走向數(shù)據(jù)實證科學的教育評價改革研究

陳琪　陶維波

在大數(shù)據(jù)和“互聯(lián)網(wǎng)+”條件下，教育以前所未有的態(tài)勢繼續(xù)著現(xiàn)代化的進程與變革。區(qū)縣級教育信息化工作推進該如何與教育內(nèi)在規(guī)律和國際教育信息化發(fā)展總體趨勢有效結(jié)合，以何種方式面向不斷演進和迭代的新技術(shù)，從而將感性的教育工作轉(zhuǎn)化成以數(shù)據(jù)為實證的行為科學，推動教育的深化發(fā)展。本文通過闡釋武漢市江漢區(qū)教育局立足于十二五“智慧教育”的數(shù)據(jù)項目建設(shè)基礎(chǔ)，提出了十三五“云領(lǐng)江漢 ‘數(shù)智教育”的信息化建設(shè)理念，旨在基于大數(shù)據(jù)體系構(gòu)建，構(gòu)架受教育者個性化發(fā)展的科學采集、分析和支持平臺，探索大數(shù)據(jù)和“互聯(lián)網(wǎng)+”條件下大數(shù)據(jù)支撐教育評價科學發(fā)展的實現(xiàn)路徑。

數(shù)據(jù)是信息的載體，信息是有背景的數(shù)據(jù)，而知識是經(jīng)過歸納和整理，最終呈現(xiàn)規(guī)律的信息。當代社會在信息技術(shù)的強力推進下，各行各業(yè)都擁有了海量的數(shù)據(jù)。

經(jīng)過多年的教育信息化建設(shè)，特別是“教育云”項目建設(shè)以來，江漢區(qū)學校在教育信息化硬件方面已相對均衡。在當前“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下，江漢區(qū)教育局充分利用已有的信息化平臺和體系，構(gòu)建科學合理的教育數(shù)據(jù)收集和分析系統(tǒng)，為教育評價改革提供新的途徑和方式。

一、頂層規(guī)劃設(shè)計

根據(jù)國家和教育部相關(guān)文件精神，結(jié)合《教育部關(guān)于推進中小學教育質(zhì)量綜合評價改革的意見》（以下簡稱：《意見》）對教育評價改革的要求，江漢區(qū)教育局在“十二五”期間不斷完善基礎(chǔ)平臺構(gòu)建和數(shù)據(jù)標準制訂，著力推進數(shù)據(jù)實證科學條件下的教育評價改革研究。

江漢區(qū)教育局依據(jù)10年多的大型城域網(wǎng)運管經(jīng)驗和教育信息化建設(shè)經(jīng)驗，總結(jié)出了“六個基于”（基于標準的頂層設(shè)計、基于知識點的建培用管評、基于平等共創(chuàng)的師生角色互換、基于泛在網(wǎng)絡(luò)的主動學習環(huán)境、基于公益免費的教育資源共享、基于數(shù)據(jù)分析的教育教學管理）和“一個閉環(huán)”（如圖）的建設(shè)理念。該理念在系列建設(shè)中成為一直遵循和執(zhí)行的建設(shè)方略。

同時，江漢區(qū)教育局還致力于教育信息化標準體系的建設(shè)，制訂了《教育管理信息和教育基礎(chǔ)代碼數(shù)據(jù)標準》《SSO單點登錄標準》和《教育資源數(shù)據(jù)標準》三個標準，并將標準建設(shè)與學科知識體系建設(shè)、教育評價體系建設(shè)有機結(jié)合在一起，形成推進教育改革深化發(fā)展的重要工作抓手。

從頂層設(shè)計、標準制訂到專家“把脈”，江漢區(qū)教育局在大數(shù)據(jù)支撐的教育評價改革體系方面做了充分的理念、智力、標準與技術(shù)儲備。

二、項目實施建設(shè)

根據(jù)《意見》中制訂的品德發(fā)展水平、學業(yè)發(fā)展水平、身心發(fā)展水平、興趣特長養(yǎng)成與學業(yè)負擔狀況五個指標，經(jīng)過專家討論，根據(jù)區(qū)實際狀況，江漢區(qū)教育局結(jié)合數(shù)字化知識點體系建設(shè)，選取“學業(yè)負擔狀況”為切入點，進行教育評價改革。

