于學(xué)生學(xué)習(xí)過程的形成性評價(jià)。這種側(cè)重于總結(jié)性評價(jià)的效果差強(qiáng)人意，也不能很好地促進(jìn)教學(xué)理念和方式的改進(jìn)與創(chuàng)新。造成這種現(xiàn)狀的一個重要因素就是形成性評價(jià)是側(cè)重于過程，而學(xué)生的學(xué)習(xí)過程在任何課堂上的教師都是難以及時(shí)了解和掌握的，因此難以實(shí)施形成性評價(jià)。

在這里我們要解決兩個問題。一是我們?nèi)绾螌W(xué)生的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行評價(jià)，而不僅僅是一種結(jié)論性評價(jià)。二是我們?nèi)绾稳ビ行幚矸答佇畔ⅰ?/p>

圖1

三、借助計(jì)算思維優(yōu)化形成性評價(jià)設(shè)計(jì)

打個簡單比方，如果說目前常用的總結(jié)性評是一種靜態(tài)評價(jià)，那么形成性評價(jià)就是一種動態(tài)評價(jià)。這種動態(tài)就體現(xiàn)在教學(xué)活動中及時(shí)向師生反饋信息，以發(fā)現(xiàn)各自存在的缺陷與不足，雙方都采取措施加以改進(jìn)。但是問題在于放到教學(xué)實(shí)踐中，怎么去操作實(shí)施呢？

具體到信息技術(shù)課堂，它是特別強(qiáng)調(diào)實(shí)踐操作技能的應(yīng)用和培養(yǎng)的。像這樣一堂課：FLASH “形狀補(bǔ)間動畫”的制作。對于這樣技能型的學(xué)習(xí)評價(jià)：一種做法是采用學(xué)生演示、師生點(diǎn)評的方式，這種方式直觀、簡單，同樣是一種總結(jié)性的評價(jià)，但往往是以點(diǎn)代面，蜻蜓點(diǎn)水式的，并不能及時(shí)反饋有效的信息幫助教師和學(xué)生定位缺點(diǎn)和不足；另一種比較直觀的評價(jià)方法，如圖1所示。

這種評價(jià)方式正是信息技術(shù)課堂在評價(jià)方面的最大優(yōu)勢，那就是利用信息技技術(shù)手段來反饋更為直觀的信息。這種方式對信息技術(shù)學(xué)科來說不是什么難事，輕松可以做到，但往往做成了上圖所示的結(jié)論性的評價(jià)，同樣發(fā)現(xiàn)不了教學(xué)活動過程中的問題。

對于第一種評價(jià)方式，我認(rèn)為其無異于以點(diǎn)代面式的將課堂內(nèi)容或內(nèi)容關(guān)鍵點(diǎn)的一次簡單重復(fù)，在效果上與從評價(jià)當(dāng)中發(fā)現(xiàn)問題的設(shè)計(jì)初衷有些距離。第二種評價(jià)方式所反饋的信息可能更為簡單、粗略，簡單地以一種正確率的統(tǒng)計(jì)來說明結(jié)果，效果不盡人意。

這便是之前我提到的第一個問題。我們不妨借鑒一下計(jì)算思維的概念。上述二種評價(jià)方式如果借助軟件工程里面的有關(guān)定義，那就是一種 “粗粒度”的。我們應(yīng)該需要一種 “細(xì)粒度”的評價(jià)設(shè)計(jì)。在計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)中，有一種常見的方法叫做自頂向下的程序設(shè)計(jì)方法，這種方法的實(shí)質(zhì)就是將一個問題不斷地分解成多個小問題，直到這些小問題都能夠用程序來實(shí)現(xiàn)為止。實(shí)踐中，形成性評價(jià)在設(shè)計(jì)的時(shí)候恰恰缺的是這種 “分解”。所以一開始評價(jià)的設(shè)計(jì)很重要。對于上面提到的課堂學(xué)習(xí)。首先，每一節(jié)課都有教學(xué)目標(biāo)，而這些目標(biāo)經(jīng)過細(xì)化分解成多個小目標(biāo)，其實(shí)就是一個個的知識點(diǎn)或技能，這些細(xì)小的目標(biāo)的完成實(shí)現(xiàn)過程就基本構(gòu)成了學(xué)生學(xué)習(xí)過程的各個細(xì)節(jié)或環(huán)節(jié)。對于這節(jié)課，經(jīng)過教學(xué)目標(biāo)的分解細(xì)化可以得到以下的知識點(diǎn)和技能：

類型 分解項(xiàng)目認(rèn)知補(bǔ)間動畫的含義位圖、矢量圖的定義位圖、矢量圖的區(qū)別形狀補(bǔ)間對參與對象的存儲格式要求技能各類型幀的基本操作位圖轉(zhuǎn)換成矢量圖動畫類型的選擇圖形素材的導(dǎo)入圖形的變化補(bǔ)間動畫的創(chuàng)建動畫效果預(yù)覽

