淺議大數(shù)據(jù)在中學(xué)地理教學(xué)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

王永福 何萍

摘 要：地理教學(xué)評(píng)價(jià)是中學(xué)地理教學(xué)必不可少的環(huán)節(jié)，依據(jù)客觀事實(shí)進(jìn)行全面科學(xué)的地理教學(xué)評(píng)價(jià)具有重要現(xiàn)實(shí)意義。在新課標(biāo)、新課程改革背景下，傳統(tǒng)地理教學(xué)評(píng)價(jià)不利于培養(yǎng)學(xué)生的地理核心素養(yǎng)。文章以解決傳統(tǒng)地理教學(xué)評(píng)價(jià)存在的問題為目的，依托地理教學(xué)大數(shù)據(jù)采集應(yīng)用技術(shù)，對(duì)地理教學(xué)中的“數(shù)據(jù)”進(jìn)行采集、整合、分析、利用，形成有效的地理教學(xué)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)精確診斷地理教學(xué)的目的。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù);中學(xué)地理教學(xué);評(píng)價(jià)

一、中學(xué)地理教學(xué)大數(shù)據(jù)的內(nèi)涵

“大數(shù)據(jù)”作為一個(gè)新概念近些年才被人們認(rèn)知，然而對(duì)于它卻沒有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)亩x。“大數(shù)據(jù)”有狹義和廣義兩個(gè)層面的內(nèi)涵，狹義“大數(shù)據(jù)”指通過傳統(tǒng)技術(shù)方法難以收集的大規(guī)模、碎片化的數(shù)據(jù)資源;廣義“大數(shù)據(jù)”不僅指大量的數(shù)據(jù)資源，而且體現(xiàn)為資源、技術(shù)、能力以及思維方式的有機(jī)統(tǒng)一。

中學(xué)地理教學(xué)大數(shù)據(jù)指地理教育活動(dòng)過程中教師教與學(xué)生學(xué)所產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)資源，不僅包括課堂內(nèi)外數(shù)據(jù)資源，也包括學(xué)校和社會(huì)中的數(shù)據(jù)資源，而地理教學(xué)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)僅指地理教育大數(shù)據(jù)中可以應(yīng)用于地理診斷的數(shù)據(jù)資源，地理教育者通過對(duì)這些評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)資源的分析與處理，就可以得出一定的規(guī)律以及線性關(guān)系，這就達(dá)到了利用地理評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)資源診斷地理教育的目的。

二、應(yīng)用大數(shù)據(jù)進(jìn)行中學(xué)地理教學(xué)評(píng)價(jià)的必要性

1.中學(xué)地理教學(xué)評(píng)價(jià)存在的弊端

隨著中學(xué)地理教學(xué)持續(xù)貫徹以培養(yǎng)核心素養(yǎng)為最終目的的教育理念，反思目前中學(xué)地理教學(xué)評(píng)價(jià)存在一系列弊端，主要表現(xiàn)在：一是受我國傳統(tǒng)教學(xué)模式的影響，以中考、高考為最主要的考核評(píng)價(jià)仍然是當(dāng)今國內(nèi)最主要的評(píng)價(jià)模式;二是地理評(píng)價(jià)理念與課程改革理念不一致，現(xiàn)有的地理教學(xué)評(píng)價(jià)體系仍拘泥于學(xué)科本位，只強(qiáng)調(diào)零散知識(shí)和孤立技能的掌握，新地理課程改革倡導(dǎo)的是引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探究思考地理問題，運(yùn)用所學(xué)地理基礎(chǔ)知識(shí)與基本技能解決生活中的地理問題;三是評(píng)價(jià)模式的構(gòu)建、命題質(zhì)量的把握、結(jié)果分析與反饋等方面經(jīng)驗(yàn)化、研究較少和研究不夠深入等問題急需解決。

2.利用大數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)診斷地理教學(xué)的優(yōu)勢(shì)