1終結(jié)性評價項目建設(shè)（EXAM教育考試綜合管理系統(tǒng)項目）

江漢區(qū)教育局認為在目前階段進行“學業(yè)負擔狀況”評價的改革切入點應(yīng)該是基于對評價數(shù)據(jù)的收集和分析。這不是傳統(tǒng)意義上的質(zhì)量分析，而是基于對學科知識點體系的數(shù)字化、并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)考評環(huán)節(jié)的標準化、電子化、數(shù)據(jù)化，同時科學的評價模型構(gòu)建將極大提高教育管理的效度和精度。

目前實現(xiàn)了小學數(shù)學、初中數(shù)學、物理和化學四個學科1000多個課程標準知識點的數(shù)字化，并且與終結(jié)性評價測評的試題進行了全面整合，通過改造教育考試傳統(tǒng)環(huán)節(jié)，將考場分配、登分、分析與結(jié)果呈現(xiàn)全面數(shù)字化。實現(xiàn)了學生學情的科學精細化分析，通過學生賬號將分析數(shù)據(jù)推送到學生個人賬戶中。“標準分”的引入實現(xiàn)了學生學情在大數(shù)據(jù)背景下的科學分析，特別是實現(xiàn)了不同學科之間的可比性，跨學科、多維度、形成性和系統(tǒng)化的評價體系大大提高了學情分析的實效性。

截至目前，該項目共進行了9次學期終結(jié)性評價教育大數(shù)據(jù)采集和分析，共積累用戶148212名，其中學生用戶68637名（在籍學生28859名），家長用戶78443名。大型終結(jié)性評價9次，單項能力測試4次，定義試卷2043份，測試次數(shù)466次。共有303705人次參與測試，創(chuàng)建考場4090個，積累495777次學生階段性教育數(shù)據(jù)。所有數(shù)據(jù)全面實現(xiàn)電子化，可以進行階段性、跨學科和歷史維度的橫比與縱比，并且實現(xiàn)了學情分析直接推送。

2.形成性評價項目建設(shè)（Homework智能家庭作業(yè)項目）

終結(jié)性評價畢竟在學生學習時間、學習壓力等關(guān)鍵性指標方面不能滿足“學業(yè)負擔狀況”的分析要求。鑒于此，江漢區(qū)教育局通過切入到日常形成性評價過程中，采集和分析學生過程性的數(shù)據(jù)資料，為科學、客觀、全面的學生評價工作進一步積累數(shù)據(jù)。

數(shù)字化的家庭作業(yè)可以通過平臺、教育資源體系和數(shù)據(jù)分析模型等方式，將原來不能量化和采集的數(shù)據(jù)全面數(shù)字化。例如在傳統(tǒng)的作業(yè)中，所有的學生得到的作業(yè)都是統(tǒng)一的，無法根據(jù)學情進行分類指導。而在江漢區(qū)教育局開發(fā)的Homework平臺上，系統(tǒng)會根據(jù)學生過程性的數(shù)據(jù)和學情進展，推送不同難度的作業(yè)，實現(xiàn)個性化指導與練習。同時根據(jù)反饋情況，智能化地決定下一環(huán)節(jié)的學習進度，這樣不僅降低了教師批改作業(yè)的負擔，同時，教師可以借助大量過程性數(shù)據(jù)和分析結(jié)果，進行有針對性的教學安排，提高課堂教學效率。學生也會因為學習方式的變化和及時的數(shù)字化反饋，表現(xiàn)學習的熱情和動力。

3.評價結(jié)果展現(xiàn)項目建設(shè)（Knowledge Maps知識地圖項目）

教育質(zhì)量綜合評價改革的目標是以學生發(fā)展為核心，建立科學多元的中小學教育質(zhì)量評價制度，促進學生全面發(fā)展，健康成長。要充分利用學生的過程性數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)教育質(zhì)量監(jiān)測等成果和教育質(zhì)量監(jiān)測和評價機構(gòu)的評測工具，科學、有序開展評價工作。

基于前兩個項目建設(shè)，江漢區(qū)教育局已經(jīng)積累了45萬條元組數(shù)、學生單項數(shù)據(jù)360萬條，折合到知識點數(shù)據(jù)，可以獲得上千萬條過程性數(shù)據(jù)。將這樣龐大的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通過信息化手段可以輕松地轉(zhuǎn)化為教育決策、教學評價、學情分析和個性化發(fā)展的科學依據(jù)。