與之相對應(yīng)的課堂的評價(jià)項(xiàng)目表如下：

評價(jià)項(xiàng) 是 否 評價(jià)項(xiàng)的設(shè)計(jì)意圖說明1.是否理解補(bǔ)間的含義了解是否理解補(bǔ)間的含義，認(rèn)知錯誤可能會導(dǎo)致在最后一步選擇尾幀，造成形狀補(bǔ)間失敗。2.是否理解形狀補(bǔ)間要求對象為矢量圖形了解是否理解了矢量圖和位圖的區(qū)別及其各自特點(diǎn)3.是否熟練掌握常見類型幀的操作了解是否會添加關(guān)鍵幀及幀的基本操作4.是否能夠成功導(dǎo)入素材圖片并合理使用了解能否成功使用素材圖片，這是學(xué)習(xí)的第一個環(huán)節(jié)5.能否完成位圖到矢量圖的轉(zhuǎn)換了解是否掌握了對象的轉(zhuǎn)換操作6.最后一步創(chuàng)建形狀補(bǔ)間是否成功了解可能的出錯：創(chuàng)建補(bǔ)間時(shí)，應(yīng)該選中除起始幀和結(jié)束幀之外的中間任何一幀。

這是一個將教學(xué)目標(biāo)經(jīng)過分解而得到的 “細(xì)粒度”的評價(jià)項(xiàng)目內(nèi)容，基本涵蓋了本堂課教學(xué)目標(biāo)的認(rèn)知和技能評價(jià)，旨在從設(shè)計(jì)上能反映學(xué)生認(rèn)知和技能上的問題和不足，但一般情況下，這么細(xì)的評價(jià)沒有意義，因?yàn)闊o法在教學(xué)中去實(shí)現(xiàn)。這便是我們接下來要講的問題：如何有效處理反饋信息？

四、 借助 “大數(shù)據(jù)”技術(shù)破解形成性評價(jià)的實(shí)施難題

教學(xué)評價(jià)是收集反饋信息的第一步，可以通過一個網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺去收集，比如筆者正在開發(fā)的 “智能化教學(xué)評測系統(tǒng)”平臺。對數(shù)據(jù)的分析和應(yīng)用，則是我們進(jìn)行數(shù)據(jù)收集的終級目標(biāo)。如此在圖1中出現(xiàn)的反饋信息的呈現(xiàn)就會更加詳細(xì)和多元化，對教學(xué)更加具有指導(dǎo)意義。如圖2。

圖2

那么，如何處理相對繁雜的反饋信息為我所用呢？ “大數(shù)據(jù)技術(shù)為記錄和分析教育教學(xué)中的表象信息提供了可能。一個人的素質(zhì)通過多個表象呈現(xiàn)出來。大數(shù)據(jù)技術(shù)為記錄和分析以往無法利用的信息提供了技術(shù)支持”。我認(rèn)為， “大數(shù)據(jù)”技術(shù)可以為我們提供一定的實(shí)現(xiàn)途徑。本質(zhì)上而言，傳統(tǒng)的教學(xué)評價(jià)只是完成了數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，無法完成對所有數(shù)據(jù)的分析，而大數(shù)據(jù)技術(shù)則可以通過分析，提出建議甚至預(yù)測。Google公司的GFT（流感預(yù)測系統(tǒng)）便是一個很好的實(shí)例，它用實(shí)力向人們證明了其在數(shù)據(jù)分析領(lǐng)域的價(jià)值?，F(xiàn)有教育方面的大數(shù)據(jù)應(yīng)用大多是基于在線學(xué)習(xí)平臺對于學(xué)習(xí)行為的一種分析，沒有實(shí)際深入到教學(xué)課堂需要的教學(xué)評價(jià)和反饋領(lǐng)域。通過類似筆者上述“項(xiàng)目評價(jià)表”的教學(xué)評價(jià)收集大量的反饋數(shù)據(jù)，并借助大數(shù)據(jù)的分析技術(shù)，對這些反饋數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和整理，可以更加清晰、準(zhǔn)確地描述問題是出現(xiàn)在認(rèn)知還是技能上，并自動整理生成教學(xué)改進(jìn)意見，向?qū)W生提出有效的學(xué)習(xí)建議，很好地實(shí)現(xiàn)形成性評價(jià)。

五、教育實(shí)踐意義

對于教學(xué)環(huán)境來說，除信息技術(shù)課堂的教學(xué)環(huán)境外，可能大部分其他學(xué)科的課堂目前沒有足夠的信息化條件支撐，但是我們應(yīng)該看到，隨著移動終端的迅速普及和無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用覆蓋，在傳統(tǒng)的課堂環(huán)境中，將會有越來越多樣的方式將信息化應(yīng)用帶入教學(xué)實(shí)踐活動（如： “智慧課堂”的興起），這將會真正構(gòu)建教學(xué)信息的雙向通道，為教育教學(xué)質(zhì)量和效率開拓廣闊的前景。在教育領(lǐng)域，這種細(xì)化的教學(xué)評價(jià)在大數(shù)據(jù)技術(shù)的強(qiáng)力支持下會更具有創(chuàng)新實(shí)踐意義。