區(qū)域教育質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)可視化的探索與實踐

羅強 馮杰

摘? ?要：在教育大數(shù)據(jù)時代，數(shù)據(jù)可視化作為教育數(shù)據(jù)呈現(xiàn)的重要手段，能清晰直觀地呈現(xiàn)教育規(guī)律和結(jié)論。蘇州市教育質(zhì)量監(jiān)測中心積極探索并應(yīng)用數(shù)據(jù)可視化技術(shù)，開發(fā)了圖表集成系統(tǒng)、報告生成系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)展示系統(tǒng)等一系列智能系統(tǒng)，實現(xiàn)對多維數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)、動態(tài)追蹤、橫向比較、問題預(yù)警等功能，并通過在蘇州市教育質(zhì)量監(jiān)測工作中的實踐應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)教育教學(xué)過程中存在的問題，為改進教育教學(xué)以及教育部門決策提供依據(jù)。最后，提出未來可進一步優(yōu)化和完善的三個方面：優(yōu)化大數(shù)據(jù)展示平臺，滿足用戶使用需求;封裝圖表生成代碼，降低用戶使用門檻;設(shè)計Web動態(tài)圖表，增加圖表間的交互功能。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)可視化;ECharts技術(shù);智能系統(tǒng);可視化圖表

中圖分類號：G434? ? ? ? ?文獻標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：1673-8454（2022）08-0102-08

一、實踐背景

隨著信息技術(shù)在教育領(lǐng)域的不斷應(yīng)用，人類生產(chǎn)和獲取教育數(shù)據(jù)的能力增長迅猛，各類教育數(shù)據(jù)的獲取已經(jīng)變得越來越方便快捷。如何在海量的教育大數(shù)據(jù)中找到有用的信息、如何根據(jù)這些數(shù)據(jù)來發(fā)現(xiàn)問題、得出有價值的規(guī)律和結(jié)論？如何通過數(shù)據(jù)可視化幫助數(shù)據(jù)受眾更好地理解數(shù)據(jù)的內(nèi)涵，服務(wù)于學(xué)校教育質(zhì)量提升以及教育行政決策？這些都是數(shù)據(jù)時代迫切需要解決的問題。

對于數(shù)據(jù)可視化（Data Visualization），目前業(yè)界對它的定義基本一致，是指利用計算機圖形學(xué)和圖像處理技術(shù)，通過一定的方式和方法，將抽象的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖形或圖像在屏幕上顯示出來，并進行交互處理的理論、方法和技術(shù)。[1-3]

對數(shù)據(jù)進行可視化處理，需要經(jīng)過獲取、分析、過濾、挖掘、表述、修飾、交互等流程，同時兼顧美學(xué)呈現(xiàn)形式與功能的需要，體現(xiàn)直觀化、關(guān)聯(lián)化、藝術(shù)化和交互性的特征。[4]數(shù)據(jù)可視化能將抽象的數(shù)據(jù)通過適合的圖表表達得更加清晰直觀，還可以在圖表中突出需要關(guān)注的數(shù)據(jù)，能夠更快、更精準(zhǔn)地抓住數(shù)據(jù)的重點。

此外，數(shù)據(jù)面向的受眾大都不具備專業(yè)的數(shù)據(jù)知識，可視化的形式有助于降低其讀懂?dāng)?shù)據(jù)的門檻。中國人民大學(xué)彭蘭教授認(rèn)為，在這個數(shù)據(jù)爆炸的時代，需要的是對數(shù)據(jù)更明晰的呈現(xiàn)、更準(zhǔn)確的分析和更深層的解讀。其認(rèn)為，信息圖表在此背景下開始扮演越來越重要的角色。[5]而信息圖表的生成要借助計算機技術(shù)，目前在各領(lǐng)域應(yīng)用比較廣泛的是基于ECharts[2]、HTML5[6]、Python[7][8]等來實現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化。

