淺議大數據在中學地理教學評價中的應用

王永福 何萍

摘 要：地理教學評價是中學地理教學必不可少的環節，依據客觀事實進行全面科學的地理教學評價具有重要現實意義。在新課標、新課程改革背景下，傳統地理教學評價不利于培養學生的地理核心素養。文章以解決傳統地理教學評價存在的問題為目的，依托地理教學大數據采集應用技術，對地理教學中的“數據”進行采集、整合、分析、利用，形成有效的地理教學評價數據，從而實現精確診斷地理教學的目的。

關鍵詞：大數據;中學地理教學;評價

一、中學地理教學大數據的內涵

“大數據”作為一個新概念近些年才被人們認知，然而對于它卻沒有嚴謹的定義。“大數據”有狹義和廣義兩個層面的內涵，狹義“大數據”指通過傳統技術方法難以收集的大規模、碎片化的數據資源;廣義“大數據”不僅指大量的數據資源，而且體現為資源、技術、能力以及思維方式的有機統一。

中學地理教學大數據指地理教育活動過程中教師教與學生學所產生的所有數據資源，不僅包括課堂內外數據資源，也包括學校和社會中的數據資源，而地理教學評價數據僅指地理教育大數據中可以應用于地理診斷的數據資源，地理教育者通過對這些評價數據資源的分析與處理，就可以得出一定的規律以及線性關系，這就達到了利用地理評價數據資源診斷地理教育的目的。

二、應用大數據進行中學地理教學評價的必要性

1.中學地理教學評價存在的弊端

隨著中學地理教學持續貫徹以培養核心素養為最終目的的教育理念，反思目前中學地理教學評價存在一系列弊端，主要表現在：一是受我國傳統教學模式的影響，以中考、高考為最主要的考核評價仍然是當今國內最主要的評價模式;二是地理評價理念與課程改革理念不一致，現有的地理教學評價體系仍拘泥于學科本位，只強調零散知識和孤立技能的掌握，新地理課程改革倡導的是引導學生主動探究思考地理問題，運用所學地理基礎知識與基本技能解決生活中的地理問題;三是評價模式的構建、命題質量的把握、結果分析與反饋等方面經驗化、研究較少和研究不夠深入等問題急需解決。

2.利用大數據評價診斷地理教學的優勢

隨著社會的發展與科技進步，大數據在教育教學方面的應用研究越來越廣泛，教師或者相關地理教育工作者通過收集、篩選、整合、分析和使用地理教育數據進行地理診斷具有可操作性。雖然目前相關領域研究較為缺乏，實踐研究也比較薄弱，但是以數據支撐教學評價具有可行性，通過數據資源設計地理教學過程也有利于教師操作實施，數據資源的直接反饋能夠輕易被受教育者接受，利于地理教學的開展。

三、中學地理教學評價的數據采集

1.評價“數據”和“證據”

在新課標、新課程改革背景下，教學評價方式必須具有開放性、多元性[1]。新課標要求地理教學評價需要各種有效的評價方式相結合，依據客觀事實，注重收集有效的地理教學評價數據信息，根據數據和客觀事實進行地理教學診斷。《教育部關于推進中小學教育質量綜合評價改革的意見》中明確要基于“數據”和“證據”對教育質量做出評價[2]。中學地理教學環境中的 “數據”和“證據”的來源如圖1所示，主要包括地理教師教研團隊成果、個人學科素養、教學交互資源和網絡地理教學資源等。學生數據庫也是地理教學評價數據的構成主體，學生數據庫包括學生靜態數據和動態數據，學習交互、學習行為和學習路徑構成了動態數據，而學生學習個性化數據、學習成果、地理學習過程性檔案構成了靜態數據。

2.評價數據采集方法

數據是分析與決策的關鍵，決策影響著教育發展的未來[3]。地理教學評價依賴于對地理教學的“數據”和“證據”進行采集。地理教學評價數據的采集技術流程分為三步（圖2）。第一步，地理教育工作者和地理教師收集地理教學中的“數據”“證據”;第二步，通過對地理教學中“數據”“證據”進行篩選整合形成地理教學評價數據庫;第三步，地理教研團隊和相關地理教師將教學評價數據應用于地理教學診斷。

