大數(shù)據(jù)時代中學生數(shù)據(jù)素養(yǎng)：內(nèi)涵、價值與構(gòu)成維度

賈璞 宋乃慶

[摘 ? 要] 數(shù)據(jù)素養(yǎng)是信息素養(yǎng)的一種具體形式，逐漸成為大數(shù)據(jù)時代公民不可或缺的基本素養(yǎng)，培養(yǎng)學生的數(shù)據(jù)素養(yǎng)也成為新一輪中小學課程改革關(guān)注的重要課題。研究從提出背景、要素屬性、方法屬性和結(jié)構(gòu)屬性等方面回顧和分析了數(shù)據(jù)素養(yǎng)的理論基礎(chǔ)與概念演進，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合中學生的發(fā)展需求與認知特點，探討大數(shù)據(jù)時代下中學生需要培養(yǎng)的數(shù)據(jù)素養(yǎng)。研究認為，中學生數(shù)據(jù)素養(yǎng)是指中學生掌握統(tǒng)計方法和信息技術(shù)，在真實情境中運用數(shù)據(jù)的知識、技能和思維解決實際問題的綜合能力;中學生數(shù)據(jù)素養(yǎng)在社會發(fā)展、人才培養(yǎng)和課程教學三個方面具有重要價值;基于加涅學習結(jié)果分類理論，中學生數(shù)據(jù)素養(yǎng)的構(gòu)成維度主要包括數(shù)據(jù)知識、數(shù)據(jù)技能和數(shù)據(jù)思維三個要素維度。

[關(guān)鍵詞] 中學生; 數(shù)據(jù)素養(yǎng); 構(gòu)成維度; 學習結(jié)果分類理論; 信息素養(yǎng)

[中圖分類號] G434 ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼] A

[作者簡介] 賈璞（1990—），男，四川南充人。博士研究生，主要從事教育統(tǒng)計與測評、基礎(chǔ)教育研究。E-mail：jiapuu @163.com。宋乃慶為通訊作者，E-mail：songnq@swu.edu.cn。

一、引 ? 言

在大數(shù)據(jù)時代，隨著信息技術(shù)與社會經(jīng)濟的交互與融合，形式多樣的數(shù)據(jù)應用形態(tài)正在深刻地影響和改變?nèi)祟惿钆c工作的各個領(lǐng)域，數(shù)據(jù)的管理、分析和應用受到國家和各行各業(yè)的廣泛重視，數(shù)據(jù)素養(yǎng)已成為大數(shù)據(jù)時代公民不可或缺的基本素養(yǎng)。由于長期以來在基礎(chǔ)教育和社會普及宣傳中對此缺乏足夠的重視，我國普通民眾的數(shù)據(jù)素養(yǎng)總體處于較低水平[1]。因此，在我國新一輪基礎(chǔ)教育課程標準修訂中[2]，數(shù)學、物理、生物、科學和信息技術(shù)等STEM學科課程紛紛加強了對數(shù)據(jù)能力的要求 ，學生數(shù)據(jù)素養(yǎng)的培養(yǎng)正成為中小學課程改革關(guān)注的重要課題。中學階段是學生完成基礎(chǔ)教育、進入社會工作或接受高等教育前的重要學習階段，是培養(yǎng)學生適應未來社會挑戰(zhàn)必須具備的核心素養(yǎng)的關(guān)鍵時期[3]，鑒于此，本研究以中學生的數(shù)據(jù)素養(yǎng)為研究對象，在國內(nèi)外已有研究的基礎(chǔ)上，探究中學生數(shù)據(jù)素養(yǎng)的內(nèi)涵與價值;基于著名教育心理學家加涅的學習結(jié)果分類理論，討論中學生數(shù)據(jù)素養(yǎng)的構(gòu)成維度，以期為中小學生數(shù)據(jù)素養(yǎng)的培養(yǎng)與評價提供借鑒和參考。

二、數(shù)據(jù)素養(yǎng)的研究現(xiàn)狀：理論與概念

（一）數(shù)據(jù)素養(yǎng)提出的理論基礎(chǔ)

數(shù)據(jù)價值幾何。第一，在大數(shù)據(jù)時代，數(shù)據(jù)成為知識增長的新途徑。伴隨數(shù)據(jù)密集型科學研究范式的興起[4]，數(shù)據(jù)成為科學知識生成過程的基礎(chǔ)，這個過程可以概括為：獲取新的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)新的事實，生成新的概念，產(chǎn)生新的知識體系和方法論原則[5]。第二，數(shù)據(jù)成為科學決策的重要依據(jù)?？茖W有效的決策日益仰賴于客觀數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)分析，數(shù)據(jù)驅(qū)動決策的理念已經(jīng)成為現(xiàn)代決策理論的基本原則[6]。

數(shù)據(jù)何以致用。在信息科學的框架下，數(shù)據(jù)與信息、知識和智慧密切相關(guān)。DIKW金字塔模型描述了從數(shù)據(jù)到知識、智慧的連續(xù)轉(zhuǎn)化過程[7]，是數(shù)據(jù)管理、信息系統(tǒng)和知識管理等領(lǐng)域的基礎(chǔ)性理論，也是提出數(shù)據(jù)素養(yǎng)的理論基礎(chǔ)。如圖1所示，從數(shù)據(jù)中能夠挖掘信息、發(fā)現(xiàn)知識以及獲得智慧，可以幫助人們有效地進行判斷與決策，可以指導人們科學地認識與改造世界。