在質(zhì)量監(jiān)測領(lǐng)域，運用可視化技術(shù)來呈現(xiàn)數(shù)據(jù)的實踐一直在進行。國家義務(wù)教育質(zhì)量監(jiān)測基于個性化數(shù)據(jù)，挖掘開發(fā)了大規(guī)模數(shù)據(jù)分析模型與方法，對真實數(shù)據(jù)與分析結(jié)果進行及時有效的呈現(xiàn)，采用多維動態(tài)、交互并結(jié)合地理空間信息的三維結(jié)構(gòu)可視化技術(shù)，直觀地反映我國教育質(zhì)量與教育公平現(xiàn)狀。[9]

蘇州市教育質(zhì)量監(jiān)測中心為了更好地呈現(xiàn)數(shù)據(jù)，積極探索并應(yīng)用數(shù)據(jù)可視化技術(shù)，基于ECharts（一款基于JavaScript的數(shù)據(jù)可視化圖表庫）對教育數(shù)據(jù)進行可視化，并通過智能技術(shù)平臺，實現(xiàn)對多維數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)、動態(tài)追蹤、橫向比較、問題預(yù)警等功能，通過對蘇州市教育質(zhì)量的全面診斷，發(fā)現(xiàn)教育教學(xué)過程中存在的問題，為蘇州市及各區(qū)域、各學(xué)校改進教育教學(xué)方式和教育決策提供依據(jù)。

二、區(qū)域?qū)W業(yè)質(zhì)量監(jiān)測的運行流程

蘇州市教育質(zhì)量監(jiān)測中心（以下簡稱“監(jiān)測中心”）是在國家深入推進教育管辦評分離，構(gòu)建督政、督學(xué)、評估監(jiān)測三位一體教育督導(dǎo)體系，促進教育治理體系和治理能力現(xiàn)代化的大背景下，于2014年9月正式掛牌成立的江蘇省首個獨立建制的地市級教育質(zhì)量監(jiān)測中心，主要負(fù)責(zé)組織實施全市各級各類教育質(zhì)量監(jiān)測工作，指導(dǎo)各市、區(qū)及基層學(xué)校開展教育質(zhì)量監(jiān)測工作，構(gòu)建基于大數(shù)據(jù)的蘇州市教育質(zhì)量評估監(jiān)測體系。

2015年9月，監(jiān)測中心啟動義務(wù)教育學(xué)業(yè)質(zhì)量監(jiān)測，之后持續(xù)開展了面向全市初中學(xué)生的連續(xù)追蹤監(jiān)測。截至2021年，參測學(xué)生已超過160萬人次。針對蘇州市各縣市區(qū)以及各初中學(xué)校，累計發(fā)放10000余份監(jiān)測結(jié)果報告，包括主報告、學(xué)科數(shù)據(jù)報告、學(xué)生相關(guān)因素報告和教師相關(guān)因素報告。從2018年起，監(jiān)測中心為全市所有小學(xué)提供《監(jiān)測結(jié)果追蹤反饋報告》;從2020年起，為集團化辦學(xué)的學(xué)校提供集團化報告。

蘇州市義務(wù)教育學(xué)業(yè)質(zhì)量監(jiān)測嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)化流程和相關(guān)規(guī)范要求進行，前后歷時11個月，歷經(jīng)監(jiān)測實施方案擬定、監(jiān)測指標(biāo)研制、監(jiān)測工具研發(fā)、多輪預(yù)試與修訂、監(jiān)測數(shù)據(jù)分析、監(jiān)測報告撰寫等過程，重點環(huán)節(jié)包括工具研發(fā)、組織實施、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)呈現(xiàn)、結(jié)果運用六個環(huán)節(jié)，構(gòu)成了蘇州市義務(wù)教育學(xué)業(yè)質(zhì)量監(jiān)測的運行閉環(huán)。

三、區(qū)域?qū)W業(yè)質(zhì)量監(jiān)測的結(jié)果呈現(xiàn)

經(jīng)過數(shù)據(jù)清理、工具質(zhì)量分析、數(shù)據(jù)計算等模塊的數(shù)據(jù)分析加工后，監(jiān)測中心通過報告生成系統(tǒng)和大數(shù)據(jù)展示系統(tǒng)，進行監(jiān)測報告批量生成和圖表封裝，支撐監(jiān)測數(shù)據(jù)的可視化和快速呈現(xiàn)。