隨著社會(huì)的發(fā)展與科技進(jìn)步，大數(shù)據(jù)在教育教學(xué)方面的應(yīng)用研究越來越廣泛，教師或者相關(guān)地理教育工作者通過收集、篩選、整合、分析和使用地理教育數(shù)據(jù)進(jìn)行地理診斷具有可操作性。雖然目前相關(guān)領(lǐng)域研究較為缺乏，實(shí)踐研究也比較薄弱，但是以數(shù)據(jù)支撐教學(xué)評(píng)價(jià)具有可行性，通過數(shù)據(jù)資源設(shè)計(jì)地理教學(xué)過程也有利于教師操作實(shí)施，數(shù)據(jù)資源的直接反饋能夠輕易被受教育者接受，利于地理教學(xué)的開展。

三、中學(xué)地理教學(xué)評(píng)價(jià)的數(shù)據(jù)采集

1.評(píng)價(jià)“數(shù)據(jù)”和“證據(jù)”

在新課標(biāo)、新課程改革背景下，教學(xué)評(píng)價(jià)方式必須具有開放性、多元性[1]。新課標(biāo)要求地理教學(xué)評(píng)價(jià)需要各種有效的評(píng)價(jià)方式相結(jié)合，依據(jù)客觀事實(shí)，注重收集有效的地理教學(xué)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)信息，根據(jù)數(shù)據(jù)和客觀事實(shí)進(jìn)行地理教學(xué)診斷。《教育部關(guān)于推進(jìn)中小學(xué)教育質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)改革的意見》中明確要基于“數(shù)據(jù)”和“證據(jù)”對(duì)教育質(zhì)量做出評(píng)價(jià)[2]。中學(xué)地理教學(xué)環(huán)境中的 “數(shù)據(jù)”和“證據(jù)”的來源如圖1所示，主要包括地理教師教研團(tuán)隊(duì)成果、個(gè)人學(xué)科素養(yǎng)、教學(xué)交互資源和網(wǎng)絡(luò)地理教學(xué)資源等。學(xué)生數(shù)據(jù)庫也是地理教學(xué)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的構(gòu)成主體，學(xué)生數(shù)據(jù)庫包括學(xué)生靜態(tài)數(shù)據(jù)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，學(xué)習(xí)交互、學(xué)習(xí)行為和學(xué)習(xí)路徑構(gòu)成了動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，而學(xué)生學(xué)習(xí)個(gè)性化數(shù)據(jù)、學(xué)習(xí)成果、地理學(xué)習(xí)過程性檔案構(gòu)成了靜態(tài)數(shù)據(jù)。

2.評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)采集方法

數(shù)據(jù)是分析與決策的關(guān)鍵，決策影響著教育發(fā)展的未來[3]。地理教學(xué)評(píng)價(jià)依賴于對(duì)地理教學(xué)的“數(shù)據(jù)”和“證據(jù)”進(jìn)行采集。地理教學(xué)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的采集技術(shù)流程分為三步（圖2）。第一步，地理教育工作者和地理教師收集地理教學(xué)中的“數(shù)據(jù)”“證據(jù)”;第二步，通過對(duì)地理教學(xué)中“數(shù)據(jù)”“證據(jù)”進(jìn)行篩選整合形成地理教學(xué)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫;第三步，地理教研團(tuán)隊(duì)和相關(guān)地理教師將教學(xué)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)應(yīng)用于地理教學(xué)診斷。