（二）數(shù)據(jù)素養(yǎng)的概念梳理

研究者依據(jù)不同領(lǐng)域的視角與需求提出了不同類型的數(shù)據(jù)素養(yǎng)概念。數(shù)據(jù)主要與統(tǒng)計科學和信息技術(shù)科學這兩個領(lǐng)域密切相關(guān)，因此，本研究從統(tǒng)計素養(yǎng)和信息素養(yǎng)這兩個視角梳理和探討數(shù)據(jù)素養(yǎng)的概念與內(nèi)涵。

1. 統(tǒng)計素養(yǎng)視角下的數(shù)據(jù)素養(yǎng)研究

從20世紀80年代開始，數(shù)據(jù)、統(tǒng)計圖表、概率等定量信息開始廣泛出現(xiàn)和應用在公共管理、商業(yè)和傳媒等公眾領(lǐng)域，但大多數(shù)的成年公民和高中畢業(yè)生缺少分析這些定量信息的能力。國外數(shù)學和統(tǒng)計學家為提升公民的定量分析能力提出了量化素養(yǎng)，即在日常生活中理解、解釋和交流數(shù)字和數(shù)學信息等定量信息的能力[8]。統(tǒng)計學家Katherine Wallman將量化素養(yǎng)聚焦到統(tǒng)計素養(yǎng)：理解與批判性地評價遍布日常生活中的統(tǒng)計結(jié)論，理解統(tǒng)計思維在進行決策時能夠發(fā)揮重要作用的能力[9]。

從要素屬性的角度，Gal認為，統(tǒng)計素養(yǎng)是能夠解釋和批判性地評價日常生活情境中的統(tǒng)計信息、與數(shù)據(jù)相關(guān)的觀點和隨機現(xiàn)象的能力，能夠討論和交流基于數(shù)據(jù)信息的統(tǒng)計觀點的能力[10];從方法（過程）屬性的角度，Schield將統(tǒng)計素養(yǎng)看作是一種方法科學，是能夠閱讀和解釋數(shù)據(jù)，以數(shù)據(jù)為依據(jù)作出判斷或者決策，能夠辯證地思考數(shù)據(jù)和統(tǒng)計信息的能力[11];從結(jié)構(gòu)屬性的角度，李金昌指出，統(tǒng)計素養(yǎng)是掌握統(tǒng)計基本知識的程度、統(tǒng)計理論方法水平及應用能力和所具有的統(tǒng)計世界觀的總體[12]。除了必需的統(tǒng)計知識和技能，統(tǒng)計學家普遍重視個體對統(tǒng)計學本質(zhì)的理解和對統(tǒng)計的科學態(tài)度，如對數(shù)據(jù)信息保持批判性態(tài)度、對統(tǒng)計思維方式的理解與價值認同[13]。統(tǒng)計學家認為，統(tǒng)計素養(yǎng)是每個公民需要具備的思維習慣，是使用統(tǒng)計學方法解決問題的能力。

2. 信息素養(yǎng)視角下的數(shù)據(jù)素養(yǎng)研究

自Paul Zurkowski于1974年首次提出信息素養(yǎng)的概念以來，信息素養(yǎng)成為信息化時代公民應當具備的基本素養(yǎng)[14]。國內(nèi)外不同教育研究組織制定的信息素養(yǎng)評價標準中均包含有理解、獲取、分析和利用數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)能力指標[15]，數(shù)據(jù)素養(yǎng)被認為是信息素養(yǎng)的重要組成部分。信息管理和教師教育等領(lǐng)域的研究者借鑒信息素養(yǎng)的邏輯框架建構(gòu)了數(shù)據(jù)素養(yǎng)，也稱為數(shù)據(jù)信息素養(yǎng)，主要包括面向科研人員和圖書館員等職業(yè)的科學數(shù)據(jù)素養(yǎng)[16]，以及面向教師與教育管理者的教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)[17]。

從要素屬性的角度，張靜波將科學數(shù)據(jù)素養(yǎng)看作是數(shù)據(jù)技能的集合，認為科學數(shù)據(jù)素養(yǎng)是研究者在科學數(shù)據(jù)的采集、組織和管理、處理和分析、共享與協(xié)同利用等方面的數(shù)據(jù)能力， 研究者在數(shù)據(jù)活動過程中應遵守道德倫理與行為規(guī)范[18];從方法屬性的角度，Mandinach和Gummer認為，教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)是教師有效地、符合倫理地獲取、解釋和運用各種類型的教育數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)化為具有操作性的教學和實踐知識，以此指導教師教學決策和提升學生學習效果的專業(yè)能力[19];從結(jié)構(gòu)屬性的角度，張進良和李保臻認為，數(shù)據(jù)素養(yǎng)由數(shù)據(jù)意識、數(shù)據(jù)能力和數(shù)據(jù)倫理三個維度組成[20]，與信息素養(yǎng)的構(gòu)成維度類似。與統(tǒng)計素養(yǎng)相比，信息素養(yǎng)視角下的數(shù)據(jù)素養(yǎng)以解決實際問題為導向，關(guān)注在特定職業(yè)情境下利用數(shù)據(jù)資源發(fā)現(xiàn)、分析與解決實際問題的過程和必需的數(shù)據(jù)技能[21]，以及數(shù)據(jù)活動與社會交互過程中的倫理道德;同時，數(shù)據(jù)素養(yǎng)是在信息化背景下提出的，重視信息技術(shù)與工具的使用。