通過對終結(jié)性評價和形成性評價項目的建設(shè)，進一步將教育大數(shù)據(jù)分析結(jié)果細化到知識點，以小學數(shù)學為主要研究方向，構(gòu)建了全國首例個性化學情導航功能“知識地圖”系統(tǒng)。

根據(jù)個人學情數(shù)據(jù)，結(jié)合科學的知識點分類體系，精確定位學生在學情某一點上前驅(qū)（前面已經(jīng)學過的知識點）方面的優(yōu)劣和后繼（將要學習的知識點）學習路徑。將學習的過程、質(zhì)量，以及需要關(guān)注的“熱點”通過直觀的DAG有向無環(huán)圖呈現(xiàn)（DAG：Directed Acyclic Graph 在數(shù)學和計算機科學中的有向無環(huán)圖，也就是說，它是由集合的頂點和有向邊構(gòu)成，每條邊連接一個頂點到另一個頂點，例如，從頂點v開始，沿著有序的邊，最終循環(huán)再次回到V是不可能的）。江漢區(qū)教育局借用這個概念，結(jié)合小學數(shù)學的知識點結(jié)構(gòu)，開發(fā)了基于DAG圖例的知識地圖，通過知識點前驅(qū)后繼關(guān)系描述的知識組織結(jié)構(gòu)，不僅可以了解個人知識結(jié)構(gòu)狀況，還可以很直觀了解任意知識點上學習者個人的狀況，以及在知識點體系上學習者的未來發(fā)展趨向和與之相關(guān)的資源智能推送。知識地圖揭示了學生個體學習的路徑和質(zhì)量，將學習的主動權(quán)和選擇權(quán)真正交給了學生。

例如：如果學生在“奇偶數(shù)”這個點存在學習障礙，結(jié)合知識地圖就可以查看這個知識點的前驅(qū)知識點“倍數(shù)和因數(shù)”是否存在學習問題。如果前驅(qū)知識點沒有學習好，學習者就應(yīng)該去完善前驅(qū)知識點。這樣就能夠準確分析并直觀呈現(xiàn)學生學習問題的原因。

同時，在知識地圖采用不同的顏色區(qū)分出不同的成績，可以迅速呈現(xiàn)個人知識點成績的分布，從而找到知識體系中的薄弱環(huán)節(jié)，通過這些薄弱環(huán)節(jié)的學習，可以有針對性進行個人知識結(jié)構(gòu)的完善，從而提高學生學習自主性，推動自我完善。

知識地圖的功能還不止于此。“成績變化趨勢線”的引入，是基于大數(shù)據(jù)和“數(shù)值分析”的數(shù)據(jù)挖掘結(jié)果，通過科學計算，可以大致研判該名學生下一階段學情發(fā)展趨勢。只要外部環(huán)境沒有發(fā)生較大變化，這種趨勢在某種程度上就可以反映該名學生發(fā)展趨向，這在傳統(tǒng)的學情分析中是無法做到的。

全部知識點的遞進關(guān)系形成了個人知識的組織結(jié)構(gòu)，從認知行為科學角度來看，人類掌握的任何知識都可以用知識地圖的形式展現(xiàn)出來。科學的教育評價就應(yīng)該是通過大數(shù)據(jù)和智能評價工具，將教育發(fā)展的主動權(quán)真正交給學生。通過百度等搜索，此項工作在國內(nèi)尚無先例。目前，江漢區(qū)教育局正在開發(fā)自己的跨平臺App客戶端——“云梯”（Cloud Ladder），不久，所有的學情分析和數(shù)據(jù)圖示將依據(jù)用戶的屬性和權(quán)限，向區(qū)內(nèi)每一位教育系統(tǒng)的用戶進行分層開放和免費推送。

“學業(yè)負擔狀況”評價改革大數(shù)據(jù)建設(shè)只是整個教育質(zhì)量綜合評價改革的一小部分，是目前整個評價環(huán)節(jié)中最好量化的指標。未來的整體評價應(yīng)該是以學業(yè)評價為主軸，統(tǒng)籌和聯(lián)動其他方面評價的數(shù)據(jù)收集，通過技術(shù)標準對接，完成各評價體系數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，實現(xiàn)綜合評價體系的多維度數(shù)據(jù)分析。這樣就能發(fā)揮數(shù)據(jù)科學評價的正確導向作用，推動良好的育人環(huán)境建設(shè)，促進素質(zhì)教育的深入實施。

（作者單位：武漢市江漢區(qū)教育局）