數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)教研改進(jìn)的數(shù)據(jù)挖掘思路和技術(shù)

林志春

摘要：隨著互聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用和物聯(lián)網(wǎng)的成熟普及，教育信息化程度不斷提升，教育教學(xué)過(guò)程中大量的過(guò)程數(shù)據(jù)被記錄和存儲(chǔ)，形成教育大數(shù)據(jù)。教師要在傳統(tǒng)的教育教學(xué)經(jīng)驗(yàn)上，學(xué)會(huì)挖掘教育大數(shù)據(jù)，開(kāi)展基于教育實(shí)證和數(shù)據(jù)分析的教學(xué)研究工作，對(duì)明確的教育對(duì)象建立精準(zhǔn)的任務(wù)目標(biāo)，制定精準(zhǔn)的方法措施，推進(jìn)管理精準(zhǔn)化和決策科學(xué)化。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)處理;數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì);互聯(lián)網(wǎng)

2019年2月，國(guó)務(wù)院頒發(fā)的《加快推進(jìn)教育現(xiàn)代化實(shí)施方案（2018-2022年）》中提到，推進(jìn)教育現(xiàn)代化要?jiǎng)?chuàng)新信息時(shí)代教育治理新模式，開(kāi)展大數(shù)據(jù)支撐下的教育治理能力優(yōu)化行動(dòng)，推動(dòng)以互聯(lián)網(wǎng)等信息化手段服務(wù)教育教學(xué)全過(guò)程。

按DIKW體系理論，數(shù)據(jù)是未被加工解釋的原始素材，而信息是對(duì)數(shù)據(jù)的解釋?zhuān)潜惶幚砗?、具有邏輯關(guān)系的數(shù)據(jù)，只有對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾、提煉及加工，才會(huì)產(chǎn)生有價(jià)值的信息。因此，建立數(shù)據(jù)思維、掌握必要的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，是每位教育從業(yè)者的必備技能。筆者借助深圳市教育局組織的“中小學(xué)青年教師教學(xué)能力大賽”的活動(dòng)數(shù)據(jù)，通過(guò)EXCEL的數(shù)據(jù)透視表（Pivot Table）工具進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析，探討基于教育數(shù)據(jù)改進(jìn)教研活動(dòng)的數(shù)據(jù)處理思路和方法。

一、數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)清理

由于本次處理的數(shù)據(jù)來(lái)源是上級(jí)部門(mén)網(wǎng)站發(fā)布的Word文檔文件，不利于數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析，所以數(shù)據(jù)收集工作主要是數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換，即將Word文件中的獲獎(jiǎng)名單內(nèi)容復(fù)制到Excel文件的工作表中。

數(shù)據(jù)清理是對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，解決數(shù)據(jù)的完整性、唯一性、可靠性、合法性和一致性，以供后續(xù)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和數(shù)據(jù)挖掘使用。在本例中，由于獲獎(jiǎng)名單表格中有合并單元格，導(dǎo)致在轉(zhuǎn)換為EXCEL格式過(guò)程中，部分?jǐn)?shù)據(jù)不完整，因此需要將其合并的單元格拆分還原，并將信息補(bǔ)充完整，即補(bǔ)充每條獲獎(jiǎng)信息的所在學(xué)段（“學(xué)段”列）、所屬學(xué)科（學(xué)科列），以及所屬區(qū)域（“區(qū)/直屬”列）等信息。

數(shù)據(jù)清理還有一項(xiàng)重點(diǎn)工作，就是保證數(shù)據(jù)的一致性。在本例中，教師所屬學(xué)校的單位名稱(chēng)必須保持一致。例如，要將獲獎(jiǎng)信息中“福田區(qū)荔園小學(xué)”和“深圳市福田區(qū)荔園小學(xué)”的學(xué)校名稱(chēng)統(tǒng)一為相同的名稱(chēng)。這樣才能確保學(xué)校教師獲獎(jiǎng)情況統(tǒng)計(jì)的準(zhǔn)確性。