綜上所述，數(shù)據(jù)素養(yǎng)的內(nèi)涵表述會因為適應具體的情境需求而呈現(xiàn)情境化的差異，通過梳理可以發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)素養(yǎng)具有三個主要特征：第一，數(shù)據(jù)素養(yǎng)的實質(zhì)是基于數(shù)據(jù)的問題解決能力，部分研究者認為其是數(shù)據(jù)技能的集合，部分研究者認為其是基于數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)知識與作出決策的過程性能力;第二，從組成要素來看，都需要數(shù)據(jù)知識、數(shù)據(jù)技能、數(shù)據(jù)意識、批判性態(tài)度、道德倫理和價值觀等要素，但是不同研究視域下構(gòu)建的結(jié)構(gòu)維度差異較大;第三，數(shù)據(jù)素養(yǎng)不僅是一種跨學科、跨領(lǐng)域的能力，統(tǒng)計學家更將它作為一種看待世界與解決問題的思維方式。從概念辨析的角度，數(shù)據(jù)被看作是一種信息形式，數(shù)據(jù)素養(yǎng)是信息素養(yǎng)的子集;統(tǒng)計素養(yǎng)和數(shù)據(jù)信息素養(yǎng)都是基于數(shù)據(jù)的能力或素養(yǎng)，它們是數(shù)據(jù)素養(yǎng)的子集，是數(shù)據(jù)素養(yǎng)的主要表現(xiàn)形式。統(tǒng)計素養(yǎng)側(cè)重于統(tǒng)計理論方法和思維方式的發(fā)展，數(shù)據(jù)信息素養(yǎng)側(cè)重于問題解決過程中數(shù)據(jù)技能與信息技術(shù)的培養(yǎng)。

三、何謂中學生數(shù)據(jù)素養(yǎng)：內(nèi)涵與價值

（一）素養(yǎng)的內(nèi)涵

作為教育目標時，歐盟將素養(yǎng)定義為對個人成就、社會參與和就業(yè)能力等至關(guān)重要的知識、技能和態(tài)度傾向的綜合[22];經(jīng)濟合作與發(fā)展組織認為，素養(yǎng)是在特定情境中調(diào)動學科知識、技能和態(tài)度等所有心理資源滿足不同情境中復雜需求的能力[22]。素養(yǎng)不僅僅是知識、技能和態(tài)度三要素的簡單組合，更重要的是如何恰當?shù)剡\用這些要素解決現(xiàn)實世界中的復雜問題。因此，李藝、孔凡哲等學者認為，在發(fā)展學生素養(yǎng)時還應重視思維的培養(yǎng)，包括思考與解決問題時所需要的學科思維方法與價值觀[23-24]。

（二）中學生數(shù)據(jù)素養(yǎng)的內(nèi)涵與特征

基于素養(yǎng)的內(nèi)涵和數(shù)據(jù)素養(yǎng)的構(gòu)成要素，綜合中學生的認知特點以及中學生在日常生活、課程學習和未來職業(yè)發(fā)展中的數(shù)據(jù)能力需求，我們將中學生數(shù)據(jù)素養(yǎng)界定為：中學生掌握統(tǒng)計方法和信息技術(shù)，在真實情境中運用數(shù)據(jù)的知識、技能和思維解決實際問題的綜合能力，包括能夠通過數(shù)據(jù)的視角觀察真實世界，利用數(shù)據(jù)的思維思考實際問題，運用數(shù)據(jù)的分析作出科學決策，基于批判性的眼光評價數(shù)據(jù)和統(tǒng)計觀點。

中學生數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育的最終目標就在于，讓中學生會運用數(shù)據(jù)的視角、數(shù)據(jù)的思維、數(shù)據(jù)的分析和批判性的眼光在真實世界中發(fā)現(xiàn)和提出問題、分析問題、解決問題以及評價問題解決結(jié)果。中學生數(shù)據(jù)素養(yǎng)具有基礎(chǔ)性的特征，是中學生在未來生活、高等教育或職業(yè)訓練中發(fā)展科學數(shù)據(jù)素養(yǎng)、教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)等職業(yè)數(shù)據(jù)素養(yǎng)的基礎(chǔ)，也是大數(shù)據(jù)時代的公民完成基礎(chǔ)教育后應當具備的公民素養(yǎng)。

中學生數(shù)據(jù)素養(yǎng)具有二元屬性：工具屬性與思維屬性。首先，數(shù)據(jù)素養(yǎng)是一種工具化的能力，是通過數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)知識與作出決策的能力與手段;其次，數(shù)據(jù)素養(yǎng)也是一種學習與思考的思維方式。數(shù)據(jù)思維和統(tǒng)計方法是通過客觀事物的量化數(shù)據(jù)與數(shù)量特征來揭示其內(nèi)在發(fā)展規(guī)律和現(xiàn)象本質(zhì)的思維方式，為我們提供了觀察與探索客觀世界的新視角。陳希孺指出：“統(tǒng)計學不止是一種方法或技術(shù)，還含有世界觀的成分——它是看待世界上萬事萬物的一種方法。我們常講某事從統(tǒng)計觀點看如何如何，指的就是這個意思?！盵25]