（一）監(jiān)測報告生成系統(tǒng)批量生成各類監(jiān)測報告

在監(jiān)測報告生成的前端，監(jiān)測中心開發(fā)了圖表集成系統(tǒng)，輔助監(jiān)測報告撰寫時對各類數(shù)據(jù)圖表進行審校，確保數(shù)據(jù)和圖表的準(zhǔn)確性。數(shù)據(jù)分析加工后的所有圖表都會存在圖表集成系統(tǒng)中，只要用檢索的方式就能查到相對應(yīng)的數(shù)據(jù)。當(dāng)報告審校人在審校某個學(xué)校數(shù)據(jù)時，如果需要與區(qū)域或者蘇州市的數(shù)據(jù)進行對比，或者與去年的數(shù)據(jù)進行對比，只需要利用圖表集成系統(tǒng)調(diào)取相關(guān)數(shù)據(jù)圖表進行對比，就能發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)是否正確。此外，圖表集成系統(tǒng)還支持在線撰寫功能，可以輔助各區(qū)域、集團綜合分析報告的在線撰寫。

在對數(shù)據(jù)和圖表審校完之后，依托監(jiān)測報告生成系統(tǒng)，批量生成初中、小學(xué)兩個學(xué)段，市、區(qū)、校三級的主報告、學(xué)科數(shù)據(jù)報告、相關(guān)因素報告、集團化報告等各類監(jiān)測報告。

主報告的閱讀對象為區(qū)域領(lǐng)導(dǎo)、分管校長和年級組長，主要呈現(xiàn)區(qū)域、學(xué)校層面的基本信息、基本情況;學(xué)科數(shù)據(jù)報告的閱讀對象為區(qū)教研員、教研組長、備課組長，主要分學(xué)科呈現(xiàn)學(xué)科發(fā)展?fàn)顩r;相關(guān)因素報告的閱讀對象為分管校長、學(xué)生處和年級部領(lǐng)導(dǎo)，主要呈現(xiàn)學(xué)生和教師的相關(guān)因素發(fā)展?fàn)顩r;集團化報告的閱讀對象是集團化辦學(xué)學(xué)校的總校長、分管校長和年級組長，主要呈現(xiàn)本集團的基本信息和基本情況。2021年，監(jiān)測中心共完成報告模板41份，通過報告生成系統(tǒng)批量生成兩個學(xué)段、三個層級、七種類型的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)報告，共計3647份。

（二）大數(shù)據(jù)展示系統(tǒng)提供線上監(jiān)測大數(shù)據(jù)展示

該系統(tǒng)呈現(xiàn)的內(nèi)容包括反映蘇州市、區(qū)域和學(xué)校層面參測基本信息的導(dǎo)航地圖，以及學(xué)業(yè)水平、學(xué)業(yè)增值、學(xué)生相關(guān)因素（含閾值預(yù)警）、教師相關(guān)因素四個維度，從中精選與學(xué)業(yè)生態(tài)密切相關(guān)的24個關(guān)鍵指標(biāo)，構(gòu)成以學(xué)生學(xué)業(yè)發(fā)展為核心的、具有“結(jié)構(gòu)意義”的教育生態(tài)健康圖譜，并以指數(shù)化的方式呈現(xiàn)數(shù)據(jù)，為區(qū)域和學(xué)校的教育生態(tài)提供多維度、立體化、多層次的數(shù)字畫像。

如圖1所示，蘇州市義務(wù)教育學(xué)業(yè)質(zhì)量監(jiān)測大數(shù)據(jù)展示平臺分為對象切換、導(dǎo)航地圖、學(xué)業(yè)水平、學(xué)業(yè)增值、閾值預(yù)警、學(xué)生相關(guān)因素、教師相關(guān)因素和健康圖譜八個版塊，具體如下：