（1）地理教師評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)采集。第一，去教育部門查閱地方教師檔案，對(duì)一個(gè)地區(qū)的地理教師數(shù)量、地理教師學(xué)科背景、研究專長、地理教學(xué)技能比賽獲獎(jiǎng)數(shù)等與地理教師相關(guān)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。第二，對(duì)該地區(qū)的地理教師進(jìn)行問卷調(diào)查和訪談，對(duì)地理教師進(jìn)行教學(xué)交互的次數(shù)、教學(xué)教研現(xiàn)狀和地理教研團(tuán)隊(duì)的教研會(huì)議次數(shù)等進(jìn)行采集。第三，采用互聯(lián)網(wǎng)等相關(guān)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對(duì)當(dāng)?shù)氐乩斫處熯M(jìn)行網(wǎng)絡(luò)地理學(xué)習(xí)的次數(shù)、學(xué)習(xí)成果、學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)、學(xué)習(xí)交互以及上傳優(yōu)質(zhì)課件的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。第四，用錄音筆等類似功能的錄音設(shè)備采集地理教師課堂語音數(shù)據(jù)，通過錄音筆的記錄，形成地理教學(xué)語音錄音數(shù)據(jù)，如提問次數(shù)、口頭語言使用次數(shù)、專業(yè)名詞使用次數(shù)等。在后續(xù)地理教研會(huì)議或者地理交互學(xué)習(xí)時(shí)用來反映地理教師的地理教學(xué)語音狀態(tài)，為地理教師教學(xué)評(píng)價(jià)提供支持。第五，采用攝像機(jī)對(duì)地理教師上課視頻進(jìn)行采集，錄制的上課視頻也是一種數(shù)據(jù)資源，通過視頻可以得到地理教師的動(dòng)作、語言使用等數(shù)據(jù)資源。地理教師通過觀看自己的視頻彌補(bǔ)地理教學(xué)中的不足，從而達(dá)到地理教學(xué)診斷的目的。

（2）學(xué)生評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的采集。第一，采用考試和問卷調(diào)查方式采集學(xué)生的靜態(tài)數(shù)據(jù)，地理課程考試成績是學(xué)生地理學(xué)習(xí)的定量評(píng)價(jià)之一，是地理教學(xué)評(píng)價(jià)的基礎(chǔ);用問卷調(diào)查的方式采集學(xué)生的地理學(xué)習(xí)個(gè)性化數(shù)據(jù)。第二，平板電腦與智能手機(jī)設(shè)備能夠提供海量的網(wǎng)絡(luò)地理學(xué)習(xí)教學(xué)資源，平板電腦與智能手機(jī)的App和Web端，能夠記錄采集地理教學(xué)視頻次數(shù)與頻率、地理學(xué)習(xí)內(nèi)容序列節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)、地理學(xué)習(xí)資源序列節(jié)點(diǎn)等數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)為地理教學(xué)評(píng)價(jià)提供有力支撐，地理教師和相關(guān)地理教育工作者可以通過這些數(shù)據(jù)，對(duì)學(xué)生地理學(xué)習(xí)過程與路徑等進(jìn)行地理教學(xué)評(píng)價(jià)。第三，使用智能數(shù)碼筆實(shí)時(shí)監(jiān)控學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。智能數(shù)碼筆和普通筆的區(qū)別在于，智能數(shù)碼筆配有高速攝像功能和錄音功能。筆尖的學(xué)習(xí)通過壓力傳感器進(jìn)行攝像記錄，此外，智能數(shù)碼筆也能實(shí)時(shí)記錄學(xué)生交互學(xué)習(xí)的語音情況，利用藍(lán)牙無線傳輸功能與智能端相連接，然后傳輸?shù)诫娔X或者移動(dòng)設(shè)備中。例如，在學(xué)習(xí)用簡易筆畫勾畫中國地圖的時(shí)候，智能數(shù)碼筆能準(zhǔn)確清晰地記錄學(xué)生整個(gè)完成簡易中國地圖的繪制，畫到某一處的時(shí)候停頓了一下，通過智能數(shù)碼筆的語音錄制功能可以聽到這位同學(xué)向同桌詢問此次的輪廓怎么畫等問題討論，此外，智能數(shù)碼筆也能完整記錄畫完中國地圖所用的時(shí)間等。

