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刊名: 教学与研究
        Teaching and Research
主办:  中国人民大学
周期:  月刊
出版地:北京市
语种:  中文;
开本:  大16开
ISSN: 0257-2826
CN:   11-1454/G4
邮发代号: 2-256

历史沿革:
现用刊名:教学与研究
创刊时间:1953

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教学质量数据分析可视化应用的实践与研究

【作者】 黄 颖

【机构】 (广西省柳州市第二中学)


【正文】摘 要:为了帮助老师快速提高学生个体学习素养,本文从校本研究出发,将所有学生的学业成绩转变成可视化图像,教师可快速从中解读自己班级所有学生的不同特质进行反思,自己应当如何有针对性地进行改变才能更加符合学生学习的要求。逐渐形成从“解读学生需求”出发、进而思考教育教学行为的意识与能力。本人分享实践中一些典型案例,总结了一些通用的成功经验。
  关键词:数据可视化;教学质量;数据分析
  大数据时代,对于数据分析以及数据展示都是极大的挑战,数据可视化是应对这一挑战非常有效的方法,用美丽的形式呈现沉闷繁杂的数据,让分析者更直接的找出数据所呈现出的问题,并做出相应的问题分析。学生发展核心素养主要指学生应具备的,能够适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。中国学生发展核心素养综合表现为人文底蕴、科学精神、学会学习、健康生活、责任担当、实践创新等六大素养,其中“学会学习”主要是指学生在学习意识形成、学习方式方法选择、学习进程评估调控等方面的综合表现。当前国内关于教育技术的研究大多是以题库、教学视频、动漫等形式呈现的,是信息和知识的可视化而非思维的可视化,对培养学生“学会学习”这一核心素养没有太多帮助。作为老师培养学生“学会学习”核心素养尚缺乏操作性强的典型案例,本文通过将教学质量数据分析可视化,帮助同行了解每个学生的特质,提高培养学生学习素养个性化教育效果。培养学生“学会学习”的学习素养作为研究重点,正是贯彻和落实教育部立德树人的具体体现。
  对学生的成绩评价是至关重要的环节,如果只根据一两次考试成绩或者教师的主观判断是不科学的,根据已有研究成果,有代表性较好的样本的学科统测成绩、班主任及学科教师的观察来评价学业成绩是比较客观全面的。每次考试后,老师会提供学生各科排名,学生根据下表进行转化等级分。接下来后绘制自己的图像。手绘成绩曲线比电脑绘制更能增强印象,记录方式具有及时性。从高中起始阶段到毕业,用折线图追踪记录学生学科发展趋势和状态,全面地记录下每一个学生高中三年学习的状态。
  1.数据变化趋势可视化——折线图
  绘制说明:横坐标:信度较高的测验,周考,月考,联考,统测等。
  纵坐标:理科班成绩等级标准,总人口抹掉零头后,分为十份,每份一档。例如本年级理科620,按照600,每份就是60人。




  等级分的优点:考试的分数是随着试卷难度而变化的,因此这次的70分可能不如上次的60分,排名有个缺点就是太精准,比如从501名进步到503名,这种进步是毫无意义的,试卷的改卷误差也会导致这种排名变化,但等级分采取总人口的十分之一为单位,进步和退步都要很大幅度才显示。这样避免学生过度关注成绩,而不关注自己的学习行为。笔者在多年教学实践中总结出以下类型对应的指导策略供大家指正:
  1.1高水平稳定








  这类孩子的学习成绩在班里属于上游水平,家长或者学生对孩子的学习有更高的要求。从不及格达到90分是一个很快的过程,而从90分到100分是一个很难的过程,学校里课堂上的内容针对的是绝大多数中等水平的学生,优等生就会感觉所学的内容都已经会了,很枯燥,一种吃不饱的状态。
  指导策略:这类学生考试一般是试卷只有综合性大题一两空做不出来,而这两道大题主要考查的是学生所学知识的综合运用能力,往往有较高难度,老师可以帮助学生拓展知识面,加深难度,把知识点串起来,这样就必须针对学生个人学习基础做计划。所有高水平稳定学生本身学习习惯好,最后也有“夭折”的案例,原因基本上就是染上“情机网漫”(指早恋、玩手机成瘾、过度沉迷网游、看漫画玄幻小说成瘾。下文同)恶习或者健康恶化。因此平时要自觉抵制诱惑,主动把锻炼身体纳入每天日程。
  1.2中等动态稳定