“對象切換”主要作用是切換學(xué)段、年份和年級的數(shù)據(jù)顯示;“導(dǎo)航地圖”的主要作用為支持切換蘇州市、區(qū)域和學(xué)校三個層面的數(shù)據(jù)顯示;“學(xué)業(yè)水平”主要呈現(xiàn)蘇州市、各區(qū)域和各學(xué)校的語文、數(shù)學(xué)、英語、科學(xué)學(xué)科的百分等級，且支持2018年到2020年各科百分等級的追蹤呈現(xiàn);“學(xué)業(yè)增值”主要呈現(xiàn)各區(qū)域和各學(xué)校的語文、數(shù)學(xué)、英語、科學(xué)學(xué)科的各年百分等級的增值數(shù)據(jù);“閾值預(yù)警”主要呈現(xiàn)教育部五項管理中涉及的近視率、睡眠時間和作業(yè)時間，將蘇州市、各區(qū)域和各學(xué)校的數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)進行比較，以此來實現(xiàn)預(yù)警功能;“學(xué)生相關(guān)因素”和“教師相關(guān)因素”呈現(xiàn)了主要的八個指標(biāo)，且支持2018年到2020年各維度得分的追蹤呈現(xiàn)，指標(biāo)的選取突出典型性、多維性、發(fā)展性和動態(tài)性，以此來評價學(xué)生和教師的生態(tài)健康狀況;“健康圖譜”部分呈現(xiàn)了本年度各區(qū)域和各學(xué)校的初一、初二、初三年級學(xué)生的學(xué)業(yè)水平、學(xué)業(yè)增值、學(xué)生相關(guān)因素和教師相關(guān)因素的等級狀況，并用不同顏色以及顏色的深淺來分級顯示，能夠?qū)μK州市、區(qū)域、學(xué)校各年的教育生態(tài)進行比較全面的數(shù)據(jù)化描述。

該平臺對區(qū)域和學(xué)校的教育生態(tài)健康進行了縱向全過程、橫向全要素的一體化呈現(xiàn)，可以精準(zhǔn)描繪高質(zhì)重負(fù)、低質(zhì)輕負(fù)、高質(zhì)低壓、低質(zhì)高壓等不同類型學(xué)校的特征畫像，實現(xiàn)監(jiān)測大數(shù)據(jù)的多維、動態(tài)和結(jié)構(gòu)化展示，實現(xiàn)對區(qū)域和學(xué)校教育生態(tài)的“健康體檢”和“數(shù)字診斷”。

四、區(qū)域?qū)W業(yè)質(zhì)量監(jiān)測的數(shù)據(jù)可視化探索

蘇州監(jiān)測數(shù)據(jù)量大，涉及各種數(shù)據(jù)類型，數(shù)據(jù)意義、關(guān)系復(fù)雜程度高，且報告類型豐富多樣。為了讓區(qū)域和學(xué)校在閱讀報告時能夠快捷準(zhǔn)確地理解和使用數(shù)據(jù)，降低獲取關(guān)鍵數(shù)據(jù)和信息的專業(yè)要求，監(jiān)測中心開展了監(jiān)測數(shù)據(jù)可視化的研究探索與創(chuàng)新實踐。特別是在監(jiān)測報告撰寫的過程中，監(jiān)測中心運用一系列監(jiān)測數(shù)據(jù)可視化策略，研制各種直觀易懂的可視化圖表，為監(jiān)測數(shù)據(jù)結(jié)果的反饋與應(yīng)用提供便捷高效的支撐。

（一）通過圖表合一的方式精準(zhǔn)刻畫學(xué)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r

監(jiān)測中心的監(jiān)測報告在提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表的同時，大量采用圓點圖、柱形圖、折線圖等可視化圖表來刻畫區(qū)域或?qū)W校各項數(shù)據(jù)在連續(xù)幾年間的發(fā)展情況，直觀地展示不同維度的增值，并用圖表合一的方式幫助教師加深對抽象數(shù)據(jù)的理解。