二、明確需求和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

數(shù)據(jù)清理完成后，我們就可以開(kāi)始數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)操作。數(shù)據(jù)透視表是Excel統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)最簡(jiǎn)單好用的功能，插入數(shù)據(jù)透視表后，只需要簡(jiǎn)單地將數(shù)據(jù)的字段拖拽到指定的行、列區(qū)，就能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)排序、篩選和分類(lèi)匯總，生成豐富的數(shù)據(jù)分類(lèi)統(tǒng)計(jì)表。下面，以O(shè)FFICE2010為例，介紹Excel數(shù)據(jù)透視表的常用操作方法。

（一）統(tǒng)計(jì)各區(qū)獲獎(jiǎng)人數(shù)的方法

通常情況下，為了解各區(qū)教師的獲獎(jiǎng)人數(shù)情況，需要按獲獎(jiǎng)等級(jí)分類(lèi)，分別統(tǒng)計(jì)出各區(qū)獲得一、二、三等獎(jiǎng)的教師人數(shù)。在數(shù)據(jù)透視表中，只需要簡(jiǎn)單的幾個(gè)步驟就可以實(shí)現(xiàn)。

1.將鼠標(biāo)定位在整理后的表中，選擇“插入”，選擇“數(shù)據(jù)透視表”，在彈出的“創(chuàng)建數(shù)據(jù)透視表”對(duì)話框中，按照默認(rèn)的選項(xiàng)，直接單擊“確定”;

2.在“數(shù)據(jù)透視表字段”窗口中，將“區(qū)屬”字段拖放到“行”區(qū)，將“獎(jiǎng)次”拖放到“列”區(qū)，將“姓名”拖放到“∑值”區(qū)，默認(rèn)統(tǒng)計(jì)為計(jì)算個(gè)數(shù)，則可以得到所需的統(tǒng)計(jì)表，見(jiàn)圖3。

（二）統(tǒng)計(jì)各區(qū)各學(xué)段獲獎(jiǎng)人數(shù)的方法

要進(jìn)一步了解各區(qū)各學(xué)段的獲獎(jiǎng)情況，可以生成“各區(qū)各學(xué)段獲獎(jiǎng)人數(shù)統(tǒng)計(jì)表”，操作方法與前面相似，僅在步驟2中。增加一個(gè)拖拽操作，將“學(xué)段”拖放到“列”區(qū)，見(jiàn)圖4。

（三）統(tǒng)計(jì)各區(qū)各學(xué)科獲獎(jiǎng)人數(shù)的方法

為了解各區(qū)各學(xué)科的教研水平，需要統(tǒng)計(jì)各區(qū)各學(xué)科每個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)的獲獎(jiǎng)情況。在數(shù)據(jù)透視表中的操作，步驟1與前面相同，后面操作為：

1.將區(qū)屬、學(xué)科和教師分別拖到“列”“行”和“∑值”區(qū)，生成“各區(qū)各學(xué)科獲獎(jiǎng)人數(shù)統(tǒng)計(jì)表”。由于字段放在“行”區(qū)和“列”區(qū)的效果一樣，通常將字段中不同的數(shù)值比較多的字段放在行區(qū)，在本例子中，學(xué)科字段的不同數(shù)值比較多，所以放在“行”區(qū)。

2.為方便觀察和比較各區(qū)各學(xué)科一等獎(jiǎng)的獲獎(jiǎng)情況，所以將“獎(jiǎng)次”字段拖到“篩選”區(qū)，生成可按獲獎(jiǎng)等級(jí)篩選的“各區(qū)各學(xué)科獲獎(jiǎng)人數(shù)統(tǒng)計(jì)表”。此時(shí)，可以通過(guò)單擊選擇表格左上角的“獎(jiǎng)次”篩選，分別統(tǒng)計(jì)各區(qū)各學(xué)科的一、二和三等獎(jiǎng)人數(shù)。