（三）中學生數(shù)據(jù)素養(yǎng)的價值

在大數(shù)據(jù)時代，數(shù)據(jù)不僅深刻地影響著經(jīng)濟與社會的發(fā)展模式，而且潛移默化地改變著我們的生活方式、工作方式以及教育價值觀，發(fā)展中學生數(shù)據(jù)素養(yǎng)在社會發(fā)展、人才培養(yǎng)和課程教學等方面具有重要價值。

1. 數(shù)據(jù)素養(yǎng)有助于公民應對大數(shù)據(jù)時代社會發(fā)展的挑戰(zhàn)，是未來公民的基本素養(yǎng)

大數(shù)據(jù)和數(shù)字化成了當今信息化時代的鮮明特征，數(shù)據(jù)的管理和利用將在生產(chǎn)生活、社會管理和科學研究等領(lǐng)域中扮演越來越重要的角色?！坝脭?shù)據(jù)說話，用數(shù)據(jù)決策，用數(shù)據(jù)管理，用數(shù)據(jù)創(chuàng)新”的觀念逐漸成為我們未來生活和工作中的一項基本準則，使用統(tǒng)計學的思想與方法科學有效地分析和利用數(shù)據(jù)，成為我們表達和交流自己的觀點、作出科學的決策、解決新的問題和創(chuàng)造新的知識的有效方式。大數(shù)據(jù)時代的社會發(fā)展趨勢要求未來公民具備數(shù)據(jù)素養(yǎng)以應對大數(shù)據(jù)帶來的挑戰(zhàn)，數(shù)據(jù)素養(yǎng)正成為未來公民必須具備的基本素養(yǎng)。

2. 數(shù)據(jù)素養(yǎng)有助于培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)，是學生終身學習的重要能力

信息化社會的變革與發(fā)展對學生的學習方式和能力培養(yǎng)提出了新的要求，為此，世界主要國家和國際組織紛紛提出了面向21世紀人才培養(yǎng)的核心素養(yǎng)框架[26]。在我國的學生發(fā)展核心素養(yǎng)框架中，數(shù)據(jù)素養(yǎng)體現(xiàn)了“理性思維”“批判質(zhì)疑”“信息意識”“問題解決”等核心素養(yǎng)的關(guān)鍵成分，是眾多核心素養(yǎng)共同關(guān)注的認知能力，是培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容。信息技術(shù)的發(fā)展為學生提供了豐富的數(shù)字化學習工具和資源[27]。學生可以使用數(shù)字化工具獲取、組織和分析數(shù)據(jù)信息，自主地探究和解決問題，發(fā)現(xiàn)有效的信息并將其轉(zhuǎn)化為個人知識，這種數(shù)字化學習方式正成為自主學習與終身學習的一種重要形式[28]。數(shù)據(jù)素養(yǎng)則是在信息化社會中實現(xiàn)終身學習不可缺少的重要能力。

3. 數(shù)據(jù)素養(yǎng)有助于培養(yǎng)學生的創(chuàng)造力，是STEM學科課程中的關(guān)鍵能力

數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)分析是STEM學科課程中重要的學習目標，數(shù)據(jù)素養(yǎng)是數(shù)學素養(yǎng)、信息素養(yǎng)和科學素養(yǎng)的重要組成部分。在我國中小學數(shù)學課程標準[29-30]中，統(tǒng)計與概率是主要的學習領(lǐng)域之一，數(shù)據(jù)素養(yǎng)被看作是數(shù)學學科的核心素養(yǎng)。在我國普通高中信息技術(shù)課程標準[31]中，數(shù)據(jù)與計算知識是主要的課程模塊，合理利用數(shù)據(jù)獲取知識、利用數(shù)字化資源和工具進行學習與創(chuàng)新的能力則是信息技術(shù)學科核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容。在國內(nèi)外基礎(chǔ)教育階段的科學教育課程標準[32-33]中，基于數(shù)據(jù)的科學探究是科學學科的核心素養(yǎng)，它要求中小學生在科學與工程實踐活動中運用數(shù)據(jù)開展科學探究活動，通過實驗或調(diào)查獲取、分析和解釋數(shù)據(jù)以進行推理和論證。數(shù)據(jù)思維可以看作是基于數(shù)據(jù)進行科學探究與決策的跨學科思維方式，是一種創(chuàng)造性思維[34]。與設計思維、計算思維和批判性思維類似[35]，作為跨學科思維的數(shù)據(jù)思維也應是STEM教育中的重要思維與能力。面對復雜問題時，數(shù)據(jù)素養(yǎng)能夠幫助學生淡化學科形式，注重問題實質(zhì)[36]，以數(shù)據(jù)為線索、以問題為導向提出創(chuàng)新的觀點和見解;能夠幫助學生通過數(shù)據(jù)視角觀察世界，利用數(shù)據(jù)思維思考問題，從數(shù)據(jù)中探索未知的規(guī)律并創(chuàng)造性地解決問題，因而有助于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)造力。