監(jiān)測中心在等值計算的基礎(chǔ)上，用百分等級來描述學(xué)生各科的學(xué)業(yè)表現(xiàn)。百分等級是測量學(xué)中應(yīng)用最廣的表示測試分?jǐn)?shù)的方法之一。一個測試分?jǐn)?shù)的百分等級是指在常模樣本中低于這個分?jǐn)?shù)的人數(shù)的百分比。因此，百分等級85表示在常模樣本中有85%的人比這個分?jǐn)?shù)要低。換句話說，百分等級指的是個體在常模群體中所處的位置，百分等級越低，個體所處的位置越低。

如圖2所示，監(jiān)測中心用百分等級圓點圖表示某區(qū)域某年級各校學(xué)生的各科百分等級。橫坐標(biāo)代表學(xué)科，縱坐標(biāo)代表各科的百分等級。橫向選擇同一種顏色的圓點位置高低，可以比較該區(qū)域同一所學(xué)校學(xué)生在各學(xué)科上的表現(xiàn)情況，如果某學(xué)校某學(xué)科的圓點位置相對較高，即表明百分等級相對較大，說明該校學(xué)生在該學(xué)科上表現(xiàn)相對較好;縱向選擇同一學(xué)科上不同顏色的圓點，可以比較該區(qū)域各學(xué)校在學(xué)科學(xué)業(yè)水平上的高低情況。

（二）運用不同的顏色和數(shù)據(jù)等級構(gòu)建教育生態(tài)健康圖譜

顏色是一種信息表現(xiàn)方式，在圖表中恰當(dāng)?shù)厥褂妙伾兄谖脩舻年P(guān)注，并表達對數(shù)據(jù)的價值判斷。監(jiān)測中心將蘇州市教育生態(tài)健康指標(biāo)體系中的24個關(guān)鍵指標(biāo)全部進行指數(shù)化加工，首先將全市所有學(xué)校各維度得分作為總體，分別由低到高劃分成9個水平，來描述各個學(xué)校在各維度上的指數(shù)得分。9個水平占比分別為4%、7%、12%、17%、20%、17%、12%、7%、4%。9個水平分別著色，用1—9來進行表示，1代表深紅、9代表深綠。紅色越深表明區(qū)域/學(xué)校在某指標(biāo)上表現(xiàn)越弱，綠色越深表明區(qū)域/學(xué)校在某指標(biāo)上表現(xiàn)越好，如圖3所示。

這種將指數(shù)的可視化表達，可以刻畫區(qū)域和學(xué)校學(xué)業(yè)生態(tài)的典型特征，呈現(xiàn)區(qū)域和學(xué)校學(xué)業(yè)生態(tài)結(jié)構(gòu)的均衡與共生情況，幫助區(qū)域和學(xué)校找準(zhǔn)自己的位置，了解自身學(xué)業(yè)生態(tài)的發(fā)展態(tài)勢。如圖4所示，某區(qū)域初中三個年級的教育生態(tài)健康圖譜中，不同的顏色和指數(shù)對該區(qū)域的各個維度給出了直觀的預(yù)警或肯定（呈現(xiàn)了各維度的水平及對應(yīng)的顏色），方便管理人員在與基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的比較中研讀數(shù)據(jù)、發(fā)現(xiàn)差異、診斷問題和自主改進。

（三）參照標(biāo)尺和常模直觀呈現(xiàn)多維過程數(shù)據(jù)的意義

監(jiān)測中心通過學(xué)校各學(xué)科學(xué)業(yè)水平百分等級的橫向?qū)Ρ龋约案鲗W(xué)校同學(xué)科的縱向?qū)Ρ?，明確本校各學(xué)科的優(yōu)勢與不足。此外，為了讓各校更清楚自己在蘇州市或本區(qū)域內(nèi)的相對水平，通過提供蘇州市的常模，呈現(xiàn)出本校在蘇州市或本區(qū)域內(nèi)的相對位置。

如圖5所示，用百分等級標(biāo)尺圖反映某區(qū)域某年級各校學(xué)生的各科百分等級，圖中不同顏色的圖形代表不同學(xué)科的百分等級，右側(cè)圖中的豎線代表蘇州市的平均百分等級50。與百分等級圓點圖不同的是，該圖不但可以清晰地表達某校各科學(xué)業(yè)水平與蘇州市平均水平的大小，還能呈現(xiàn)該校各科學(xué)業(yè)水平發(fā)展的均衡情況。