四、中學(xué)地理教學(xué)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)分析

1.評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析

地理教學(xué)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與分析可以用Excel、SPSS（Statistical Program for Social Sciences）等電腦統(tǒng)計(jì)軟件實(shí)現(xiàn)，Excel與SPSS應(yīng)用軟件可以生成與處理大量數(shù)據(jù)，通過表格、趨勢(shì)圖等形式對(duì)數(shù)據(jù)清晰呈現(xiàn)，讓我們能更好地對(duì)數(shù)據(jù)的規(guī)律性、穩(wěn)定性和隨機(jī)性進(jìn)行分析[4]。在整個(gè)過程中，首先將評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)自動(dòng)存入Excel、SPSS數(shù)據(jù)庫，集中存儲(chǔ)，在模板上定義表間公式，使得不同模板的數(shù)據(jù)自動(dòng)互相引用、彼此同步，形成一個(gè)有機(jī)整體，以達(dá)到整合的效果。其次，利用Excel或SPSS生成規(guī)律圖和相關(guān)性圖，從圖表中我們能夠很快地挖掘評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的規(guī)律性，也能預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，從而揭示評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)與地理教學(xué)環(huán)節(jié)的相關(guān)性，達(dá)到對(duì)地理教學(xué)精確診斷的目的。

2.評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的可視化

數(shù)據(jù)的可視化處理是一種常見的數(shù)據(jù)視覺表現(xiàn)形式，它能用圖表或者其他形式把數(shù)據(jù)的線性關(guān)系和趨勢(shì)發(fā)展情況展現(xiàn)給數(shù)據(jù)處理者。地理教學(xué)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的可視化處理可以用Power BI的一系列組件來實(shí)現(xiàn)，Power BI是微軟最新的商業(yè)智能（BI）概念，它包含了一系列的組件和工具，包括Power Map、Power View、Power Pivot、Power Query等。Power BI最大的特點(diǎn)就是把原始數(shù)據(jù)信息進(jìn)行可視化處理后， 使抽象繁雜的數(shù)據(jù)變得直觀簡單、生動(dòng)有趣[5]。

Power Map在地理教學(xué)過程中應(yīng)用廣泛，它可以把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可視化地圖。在地理教學(xué)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)處理過程中，把家庭、社會(huì)、學(xué)校采集到的評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)展現(xiàn)在可視化地圖上，地理教育工作者可以通過對(duì)比不同時(shí)間段可視化地圖展現(xiàn)的數(shù)據(jù)來診斷地理教學(xué)。Power View是一種數(shù)據(jù)可視化技術(shù)，可以用于快速創(chuàng)建交互式圖表、圖形和其他視覺效果，以便直觀呈現(xiàn)數(shù)據(jù)給使用者。Power Pivot可以稱之為超級(jí)透視，但是它比數(shù)據(jù)透視表功能更強(qiáng)大，Power Pivot主要用于在地理教學(xué)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)處理中建立數(shù)據(jù)模型，數(shù)據(jù)具有模型的構(gòu)建，能夠快速解決和處理地理評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)龐大雜亂的問題。Power Query是超級(jí)查詢，由于教育數(shù)據(jù)海量的特點(diǎn)，因此評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)處理篩選時(shí)比較繁雜，Power Query能輕松地鏈接公眾數(shù)據(jù)或者各種數(shù)據(jù)源解決這一難題。

利用Power BI對(duì)地理教學(xué)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)可視化處理操作執(zhí)行過程如圖3所示。第一步，在電腦上安裝具有Power BI組件的Excel或者在微軟官網(wǎng)直接下載;第二步，利用查詢?cè)鰪?qiáng)版Power Query篩選導(dǎo)入地理教學(xué)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，Power Query的作用是從我們所需要的數(shù)據(jù)來源提取數(shù)據(jù)，它能夠把不同來源的數(shù)據(jù)源整合在一起;第三步，利用Power Pivot組件建立地理教學(xué)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的相關(guān)模型，利用建立的模型對(duì)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理;第四步，利用Power View組件創(chuàng)建報(bào)表和交互式評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)可視化分析視圖，如果涉及地理3D地圖場(chǎng)景的可以用組件Power Map創(chuàng)建3D評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)空間可視化地圖;第五步，評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)可視化推廣與分享，Windows桌面應(yīng)用程序（稱為Power BI Desktop）、聯(lián)機(jī)SaaS（軟件即服務(wù)）服務(wù)（稱為Power BI 服務(wù)）及移動(dòng) Power BI應(yīng)用（可在 Windows 手機(jī)和平板電腦及iOS和Android設(shè)備上使用）。利用Power BI對(duì)地理教學(xué)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)可視化處理能夠清晰映射整個(gè)地理教學(xué)過程，從而達(dá)到了通過地理教學(xué)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)為地理教學(xué)進(jìn)行診斷的目的。