四、何以構(gòu)成中學生數(shù)據(jù)素養(yǎng)：結(jié)構(gòu)與維度

（一）分析框架與結(jié)構(gòu)模型

從學習與心理科學的視角來看，素養(yǎng)是后天習得的，而非與生俱來的心理特征[22];素養(yǎng)的習得是在后天學習環(huán)境中逐步養(yǎng)成的，是一個持續(xù)的學習過程。那么，我們所說的“素養(yǎng)”正是教育心理學家加涅（R.M.Gagné）在其學習結(jié)果分類理論中論述的人類后天習得的學習結(jié)果[37]。加涅的學習結(jié)果分類理論認為，學生學習結(jié)果分為五種基本類型：言語信息、智慧技能、動作技能、認知策略和態(tài)度[38]，其中前四種屬于后天習得的能力范疇。學習結(jié)果分類理論對相對泛化的知識、技能和能力等術(shù)語作了明確的解釋，科學地分析和劃分了學習的目標與過程，為學生學習與教師教學提供了科學的心理學依據(jù)[39]，因此，本研究以學習結(jié)果分類理論為分析框架來分析和建構(gòu)中學生的數(shù)據(jù)素養(yǎng)。

在圖2所示的分析框架中，根據(jù)加涅劃分的五種學習結(jié)果的特征，我們將中學生數(shù)據(jù)素養(yǎng)包含的知識、技能、思維、態(tài)度和倫理等組成要素整合為數(shù)據(jù)知識、數(shù)據(jù)技能和數(shù)據(jù)思維三個構(gòu)成維度。在圖3所示的結(jié)構(gòu)模型中，維度間的相互關(guān)系可以根據(jù)學習結(jié)果分類理論進行闡釋[37-38]。在數(shù)據(jù)素養(yǎng)的學習過程中，數(shù)據(jù)知識是學習數(shù)據(jù)技能的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)思維不能單獨教學，需要在數(shù)據(jù)知識和技能的學習過程中才能領(lǐng)悟與發(fā)展數(shù)據(jù)思維。在數(shù)據(jù)素養(yǎng)的應用過程中，首先需要運用數(shù)據(jù)思維發(fā)現(xiàn)與理解問題，思考與設計問題解決方案，然后調(diào)控和選擇解決問題必需的數(shù)據(jù)技能和知識來執(zhí)行問題解決計劃，最后生成新的知識或決策。

（二）數(shù)據(jù)知識：數(shù)據(jù)素養(yǎng)的學習基礎(chǔ)

言語信息是指能用語言表達的知識，包括符號、名稱、定義、概念和事實等知識類型，也被稱為陳述性知識，是狹義上所說的知識，用于回答“是什么”的問題。言語信息正是“雙基”教學中所重視的“基礎(chǔ)知識”，因此，將與數(shù)據(jù)相關(guān)的言語信息整合為“數(shù)據(jù)知識”維度，是學習與發(fā)展數(shù)據(jù)素養(yǎng)的基礎(chǔ)。在大數(shù)據(jù)時代基于數(shù)據(jù)解決實際問題時，不僅需要掌握數(shù)學和統(tǒng)計知識、信息技術(shù)知識，還需要掌握業(yè)務領(lǐng)域知識[40]，即實際問題的背景知識或情境知識。因此，我們認為中學生需要掌握的數(shù)據(jù)知識包括四個方面，即數(shù)學知識、統(tǒng)計知識、信息技術(shù)以及情境知識。

數(shù)學知識是理解統(tǒng)計概念和使用數(shù)據(jù)分析工具的基礎(chǔ)，是學習和使用統(tǒng)計知識時必需的輔助性知識，包括數(shù)學測量、數(shù)學運算、方程與函數(shù)等知識。統(tǒng)計知識是收集、處理和分析數(shù)據(jù)所需的統(tǒng)計概念、統(tǒng)計方法和統(tǒng)計思想，是數(shù)據(jù)知識的核心部分與理論基礎(chǔ)，包括概率知識、數(shù)據(jù)收集與抽樣方法、數(shù)據(jù)整理方法、統(tǒng)計圖表、描述性統(tǒng)計量、統(tǒng)計推斷和預測方法等內(nèi)容。信息技術(shù)是為數(shù)據(jù)獲取、處理和統(tǒng)計計算提供信息化工具的技術(shù)知識，也是數(shù)據(jù)知識的核心部分，能夠極大地提高數(shù)據(jù)管理和分析的效率，包括數(shù)據(jù)特征與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、電子表格（Excel等）和數(shù)據(jù)庫等數(shù)據(jù)管理和分析軟件的知識。情境知識是實際問題相關(guān)的背景知識，也是數(shù)據(jù)知識不可或缺的組成部分，它幫助我們理解和分析實際問題，提出數(shù)據(jù)問題以及解釋統(tǒng)計信息。例如，Gummer和Mandinach在構(gòu)建教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)框架時指出，在教學實踐中需要把統(tǒng)計知識和學科專業(yè)知識、教學專業(yè)知識等教學情境知識相結(jié)合，才能有效地將教育數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為有用的決策信息和實踐知識[41]。

（三）數(shù)據(jù)技能：數(shù)據(jù)素養(yǎng)的問題解決手段

智慧技能是指運用概念和規(guī)則辦事的能力，等價于布魯姆教育目標分類學中的程序性知識。動作技能是指通過練習獲得的、按一定規(guī)則協(xié)調(diào)自身運動的能力。在中學生數(shù)據(jù)素養(yǎng)中，使用統(tǒng)計學的概念、原理與方法屬于智慧技能，使用信息技術(shù)工具，如操作統(tǒng)計軟件分析數(shù)據(jù)，則主要屬于動作技能的范疇，它們都是對外辦事的手段，回答“怎么辦”的問題，因此，將智慧技能和動作技能歸納為“數(shù)據(jù)技能”維度，反映了運用數(shù)據(jù)素養(yǎng)解決問題的執(zhí)行手段。數(shù)據(jù)技能也被看作是一種活動方式，與數(shù)據(jù)活動的過程密切關(guān)聯(lián)。在DIKW模型中，信息流動的方向是真實世界—數(shù)據(jù)—信息—知識，相對應的運用數(shù)據(jù)解決問題的過程主要包括從真實世界中提出數(shù)據(jù)問題、收集與管理數(shù)據(jù)、從數(shù)據(jù)中提取統(tǒng)計信息、解釋與評價統(tǒng)計信息以獲取知識等四個階段。因此，中學生需要掌握的數(shù)據(jù)技能包括四個方面，即提出數(shù)據(jù)問題、數(shù)據(jù)收集與管理、統(tǒng)計分析以及數(shù)據(jù)解釋與評價。