相關(guān)因素各維度得分經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化處理后轉(zhuǎn)換成T分?jǐn)?shù)，使得各維度在同一量綱上，實現(xiàn)維度間可比。如圖6所示，報告中我們通過自己命名的“地形圖”展示了某區(qū)域2018級學(xué)生相關(guān)因素三級維度三年的得分情況。其中，5分代表的直線表示蘇州市平均得分，淡色區(qū)域最左邊的點代表的是所有區(qū)域的最低值，淡色區(qū)域最右邊的點代表的是所有區(qū)域的最高值。一方面，通過給全市最低值和最高值分別上色，使對比更加鮮明，可以清晰地看出本區(qū)域的某個相關(guān)因素維度在蘇州市中的相對位置;另一方面，通過對同一維度的三年追蹤，呈現(xiàn)該區(qū)域在該維度上三年的發(fā)展情況。

數(shù)據(jù)受眾通過“地形圖”可以清晰地看出，本區(qū)域在相關(guān)因素三級維度上與蘇州市均值的差異情況，且通過T分?jǐn)?shù)呈現(xiàn)能夠看出相對差異的大小。在此基礎(chǔ)上，監(jiān)測中心通過自己命名的“地鐵圖”來直觀呈現(xiàn)每個區(qū)域相關(guān)因素各二級維度在蘇州市所有區(qū)域內(nèi)的排序情況，圓圈中的數(shù)字即表示各二級維度得分在各區(qū)域得分中由高到低進行的排序，能夠讓區(qū)域管理人員清晰直觀地看到本區(qū)域在蘇州市中的排序情況，如圖7所示。

（四）提供完整的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)幫助閱讀者理解數(shù)據(jù)含義

除了對各類數(shù)據(jù)進行可視化呈現(xiàn)之外，監(jiān)測中心還對不同維度的數(shù)據(jù)，按照一定的規(guī)則劃定理解數(shù)據(jù)意義的標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)受眾可以依據(jù)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)理解本區(qū)域、本校相關(guān)數(shù)據(jù)的意義。

如表1所示，其首先呈現(xiàn)了某區(qū)域各校各學(xué)科百分等級的增值情況，然后把所有學(xué)校增值按照數(shù)據(jù)大小，分別由低到高劃分成7個水平，占比分別為5%、10%、10%、50%、10%、10%、5%，并用不同顏色表示，進而進行分級預(yù)警。紅色越深表明在所有學(xué)校中的排名越靠后，綠色越深表明在所有學(xué)校中的排名越靠前。在表格最下方的注釋中，對不同顏色在總體中所處的位置分別給出了占比的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)據(jù)受眾可通過數(shù)據(jù)的大小和顏色快速理解該數(shù)據(jù)在蘇州市總體數(shù)據(jù)中所處的位置。

（五）構(gòu)建更加精細的結(jié)構(gòu)性數(shù)據(jù)描繪學(xué)業(yè)水平

除了用百分等級來整體描述各區(qū)域和學(xué)校的學(xué)業(yè)水平外，監(jiān)測中心還采用四水平分布圖和箱型圖來刻畫學(xué)生學(xué)業(yè)水平的分布情況和離散情況。

如表2所示，將蘇州市學(xué)生學(xué)科成績由高到低，按照0～25%、25%～50%、50%～75%、75%～100%，分成Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ四個水平，將各水平人數(shù)占比用長方形長度來表示，并從右至左依次排列，人數(shù)占比累計百分比為100%。通過表2，學(xué)?？梢灾庇^地看到本校各學(xué)科、各水平的學(xué)生在蘇州市的分布情況，以及年度間的變化情況，一定程度上能夠了解本校學(xué)業(yè)水平質(zhì)量的變化主要是由哪個水平的人數(shù)變化引起的。