另外，為方便觀察生成表格的數(shù)據(jù)，可以設(shè)置數(shù)值條件，顯示不同顏色。例如，選擇“數(shù)據(jù)透視表”，然后在菜單欄中的“條件格式”中設(shè)置“大于l”，并將滿足條件的單元格填充為紅色，見(jiàn)圖5，其中紅色單元格表示對(duì)應(yīng)區(qū)和學(xué)科的一等獎(jiǎng)人數(shù)超過(guò)1人。

（四）統(tǒng)計(jì)全市各個(gè)學(xué)校的獲獎(jiǎng)人數(shù)的方法

可以用類(lèi)似的方法，見(jiàn)圖6，將“學(xué)校”字段拖到“行”區(qū)，將“獎(jiǎng)次”字段拖到“列”區(qū)，將“姓名”拖到“∑值”進(jìn)行“計(jì)數(shù)”，生成“各學(xué)校的獲獎(jiǎng)情況表”。

三、數(shù)據(jù)分析及實(shí)踐應(yīng)用

借助Excel數(shù)據(jù)透視表，通過(guò)簡(jiǎn)單操作，就可以快速生成各種分類(lèi)統(tǒng)計(jì)表，呈現(xiàn)出豐富的、有價(jià)值的信息。例如，根據(jù)各區(qū)各學(xué)科獲獎(jiǎng)人數(shù)統(tǒng)計(jì)表（圖5），各區(qū)的學(xué)科獲獎(jiǎng)情況一目了然，結(jié)合平時(shí)調(diào)研了解的情況，可以推選出具有學(xué)科優(yōu)勢(shì)的區(qū)域，開(kāi)展學(xué)科區(qū)域教研經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)推廣活動(dòng)。另外，在選送優(yōu)秀選手參加高級(jí)別比賽時(shí)，區(qū)級(jí)教研團(tuán)隊(duì)的強(qiáng)弱也是重要的參考依據(jù)。再例如，借助各學(xué)校獲獎(jiǎng)人數(shù)統(tǒng)計(jì)表（圖6），再結(jié)合實(shí)地調(diào)研，對(duì)獲獎(jiǎng)人數(shù)較多的學(xué)校，總結(jié)梳理其在教師引進(jìn)、教師培養(yǎng)、科組建設(shè)和教學(xué)研究等方面的優(yōu)秀經(jīng)驗(yàn)和做法，實(shí)現(xiàn)整體提質(zhì)增效。

通過(guò)本文的數(shù)據(jù)分析應(yīng)用案例，我們明確了基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)教研改進(jìn)的思路，即隨時(shí)隨地采集和記錄日常教育行為相關(guān)的過(guò)程數(shù)據(jù)，再根據(jù)具體教研需求，對(duì)已采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選、分類(lèi)和統(tǒng)計(jì)，得出基本情況，然后結(jié)合實(shí)地調(diào)研，針對(duì)性地了解情況，檢驗(yàn)數(shù)據(jù)分析的結(jié)果，再將結(jié)果應(yīng)用到實(shí)際工作中，實(shí)現(xiàn)利用數(shù)據(jù)分析挖掘，提高教研效率和質(zhì)量。

不過(guò)，由于案例中原始數(shù)據(jù)包含的信息較少，缺乏其他重要的信息，例如獲獎(jiǎng)教師的教齡、性別、畢業(yè)院校等，無(wú)法開(kāi)展更為深入的數(shù)據(jù)挖掘分析。但是，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及和教育大數(shù)據(jù)平臺(tái)應(yīng)用的深入，教育教學(xué)過(guò)程中將會(huì)積累更多數(shù)量、更多類(lèi)型的原始數(shù)據(jù)，形成真正的教育大數(shù)據(jù)。期待更多的教育工作者掌握基于大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)挖掘思維和技術(shù)，擁有開(kāi)啟教育大數(shù)據(jù)寶藏的金鑰匙。