提出數(shù)據(jù)問題技能是指在真實世界中發(fā)現(xiàn)、理解和表征實際問題，構(gòu)建數(shù)據(jù)與客觀世界的關(guān)系模型，將實際問題轉(zhuǎn)化為通過數(shù)據(jù)解答的數(shù)據(jù)問題，明確數(shù)據(jù)分析目標，確定問題解決的策略和步驟。發(fā)現(xiàn)與提出問題是運用數(shù)據(jù)解決問題的第一步，也是最重要的步驟，是成功解決問題的基礎(chǔ)[42]。數(shù)據(jù)收集與管理技能是指根據(jù)數(shù)據(jù)問題和問題解決步驟，結(jié)合信息技術(shù)和統(tǒng)計方法來收集和整理數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行可視化，直觀地展示數(shù)據(jù)的趨勢與特征。統(tǒng)計分析技能是指選擇合適的統(tǒng)計方法和信息技術(shù)工具來分析和探索數(shù)據(jù)中的隱藏規(guī)律與統(tǒng)計特征，尋找有價值的統(tǒng)計信息。數(shù)據(jù)解釋與評價技能是指結(jié)合問題情境解釋統(tǒng)計信息，基于數(shù)據(jù)的證據(jù)進行預測和決策;表達和交流數(shù)據(jù)觀點與結(jié)論;合理質(zhì)疑和批判性評價數(shù)據(jù)和統(tǒng)計結(jié)論的真實性和客觀性。

（四）數(shù)據(jù)思維：數(shù)據(jù)素養(yǎng)的理性邏輯

認知策略是指運用有關(guān)如何學習、記憶、思維的規(guī)則支配人的學習、記憶或認知行為的能力，屬于對內(nèi)調(diào)控的策略性知識和反省性知識，可以大致等同于人們常說的思維方法[37]。態(tài)度指習得的對人、對事、對物、對己的反應傾向。作為素養(yǎng)的態(tài)度是價值內(nèi)化的結(jié)果，屬于社會性態(tài)度[43]，是對個人和社會發(fā)展起重要作用并得到社會廣泛承認的價值觀，如遵守法律與社會規(guī)范。數(shù)據(jù)素養(yǎng)中的認知策略和態(tài)度都與個體在現(xiàn)實世界中運用數(shù)據(jù)來分析和解決問題的認知過程密切相關(guān)，主要回答“如何用”的問題，因此，將二者整合為“數(shù)據(jù)思維”維度。數(shù)據(jù)思維是中學生習得數(shù)據(jù)素養(yǎng)的重要發(fā)展目標，是指導我們?nèi)绾芜\用數(shù)據(jù)素養(yǎng)解決實際問題的理性邏輯。對于中學生來說，不可或缺的數(shù)據(jù)思維主要包括四個方面，即數(shù)據(jù)倫理、數(shù)據(jù)意識、統(tǒng)計思維和批判性思維，前兩者屬于態(tài)度范疇，后兩者屬于認知策略范疇。

數(shù)據(jù)倫理是社會價值觀和社會規(guī)范的體現(xiàn)，要求中學生在獲取和使用數(shù)據(jù)時必須遵守社會道德和習俗、國家法律法規(guī)和相關(guān)機構(gòu)行業(yè)的行為規(guī)范，尊重數(shù)據(jù)的真實性和數(shù)據(jù)隱私，具有對他人和社會負責的積極態(tài)度。在大數(shù)據(jù)時代，數(shù)據(jù)是有價值、有產(chǎn)權(quán)的資源，獲取和使用數(shù)據(jù)需要遵守數(shù)據(jù)倫理，不能損害他人利益、社會秩序與國家安全，是開展數(shù)據(jù)活動的前提條件。

數(shù)據(jù)意識是從數(shù)據(jù)的視角觀察世界的意識，是關(guān)于數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)分析的科學價值觀，等同于統(tǒng)計學家提出的統(tǒng)計觀念，是學生發(fā)展數(shù)據(jù)素養(yǎng)的內(nèi)在驅(qū)動力。數(shù)據(jù)意識要求中學生能夠理解與認同數(shù)據(jù)在信息社會中扮演的角色、在科學決策中發(fā)揮的作用;有意識地關(guān)注數(shù)據(jù)與日常生活的聯(lián)系，積極探索數(shù)據(jù)背后的規(guī)律;能夠認識到基于數(shù)據(jù)進行決策是可靠的問題解決方式，是觀察與認識世界的科學方法[44]。