如圖8所示，箱型圖最左邊的豎線為5%分位點，表示群體內(nèi)有95%的學(xué)生高于此線所對應(yīng)的分值;中間長方形左邊的豎線為25%分位點，表示群體內(nèi)有75%的學(xué)生高于此線所對應(yīng)的分值;中間長方形中間的豎線為該校的均值;中間長方形右邊的豎線為75%分位點，表示群體內(nèi)有25%的學(xué)生高于此線所對應(yīng)的分值;箱型圖最右邊的豎線為95%分位點，表示群體內(nèi)有5%的學(xué)生高于此線所對應(yīng)的分值。

通過整個箱形圖的長短，能夠反映出該校去除兩端后的90%學(xué)生的成績分布情況，通過中間箱體的長短，能夠反映出該校中間50%學(xué)生的成績分布情況，以此來體現(xiàn)出學(xué)生在某門學(xué)科上的離散情況。此外，用不同圖案和顏色表示不同的年級，通過縱向比較，可以看出學(xué)生某門學(xué)科三年內(nèi)的離散變化情況。

五、總結(jié)和展望

在大數(shù)據(jù)時代，獲取數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)和呈現(xiàn)數(shù)據(jù)是開展數(shù)據(jù)研究的三個重要的環(huán)節(jié)，而數(shù)據(jù)可視化是呈現(xiàn)數(shù)據(jù)的主要方式之一。監(jiān)測中心在數(shù)據(jù)可視化上進行了諸多探索，開發(fā)了監(jiān)測報告生成系統(tǒng)（包括圖表集成系統(tǒng)）和監(jiān)測大數(shù)據(jù)展示系統(tǒng)，又基于ECahrts開發(fā)了各類圖表，這些圖表不同于Office、WPS等辦公軟件生成的柱狀圖、折線圖等，形式多樣、清晰直觀，包含了更多的數(shù)據(jù)信息。此外，在圖表中用不同顏色區(qū)分年級、學(xué)校、學(xué)科，以及對部分?jǐn)?shù)據(jù)進行預(yù)警，基本實現(xiàn)了報告使用者對監(jiān)測數(shù)據(jù)可視化的需求。

對多維監(jiān)測數(shù)據(jù)動態(tài)追蹤、橫向比較的可視化表達，可以提升監(jiān)測數(shù)據(jù)的問題診斷和預(yù)警等功能，讓區(qū)域和學(xué)校能夠更加直觀地了解自己的教育生態(tài)，精準(zhǔn)診斷問題所在，開展針對性的靶向改進和自我完善。數(shù)據(jù)可視化作為一種需要不斷探索創(chuàng)新的新技術(shù)，未來在以下方面還可以進一步優(yōu)化和完善：

（一）優(yōu)化大數(shù)據(jù)展示平臺，滿足用戶使用需求

目前的監(jiān)測大數(shù)據(jù)展示系統(tǒng)1.0，可通過界面按鈕切換年份、年級、區(qū)域和學(xué)科，以此呈現(xiàn)不同層級的數(shù)據(jù)，但僅限于數(shù)據(jù)的可視化呈現(xiàn)，用戶無法對呈現(xiàn)的圖表數(shù)據(jù)進行進一步操作，比如對圖表進行縮放、個別數(shù)據(jù)的選擇、突出顯示等。

此外，各個層面、各個模塊圖表之間的交互路徑不夠明確，用戶的學(xué)習(xí)成本相對較高。有時用戶進入該系統(tǒng)之后不知道要點哪里來獲取自己需要的數(shù)據(jù)，也不知道自己能獲取到什么數(shù)據(jù)。因此，在后續(xù)的研發(fā)過程中，可優(yōu)化各模塊之間的交互路徑，增加圖表的過濾、縮放、突出顯示等交互功能，嘗試構(gòu)建關(guān)鍵指標(biāo)下鉆模式、詳情說明模式、多圖表構(gòu)成模式等交互模式，更加貼合用戶的使用習(xí)慣，滿足用戶的使用需求。