（1）地理教師評價數據采集。第一，去教育部門查閱地方教師檔案，對一個地區的地理教師數量、地理教師學科背景、研究專長、地理教學技能比賽獲獎數等與地理教師相關的基礎數據進行采集。第二，對該地區的地理教師進行問卷調查和訪談，對地理教師進行教學交互的次數、教學教研現狀和地理教研團隊的教研會議次數等進行采集。第三，采用互聯網等相關網絡技術，對當地地理教師進行網絡地理學習的次數、學習成果、學習經驗、學習交互以及上傳優質課件的海量數據進行采集。第四，用錄音筆等類似功能的錄音設備采集地理教師課堂語音數據，通過錄音筆的記錄，形成地理教學語音錄音數據，如提問次數、口頭語言使用次數、專業名詞使用次數等。在后續地理教研會議或者地理交互學習時用來反映地理教師的地理教學語音狀態，為地理教師教學評價提供支持。第五，采用攝像機對地理教師上課視頻進行采集，錄制的上課視頻也是一種數據資源，通過視頻可以得到地理教師的動作、語言使用等數據資源。地理教師通過觀看自己的視頻彌補地理教學中的不足，從而達到地理教學診斷的目的。

（2）學生評價數據的采集。第一，采用考試和問卷調查方式采集學生的靜態數據，地理課程考試成績是學生地理學習的定量評價之一，是地理教學評價的基礎;用問卷調查的方式采集學生的地理學習個性化數據。第二，平板電腦與智能手機設備能夠提供海量的網絡地理學習教學資源，平板電腦與智能手機的App和Web端，能夠記錄采集地理教學視頻次數與頻率、地理學習內容序列節點數據、地理學習資源序列節點等數據。這些數據為地理教學評價提供有力支撐，地理教師和相關地理教育工作者可以通過這些數據，對學生地理學習過程與路徑等進行地理教學評價。第三，使用智能數碼筆實時監控學生的學習情況。智能數碼筆和普通筆的區別在于，智能數碼筆配有高速攝像功能和錄音功能。筆尖的學習通過壓力傳感器進行攝像記錄，此外，智能數碼筆也能實時記錄學生交互學習的語音情況，利用藍牙無線傳輸功能與智能端相連接，然后傳輸到電腦或者移動設備中。例如，在學習用簡易筆畫勾畫中國地圖的時候，智能數碼筆能準確清晰地記錄學生整個完成簡易中國地圖的繪制，畫到某一處的時候停頓了一下，通過智能數碼筆的語音錄制功能可以聽到這位同學向同桌詢問此次的輪廓怎么畫等問題討論，此外，智能數碼筆也能完整記錄畫完中國地圖所用的時間等。

四、中學地理教學評價數據分析

1.評價數據的統計分析

地理教學評價數據的統計與分析可以用Excel、SPSS（Statistical Program for Social Sciences）等電腦統計軟件實現，Excel與SPSS應用軟件可以生成與處理大量數據，通過表格、趨勢圖等形式對數據清晰呈現，讓我們能更好地對數據的規律性、穩定性和隨機性進行分析[4]。在整個過程中，首先將評價數據自動存入Excel、SPSS數據庫，集中存儲，在模板上定義表間公式，使得不同模板的數據自動互相引用、彼此同步，形成一個有機整體，以達到整合的效果。其次，利用Excel或SPSS生成規律圖和相關性圖，從圖表中我們能夠很快地挖掘評價數據的規律性，也能預測評價數據，從而揭示評價數據與地理教學環節的相關性，達到對地理教學精確診斷的目的。

2.評價數據的可視化

數據的可視化處理是一種常見的數據視覺表現形式，它能用圖表或者其他形式把數據的線性關系和趨勢發展情況展現給數據處理者。地理教學評價數據的可視化處理可以用Power BI的一系列組件來實現，Power BI是微軟最新的商業智能（BI）概念，它包含了一系列的組件和工具，包括Power Map、Power View、Power Pivot、Power Query等。Power BI最大的特點就是把原始數據信息進行可視化處理后， 使抽象繁雜的數據變得直觀簡單、生動有趣[5]。