統(tǒng)計思維是自覺地運用數(shù)據(jù)對客觀事物的數(shù)量特征和發(fā)展規(guī)律進行描述、分析、判斷和推理的思維方式[34]，包含統(tǒng)計思維過程與統(tǒng)計思想兩部分。統(tǒng)計思維過程就是運用數(shù)據(jù)解決實際問題的過程。統(tǒng)計學的基本思想是從足夠多的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定的規(guī)律，通過有代表性的樣本數(shù)據(jù)去推理全局的總體規(guī)律[45]。統(tǒng)計思維的本質(zhì)是通過數(shù)據(jù)進行歸納推理，數(shù)據(jù)收集、分析與解讀的視角與方法不是唯一的，因此，統(tǒng)計結(jié)論的評價標準只有“好壞”，而不是“對錯”[46]。

批判性思維是現(xiàn)代學校教育的重要目標和訴求，是重視面對觀點、論述、命題等陳述時保持審慎和反思的態(tài)度[47]，也是數(shù)據(jù)思維的重要組成部分。正因為數(shù)據(jù)分析或統(tǒng)計學是基于歸納推理，體現(xiàn)了使用者的觀點與立場，數(shù)據(jù)分析的結(jié)論就具有一定的主觀傾向性，因此，批判性思維應該貫穿數(shù)據(jù)分析的整個過程。批判性思維要求個體面對數(shù)據(jù)、統(tǒng)計結(jié)論與觀點時保持批判性和獨立思考的態(tài)度。在解決實際問題時，或者從廣告、自媒體等外部環(huán)境接收數(shù)據(jù)和統(tǒng)計信息時，首先要審視數(shù)據(jù)的來源是否是真實可靠的、具有代表性的，然后要反思數(shù)據(jù)分析的整個過程是否是科學的、完善的，最后要批判性地評價統(tǒng)計結(jié)論是否是客觀的、符合邏輯的，由此，才能透過數(shù)據(jù)的表象和陷阱獲取真實有效的信息和知識。

五、結(jié) ? 語

本研究在回顧和分析國內(nèi)外數(shù)據(jù)素養(yǎng)研究文獻的基礎(chǔ)上，以培養(yǎng)問題解決能力為導向，闡釋了中學生數(shù)據(jù)素養(yǎng)的內(nèi)涵，以學習結(jié)果分類理論為分析框架構(gòu)建了中學生數(shù)據(jù)素養(yǎng)的結(jié)構(gòu)模型與構(gòu)成維度。它整合數(shù)學、信息技術(shù)和科學等STEM課程所關(guān)注的與數(shù)據(jù)和統(tǒng)計相關(guān)的教學內(nèi)容和學習目標，建構(gòu)了融合的數(shù)據(jù)素養(yǎng)模型，能夠為這些課程中相關(guān)主題的教學提供借鑒。大數(shù)據(jù)時代中小學數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育依然面臨著不小的挑戰(zhàn)，學生數(shù)據(jù)素養(yǎng)的培養(yǎng)不僅需要對課堂教學的重視、STEM課程間的合作互動，還需要學生在生活中的積極實踐，以及社會輿論的關(guān)注和宣傳。

[參考文獻]

[1] 蔣志華， 陳曉衛(wèi)， 從日玉. 中國公眾統(tǒng)計素養(yǎng)現(xiàn)狀[J]. 中國統(tǒng)計， 2009（4）：26-27.

[2] 中華人民共和國教育部. 教育部關(guān)于印發(fā)普通高中課程方案和語文等學科課程標準（2017年版2020年修訂）的通知[EB/OL]. （2020-05-11）[2020-06-25]. http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A26/s8001/202006/ t20200603_462199.html.

[3] 羅士琰， 張輝蓉， 宋乃慶. 基礎(chǔ)教育改革與發(fā)展的中國模式探析[J]. 江西師范大學學報（哲學社會科學版）， 2020， 53（1）：123-129.

[4] HANSON B， SUGDEN A， ALBERTS B. Making data maximally available[J]. Science， 2011， 331（6018）：649-649.

[5] 袁振國. 科學問題與教育學知識增長[J]. 教育研究， 2019， 40（4）：4-14.

[6] 朱書堂. 從卜筮到大數(shù)據(jù)： 預測與決策的智慧[M]. 北京：清華大學出版社， 2017.

[7] ROWLEY J. The wisdom hierarchy： representations of the DIKW hierarchy[J]. Journal of information science， 2007， 33（2）：163-180.

[8] STEEN L. Mathematics and democracy： the case for quantitative literacy[M]. Princeton， NJ： Woodrow Wilson National Fellowship Foundation， 2001.

[9] WALLMAN K K. Enhancing statistical literacy： enriching our society[J]. Journal of the american statistical association， 1993， 88（421）：1-8.

[10] GAL I. Adults'statistical literacy： meanings， components， responsibilities[J]. International statistical review， 2002， 70（1）：1-51.

[11] SCHIELD M. Statistical literacy： thinking critically about statistics[J]. Of significance， 1999， 1（1）：15-20.

[12] 李金昌. 論統(tǒng)計素養(yǎng)[J]. 統(tǒng)計科學與實踐， 2006（1）：4-6.

[13] 李化俠， 宋乃慶， 楊濤. 大數(shù)據(jù)視域下小學統(tǒng)計思維的內(nèi)涵與表現(xiàn)及其價值[J]. 數(shù)學教育學報， 2017， 26（1）：59-63.

[14] 張長海. 信息素養(yǎng)多維視閾下課程體系建設研究[J]. 電化教育研究， 2016， 37（8）：86-91，96.