（二）封裝圖表生成代碼，降低用戶使用門檻

通過ECharts技術(shù)來實現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化有兩個明顯的優(yōu)勢，即數(shù)據(jù)圖表代碼開源，且數(shù)據(jù)圖表類型豐富。但如果要對圖表樣式和數(shù)據(jù)進行重新編輯和修改，則對用戶要求較高，不像常用的辦公軟件，只要有數(shù)據(jù)就能插入對應(yīng)的圖表，沒有計算機編程基礎(chǔ)的用戶無法對這些基于ECharts生成的圖表進行個性化修改。因此，為降低這些圖表使用的門檻，有必要對各種類型的圖表進行模塊化封裝，把各種屬性、各種參數(shù)都封裝成按鈕或者文本框的形式，并制定相應(yīng)的操作手冊，用戶經(jīng)過簡單的、非專業(yè)的培訓(xùn)后，能夠?qū)崿F(xiàn)對圖表個性化修改的需求，降低圖表編輯、修改的門檻。

（三）設(shè)計Web動態(tài)圖表，增加圖表間的交互功能

目前，各種可視化圖表是通過瀏覽器頁面截圖的方式保存或者插入到報告模板中來進行使用，用戶對圖表沒法進行進一步的操作，從而實現(xiàn)圖表間的交互功能。比如，通過某區(qū)域某年級各校學(xué)生的各科百分等級圓點圖（見圖2），能夠看到當(dāng)年某校各科學(xué)業(yè)水平的情況，但如果要看該校某學(xué)科各年的發(fā)展情況，就只能去找對應(yīng)的其他不同圖表，而不是通過點擊該圖中的某個地方切換到對應(yīng)的其他圖表，對于用戶想要更深層次地了解某個數(shù)據(jù)的情況帶來了諸多不便。

基于此，為了提高用戶使用數(shù)據(jù)的便捷性，需要開發(fā)基于Web的動態(tài)圖表，增加圖表間的交互功能。例如，把鼠標(biāo)放到某個數(shù)據(jù)點上能夠獲得該處的信息提示，點擊某個數(shù)據(jù)點后可以跳轉(zhuǎn)到新的界面，查看相對應(yīng)的其他數(shù)據(jù)，用戶可以根據(jù)需要在界面上選擇呈現(xiàn)哪些類型的數(shù)據(jù)或者哪些學(xué)校、哪些學(xué)科的數(shù)據(jù)。目前監(jiān)測中心的數(shù)據(jù)可視化僅運用在學(xué)業(yè)質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)中，希望未來能夠?qū)?shù)據(jù)可視化深入運用到學(xué)生的學(xué)習(xí)、管理和過程評價中，以及教育管理和教育治理的過程中，使之更好地服務(wù)于教育決策的改進和教育質(zhì)量的提升。

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作者簡介：

羅強，主任，正高級教師，本科，主要研究方向為基礎(chǔ)教育測量與評價，郵箱：452384761@qq.com;

馮杰，助理研究員，碩士，主要研究方向為基礎(chǔ)教育測量與評價，郵箱：fengj@suzhou.edu.cn。

Exploration and Practice of Data Visualization of Regional Education Quality Monitoring

Qiang LUO， Jie FENG

（Suzhou Education Quality Monitoring Center， Suzhou Jiangsu 215000）

Abstract： In the era of educational big data， data visualization， as an important means of? educational data presentation， can clearly and intuitively present educational laws and conclusions. Suzhou Education Quality Monitoring Center has actively explored and applied data visualization technology， developed a series of intelligent systems such as chart integration system， report generation system， and big data display system. It realized multi-dimensional data presentation， dynamic tracking， horizontal comparison， problem early warning etc. Through the practical application in Suzhou Education quality monitoring， the problems existing in providing the basis for the teaching improvement and the decision making of education department. Finally， three suggestions that can be further optimized and improved in the future are put forward， they are， optimize the big data display platform to meet users needs， encapsulate the chart generation code to reduce the user threshold， design the dynamic web charts to increase the interactive function between charts.

Keywords： Data visualization; ECharts technology; Intelligent system; Visual chart

編輯：李曉萍? ?校對：王天鵬