Power Map在地理教學過程中應用廣泛，它可以把數據轉換成可視化地圖。在地理教學評價數據處理過程中，把家庭、社會、學校采集到的評價數據展現在可視化地圖上，地理教育工作者可以通過對比不同時間段可視化地圖展現的數據來診斷地理教學。Power View是一種數據可視化技術，可以用于快速創建交互式圖表、圖形和其他視覺效果，以便直觀呈現數據給使用者。Power Pivot可以稱之為超級透視，但是它比數據透視表功能更強大，Power Pivot主要用于在地理教學評價數據處理中建立數據模型，數據具有模型的構建，能夠快速解決和處理地理評價數據龐大雜亂的問題。Power Query是超級查詢，由于教育數據海量的特點，因此評價數據處理篩選時比較繁雜，Power Query能輕松地鏈接公眾數據或者各種數據源解決這一難題。

利用Power BI對地理教學評價數據可視化處理操作執行過程如圖3所示。第一步，在電腦上安裝具有Power BI組件的Excel或者在微軟官網直接下載;第二步，利用查詢增強版Power Query篩選導入地理教學評價數據，Power Query的作用是從我們所需要的數據來源提取數據，它能夠把不同來源的數據源整合在一起;第三步，利用Power Pivot組件建立地理教學評價數據的相關模型，利用建立的模型對評價數據進行處理;第四步，利用Power View組件創建報表和交互式評價數據可視化分析視圖，如果涉及地理3D地圖場景的可以用組件Power Map創建3D評價數據空間可視化地圖;第五步，評價數據可視化推廣與分享，Windows桌面應用程序（稱為Power BI Desktop）、聯機SaaS（軟件即服務）服務（稱為Power BI 服務）及移動 Power BI應用（可在 Windows 手機和平板電腦及iOS和Android設備上使用）。利用Power BI對地理教學評價數據可視化處理能夠清晰映射整個地理教學過程，從而達到了通過地理教學評價數據為地理教學進行診斷的目的。

3.基于大數據的地理教學發展性評價系統設計

《基礎教育課程改革綱要（試行）》提出了發展性教育評價的理念[6]。發展性評價的核心思想在于促進學生的發展，一切為了學生的發展，發展性評價的評價標準、內容、過程、方法和手段都要有利于學生的發展。

在對地理教學評價數據進行分析處理時，以地理教學評價現存問題為出發點建立基于地理評價數據的發展性評價系統，該系統由地理教學評價數據收集系統、分析子系統、對比分析子系統和反饋子系統構成（圖4）。發展性評價系統的運行前期通過大數據采集與分析技術對地理教學評價數據進行可視化處理，基于學生以及教師的個人學科素養，通過與其他評價方式對比分析利用地理教育大數據的評價方式的實用性，對地理教學過程以及教學結果進行診斷與預測性分析。在系統的反饋階段，“儀表盤”采用信息跟蹤技術，對學習者的學習行為、習慣、情緒、興趣等信息進行記錄和追蹤[7]。地理教師根據“儀表盤”給出的結果對整個地理教學過程進行診斷。地理教學發展性評價系統將零散的地理教學大數據、數據分析、教學評價等進行有序的整合，形成一個有序的整體。

綜上所述，大數據對于中學地理教學評價的啟示如下：①地理教學大數據具有海量和天量的特點，地理教師要及時掌握地理教學評價數據的采集和分析技術與方法，利用地理教學過程中產生的海量教學數據資源，對地理教學進行精確診斷與分析;②只有服務于地理教學并且促進地理教育發展的數據，才是地理教學評價的有效數據。這就要求地理教師以及相關地理教育工作者精確篩選和使用評價數據資源，為后續的地理教育大數據深度發掘與利用打好基礎;③依托地理評價大數據進行地理教學診斷時，很多評價技術與手段都采用電腦軟硬件技術與App等網絡端口進行數據處理，因此，保護地理教師以及學生的隱私也尤為重要;④大數據在地理教學評價中的應用和結合研究較少，因此需要相關地理教育工作者對地理教學中的超大量數據進行挖掘和分析， 還需要充分結合地理教育的實際， 這顯然是個長期且艱巨的過程， 需要相關學者不斷努力探索。

通訊作者：何 ?萍

參考文獻：

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[6] 陶含怡.從測驗到評價——教育評價發展百年變遷[J]. 基礎教育論壇， 2019（06）：4-6.

[7] 張振虹， 劉文， 韓智. 學習儀表盤：大數據時代的新型學習支持工具[J]. 現代遠程教育研究， 2014（03）：100-107.