[15] 朱莎， 吳砥， 石映輝， 余麗芹. 學生信息素養(yǎng)評估國際比較及啟示[J]. 中國電化教育， 2017（9）：25-32.

[16] 孟祥保， 常娥， 葉蘭. 數(shù)據(jù)素養(yǎng)研究： 源起、現(xiàn)狀與展望[J]. 中國圖書館學報， 2016， 42（2）：109-126.

[17] 劉雅馨， 楊現(xiàn)民， 李新， 田雪松. 大數(shù)據(jù)時代教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)模型構(gòu)建[J]. 電化教育研究， 2018， 39（2）：109-116.

[18] 張靜波. 大數(shù)據(jù)時代的數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育[J]. 科學， 2013， 65（4）：29-32.

[19] MANDINACH E B，GUMMER E S. A systemic view of implementing data literacy in educator preparation[J]. Educational researcher， 2013， 42（1）：30-37.

[20] 張進良， 李保臻. 大數(shù)據(jù)背景下教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)的內(nèi)涵、價值與發(fā)展路徑[J]. 電化教育研究， 2015， 36（7）：14-19，34.

[21] 李青， 趙歡歡. 教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)評價指標體系研究[J]. 電化教育研究， 2018， 39（10）：104-110.

[22] 張華. 論核心素養(yǎng)的內(nèi)涵[J]. 全球教育展望， 2016， 45（4）：10-24.

[23] 李藝， 鐘柏昌. 談“核心素養(yǎng)”[J]. 教育研究， 2015， 36（9）：17-23，63.

[24] 孔凡哲， 史寧中. 中國學生發(fā)展的數(shù)學核心素養(yǎng)概念界定及養(yǎng)成途徑[J]. 教育科學研究， 2017（6）：5-11.

[25] 陳希孺. 數(shù)理統(tǒng)計學簡史[M]. 長沙： 湖南教育出版社， 2002.

[26] 辛濤， 賈瑜. 核心素養(yǎng)落地的幾個關(guān)鍵問題[J]. 教育與教學研究， 2019， 33（7）：1-9.

[27] 徐輝. 新技術(shù)背景下中小學教學方式的變革[J]. 教育與教學研究， 2020， 34（1）：34-42.

[28] 李鋒， 熊璋. 面向核心素養(yǎng)的信息技術(shù)課程：“數(shù)據(jù)與計算”模塊[J]. 中國電化教育， 2017（1）：27-32.

[29] 中華人民共和國教育部.義務教育數(shù)學課程標準（2011年版）[S]. 北京： 北京師范大學出版社， 2012.

[30] 中華人民共和國教育部.普通高中數(shù)學課程標準（2017年版）[S]. 北京： 人民教育出版社， 2018.

[31] 中華人民共和國教育部.普通高中信息技術(shù)課程標準（2017年版）[S]. 北京： 人民教育出版社， 2018.

[32] National Research Council. Next generation science standards： for states， by states[S]. Washington， DC： The National Academies Press， 2013.

[33] 中華人民共和國教育部. 義務教育初中科學課程標準（2011年版）[S]. 北京： 北京師范大學出版社， 2012.

[34] 惠琦娜. 統(tǒng)計思維是創(chuàng)造性思維[J]. 中國統(tǒng)計， 2009（8）：59-60.

[35] 李業(yè)平， SCHOENFELD A H， DISESSA A A，等. 論思維和STEM教育[J]. 數(shù)學教育學報， 2019， 28（3）：70-76.

[36] 宋乃慶， 陳重穆. 淡化形式， 注重實質(zhì)[J]. 數(shù)學教育學報， 1993（11）：4-9.

[37] 陳剛， 皮連生. 從科學取向教學論看學生的“核心素養(yǎng)”及其體系構(gòu)建[J]. 湖南師范大學教育科學學報， 2016， 15（5）：20-27.

[38] 皮連生. 教育心理學[M]. 4版.上海： 上海教育出版社， 2011：45-48.

[39] 吳紅耘， 皮連生. 心理學中的能力、知識和技能概念的演變及其教學含義[J]. 課程·教材·教法， 2011， 31（11）：108-112.

[40] SCHUTT R， O'NEIL C. 數(shù)據(jù)科學實戰(zhàn)[M]. 馮凌秉， 王群鋒， 譯. 北京： 人民郵電出版社， 2015.

[41] GUMMER E S， MANDINACH E B. Building a conceptual framework for data literacy[J]. Teachers college， 2015， 117（4）：1-22.

[42] 張玲， 宋乃慶， 蔡金法. 問題提出：基本蘊涵與教育價值[J]. 中國電化教育， 2019（12）：31-39.

[43] 黃梅， 李遠蓉. 三維目標的知識加工與教學策略[J]. 課程·教材·教法， 2010， 30（4）：22-28.

[44] 李俊. 論統(tǒng)計素養(yǎng)的培養(yǎng)[J]. 浙江教育學院學報， 2009（1）：10-16.

[45] 程開明. 科學事實與統(tǒng)計思維[J]. 中國統(tǒng)計， 2015（12）：24-26.

[46] 史寧中. 數(shù)學思想概論： 數(shù)量與數(shù)量關(guān)系的抽象[M]. 長春： 東北師范大學出版社， 2008.

[47] 鐘啟泉. 批判性思維： 概念界定與教學方略[J]. 全球教育展望， 2020， 49（1）：3-16.