  这类学生是很普遍的,有以下两种可能:只学2-3科,靠这些绝对优势达到总分中等。指导策略:这类学生绝大部分时间花在这2-3科,其他科目要想提升必须重新规划时间分配。不同偏科学困生,其薄弱的知识点也会有区别,因此要“对症下药”,制定不同的治疗计划,这个计划越细致效果就越好,当然这是一个庞大的、长期的系统工程难度也就越大,付出的时间和精力也就越多。?科科都一般总分归中。指导策略:这类学生最好的策略就是培育优势科目,具体升上什么境界取决于自己能把多少科变成优势科目。
  1.3长期低迷








  学生低水平稳定,学习难有短时间改观。低水平稳定学生基本分三种:
  一类动力不足型。反感教育制度性格叛逆,被老师逼着学,为家长读书,学习观念要纠正。学生对学习的目标不清楚,学了之后到底干什么?学习与自己的未来有什么样的关系?学生对学习的热情和考试缺乏一种持续的热情和强大的动力。主要是学生个人性格方面的原因分析造成学生对学习厌倦,无所谓,缺乏兴趣的状态。现在孩子既没有生活压力,也不清楚对自己的定位,更对自己的将来没有积极的认识。因此学习在学生看来就是一种无所谓,甚至是负担。指导策略:多沟通,多做思想工作施加合理程度的压力,使孩子的学习状态不断紧张起来。正确定位学生的学习态度,不断灌输积极乐观的学习精神,从而激发学生的学习兴趣。
  ②基础薄弱型。这类学生并不是天生不喜欢学习,造成厌学主要是之前上学年、上学期或前几个月的课程,知识点有遗漏,遇到的问题积累时间太长,形成了恶性循环。孩子在一开始碰到了难题,没有及时解决,孩子感觉遇到挫折,也形成了不爱问的习惯,问题也就多了,慢慢积累,孩子就觉得学习很困难,也就不爱学习了。指导策略:把疑难问题一一解决。碰到这种类型的孩子,采取补缺式教学,梳理细统的知识点,抓基础,补漏洞,多做练习,具体欠缺的知识点和解题方法进行个性化辅导,帮助学生巩固基础,复习知识点,甄选测试题让学生多做练习,不断提高学生做题正确率。找出解决存在的实际问题,使学生学会建立起学习的信心和自信,让孩子也看到自己的进步;受到老师和家长的表扬,慢慢地兴趣就培养起来了。
  ③苦学无效型。这是在学生当中普遍存在的一种问题,主要是学习的时间比较多,时间抓的非常紧,但是成绩往往不是很理想。主要原因是没有找到合适自己的学习方法,学习效率比较偏低。多做练习是不够的,考试越来越趋向于测试学生的综合能力,考试更注重的是技巧和方法,这类孩子一般欠缺的就是学习的灵活性。指导策略:提高做题技巧,积攒了很多的做题方法和应试技巧,老师可以教会孩子如何一题多解,触类旁通,帮助学生把思路打开,拓展学生的知识面;教会孩子如何发散思维,把所学的知识和方法归纳总结在一起,而不是让孩子一直处于一种死学的状态。
  1.4突破瓶颈进步








  呈上升趋势进可冲刺一本退可守住二本,指导策略:利用上升势头稳住优势科目,同时探索自己或者外力补救最薄弱科目,成绩是否能达到高水平稳定取决于能否找到最薄弱科目的正确学习方法。
  1.5下滑趋势