3.基于大數(shù)據(jù)的地理教學(xué)發(fā)展性評(píng)價(jià)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

《基礎(chǔ)教育課程改革綱要（試行）》提出了發(fā)展性教育評(píng)價(jià)的理念[6]。發(fā)展性評(píng)價(jià)的核心思想在于促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展，一切為了學(xué)生的發(fā)展，發(fā)展性評(píng)價(jià)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、內(nèi)容、過程、方法和手段都要有利于學(xué)生的發(fā)展。

在對(duì)地理教學(xué)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理時(shí)，以地理教學(xué)評(píng)價(jià)現(xiàn)存問題為出發(fā)點(diǎn)建立基于地理評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的發(fā)展性評(píng)價(jià)系統(tǒng)，該系統(tǒng)由地理教學(xué)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)、分析子系統(tǒng)、對(duì)比分析子系統(tǒng)和反饋?zhàn)酉到y(tǒng)構(gòu)成（圖4）。發(fā)展性評(píng)價(jià)系統(tǒng)的運(yùn)行前期通過大數(shù)據(jù)采集與分析技術(shù)對(duì)地理教學(xué)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化處理，基于學(xué)生以及教師的個(gè)人學(xué)科素養(yǎng)，通過與其他評(píng)價(jià)方式對(duì)比分析利用地理教育大數(shù)據(jù)的評(píng)價(jià)方式的實(shí)用性，對(duì)地理教學(xué)過程以及教學(xué)結(jié)果進(jìn)行診斷與預(yù)測(cè)性分析。在系統(tǒng)的反饋階段，“儀表盤”采用信息跟蹤技術(shù)，對(duì)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為、習(xí)慣、情緒、興趣等信息進(jìn)行記錄和追蹤[7]。地理教師根據(jù)“儀表盤”給出的結(jié)果對(duì)整個(gè)地理教學(xué)過程進(jìn)行診斷。地理教學(xué)發(fā)展性評(píng)價(jià)系統(tǒng)將零散的地理教學(xué)大數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)分析、教學(xué)評(píng)價(jià)等進(jìn)行有序的整合，形成一個(gè)有序的整體。

綜上所述，大數(shù)據(jù)對(duì)于中學(xué)地理教學(xué)評(píng)價(jià)的啟示如下：①地理教學(xué)大數(shù)據(jù)具有海量和天量的特點(diǎn)，地理教師要及時(shí)掌握地理教學(xué)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的采集和分析技術(shù)與方法，利用地理教學(xué)過程中產(chǎn)生的海量教學(xué)數(shù)據(jù)資源，對(duì)地理教學(xué)進(jìn)行精確診斷與分析;②只有服務(wù)于地理教學(xué)并且促進(jìn)地理教育發(fā)展的數(shù)據(jù)，才是地理教學(xué)評(píng)價(jià)的有效數(shù)據(jù)。這就要求地理教師以及相關(guān)地理教育工作者精確篩選和使用評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)資源，為后續(xù)的地理教育大數(shù)據(jù)深度發(fā)掘與利用打好基礎(chǔ);③依托地理評(píng)價(jià)大數(shù)據(jù)進(jìn)行地理教學(xué)診斷時(shí)，很多評(píng)價(jià)技術(shù)與手段都采用電腦軟硬件技術(shù)與App等網(wǎng)絡(luò)端口進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，因此，保護(hù)地理教師以及學(xué)生的隱私也尤為重要;④大數(shù)據(jù)在地理教學(xué)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用和結(jié)合研究較少，因此需要相關(guān)地理教育工作者對(duì)地理教學(xué)中的超大量數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘和分析， 還需要充分結(jié)合地理教育的實(shí)際， 這顯然是個(gè)長期且艱巨的過程， 需要相關(guān)學(xué)者不斷努力探索。

通訊作者：何 ?萍

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