  连续下滑学生原因很复杂,常见有两种:
  ①一种是突发疾病或者遭遇变故。指导策略:对于生病学生则以治病为主,不可鼓励盲目学习,病情严重可考虑休学。遭遇变故的,则要给予特别多的关爱,学生往往也会把老师当亲人,老师的关爱能够帮助其走出情绪上的低谷。?一种深陷“情机网漫”恶习,向家长和老师隐瞒自己的“病情”,无人察觉导致各种治疗无效。指导策略:逐一排查原因,优先矫正不良习惯,再督促补起落下的科目。这类学生最容易被耽误:某个同学学习成绩优异,学习能力强,自从迷恋通宵玩手机后,成绩开始下滑,然而老师以为是该生不会学习了,不断介绍学习方法,试图阻止下滑。结果是一直没效果,后来手机被家长没收后成绩迅速飙升。说明找准原因很重要——对症才能下药。
  2.数据关联的可视化——雷达图
  数据可视化除单纯呈现数据状态之外,还有一个非常实用的功能,就是通过对若干存在关联性的可视化数据进行比较中,能够挖掘出数据之间的重要关联或者是呈现一个有理有据的数据发展趋势。
  绘制说明:每次考试各科成绩都转化成等级分,将中心定为0,将6科的等级描点在正六边形顶点和中心的直线上,然后将6个点相连。收到网络上有关于我国自古至今版图变化的动态图启发,我校给每个学生也描绘了6科的离散图。利用“最近发展区理论”和“木桶定律”来指导学生学习。
  维果斯基的“最近发展区理论”,认为学生的发展有两种水平:一种是学生的现有水平,指独立活动时所能达到的解决问题的水平;另一种是学生可能的发展水平,也就是通过教学所获得的潜力。两者之间的差异就是最近发展区。教学应着眼于学生的最近发展区,为学生提供带有难度的内容,调动学生的积极性,发挥其潜能,超越其最近发展区而达到下一发展阶段的水平,然后在此基础上进行下一个发展区的发展。
  “木桶定律”,其核心内容为:一只木桶盛水的多少,并不取决于桶壁上最高的那块木块,而恰恰取决于桶壁上最短的那块。根据这一核心内容,“木桶理论”还有两个推论:其一,只有桶壁上的所有木板都足够高,那木桶才能盛满水。其二,只要这个木桶里有一块不够高度,木桶里的水就不可能是满的。
  柳州二中李同学各科成绩三年6科离散度——实际控制版图











  指导策略:英语有优势,是善于偏文科的学生,因此根据“最近发展区理论”,优先学好语文,生物这些偏向归纳积累的科目。然后突破化学——理科中的文科,最后突破数学和物理。知识、技能的内化总是附加有情绪体验成分,学生的优势学科在学习过程中伴随愉悦的情绪,所以学生会主动、有效率;而学生的弱势学科往往是潜意识的“过敏性”情绪作怪,学生在学生时容易走神、注意力难以集中、考后不愿意回顾这个学科。所以,教师首先要想办法解除学生的这种“不良的情绪体验”,要耐心等待,告诉学生量变的积累才能质变,需要时间,不可能一、二周的辅导就迅速改变,要有恒心、信心去把薄弱学科学好,多给学生讲一些类似成功的个案,激发学生热情。
  李同学在高中期间成绩上升明显——实际控制版图变化走势图逐渐变大:




























  数据可视化是一个较为复杂的领域,绝不是美化图表那么简单,最终目的不是可视,而是从可视化中进行数据挖掘,信息传播,帮助分析问题,带领人们思考。要更深刻的理解才能找到最合适的手法去分析制作,也许几年后我们会发现,现在的探讨根本就是低级的。我们要迎着时间一同进步,不断探索未知,任重而道远。
  参考文献: 
  [1] [美]Nathan Yau, 向怡宁译. 鲜活的数据——数据可视化指南[M]. 北京: 人民邮电出版社, 2012. 
  [2] [英]维克托·迈尔舍恩伯格, 肯尼斯·库克耶, 周涛译. 大数据时代[M]. 杭州: 浙江人民出版社, 2013. 
  [3] 张浩, 郭灿. 数据可视化技术应用趋势与分类研究[J]. 软件导刊, 2012(5) 
  [4]厉斯亮.最近发展区与教学有效性[J].新课程(综合版).2010年08期