淺談數(shù)據(jù)可視化技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用

摘要：在“互聯(lián)網(wǎng)+”的作用下，越來(lái)越多的先進(jìn)技術(shù)為應(yīng)用于教學(xué)當(dāng)中，有效的促進(jìn)了教育現(xiàn)代化的發(fā)展。本文以數(shù)據(jù)可視化技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)可視化技術(shù)相關(guān)內(nèi)容的概述，探究了數(shù)據(jù)可視化技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用流程和應(yīng)用范圍。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)可視化技術(shù);教學(xué);應(yīng)用;教育現(xiàn)代化

相對(duì)于多媒體教學(xué)技術(shù)的直觀性而言，數(shù)據(jù)可視化技術(shù)更趨向于通過(guò)數(shù)據(jù)分析，來(lái)幫助人們更為理性和直觀的去認(rèn)知某項(xiàng)事物。基于數(shù)據(jù)可視化技術(shù)自身強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析功能，目前已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于社會(huì)各領(lǐng)域中。隨著平板電腦、智能手機(jī)等設(shè)備在學(xué)生學(xué)習(xí)中的普及，數(shù)據(jù)可視化技術(shù)也必將成為未來(lái)我國(guó)教育現(xiàn)代化的大勢(shì)所趨。因此，作為一名教育從業(yè)者而言，在教學(xué)改革的時(shí)代背景下，我們有必要將視角轉(zhuǎn)移到數(shù)據(jù)可視化技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用，并予以展開(kāi)全面的研究與探討。以此來(lái)從理論研究層面為進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)教育教學(xué)的現(xiàn)代化發(fā)展提供更多的借鑒意義。

一、數(shù)據(jù)可視化技術(shù)概述

數(shù)據(jù)可視化技術(shù)是一種關(guān)于數(shù)據(jù)視覺(jué)表現(xiàn)形式的科學(xué)技術(shù)，其中這種數(shù)據(jù)的視覺(jué)表現(xiàn)形式被定義為，一種以某種概要形式抽提出來(lái)的信息，包括相應(yīng)信息單位的各種屬性和變量。意在通過(guò)運(yùn)用圖形化手段，來(lái)實(shí)現(xiàn)信息的有效溝通與傳達(dá)。一般而言，數(shù)據(jù)可視化技術(shù)與我們常見(jiàn)的統(tǒng)計(jì)圖形、科學(xué)可視化、信息可視化、信息圖形等都有著極為密切的關(guān)系，在共同作用下通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的獲取、過(guò)濾、分析、挖掘、修飾、表述、交互等一系列流程，來(lái)將原本抽象復(fù)雜的信息轉(zhuǎn)換為更加形象、立體的圖形圖像，以便于人們對(duì)其中的信息內(nèi)容做出快速的理解。就當(dāng)前來(lái)講，我們常用的數(shù)據(jù)可視化工具主要包括Many Eyes、Google Trends、Visual Eyes等。

二、數(shù)據(jù)可視化技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用

（一）應(yīng)用流程

數(shù)據(jù)可視化技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用流程主要包括以下幾個(gè)步驟：一是，采集相關(guān)數(shù)據(jù)。依據(jù)數(shù)據(jù)可視化技術(shù)的任務(wù)要求，需要對(duì)任務(wù)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行智能采集，用以對(duì)研究事物的一般規(guī)律和表征特點(diǎn)做出分析和梳理，為增加對(duì)事物的了解，我們還需要對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行細(xì)分。如，針對(duì)教師教學(xué)情況的數(shù)據(jù)可視化分析，我們需要對(duì)教師的日常行為規(guī)范情況、教學(xué)情感表現(xiàn)、知識(shí)涵養(yǎng)情況等予以數(shù)據(jù)收集，并對(duì)教師的出勤率、授課次數(shù)、教學(xué)成果、學(xué)生評(píng)價(jià)等做出進(jìn)一步的數(shù)據(jù)采集。二是，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。即對(duì)前期采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，剔除掉那些無(wú)關(guān)、冗雜的數(shù)據(jù)信息，保留那些優(yōu)質(zhì)的數(shù)據(jù)信息并將其匯總到數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中。三是，數(shù)據(jù)預(yù)處理，包括制定數(shù)據(jù)清理規(guī)則、進(jìn)行數(shù)據(jù)整理、默認(rèn)數(shù)據(jù)填補(bǔ)等。四是，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析挖掘。結(jié)合教學(xué)整體情況對(duì)數(shù)據(jù)做出全方位的分析，為決策處理做準(zhǔn)備。五是，可視化呈現(xiàn)。在數(shù)據(jù)可視化技術(shù)的作用下，將最終保留下來(lái)的數(shù)據(jù)以表格、圖表的形式進(jìn)行直觀的呈現(xiàn)。

（二）應(yīng)用范圍

數(shù)據(jù)可視化技術(shù)的應(yīng)用范圍較廣，不僅能夠被廣泛的應(yīng)用于教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)流程的可視化處理，更能夠?yàn)榻處煛W(xué)生的相關(guān)教學(xué)管理、日常教學(xué)、自我學(xué)習(xí)等提供重要的輔助作用。從教師的角度來(lái)看，在數(shù)據(jù)可視化技術(shù)的作用下，教師能夠通過(guò)對(duì)教學(xué)內(nèi)容的數(shù)據(jù)可視化處理，以一種更加直觀的四維圖、概念圖、認(rèn)知地圖等形式將教學(xué)知識(shí)展示在學(xué)生面前，引導(dǎo)學(xué)生實(shí)現(xiàn)空間學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生梳理知識(shí)思維脈絡(luò)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)自身學(xué)習(xí)中存在的不足和優(yōu)勢(shì)，這不僅有助于增加課堂教學(xué)的趣味性，更有助于幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)對(duì)自我學(xué)習(xí)情況的科學(xué)、綜合評(píng)估。同時(shí)教師通過(guò)對(duì)學(xué)生日常學(xué)習(xí)狀況以及課堂教學(xué)相關(guān)數(shù)據(jù)的獲取和可視化處理，教師同樣能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)學(xué)生日常學(xué)習(xí)情況的全面掌控，從而為教學(xué)計(jì)劃的制定、調(diào)整，以及對(duì)學(xué)生的教學(xué)評(píng)價(jià)提供重要的數(shù)據(jù)參考，實(shí)現(xiàn)教學(xué)流程的可視化處理。從學(xué)生的角度而言，數(shù)據(jù)可視化技術(shù)的運(yùn)用，將有助于學(xué)生快速、準(zhǔn)確的掌握某項(xiàng)知識(shí)點(diǎn)的規(guī)律，并通過(guò)對(duì)自身現(xiàn)有知識(shí)的運(yùn)用，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)點(diǎn)的可視化建模，并構(gòu)建起知識(shí)框架。這無(wú)論是對(duì)于幫助學(xué)生深化對(duì)知識(shí)的理解、明晰知識(shí)脈絡(luò)，還是對(duì)于促進(jìn)學(xué)生之間的溝通與交流而言都是極為有益的，能夠使學(xué)生快速發(fā)展自身學(xué)習(xí)中存在的不足和弊端。可以說(shuō)數(shù)據(jù)可視化技術(shù)的運(yùn)用是實(shí)現(xiàn)學(xué)生探究式學(xué)習(xí)，促進(jìn)知識(shí)在學(xué)生身上不斷內(nèi)化的一個(gè)重要輔助工具。此外，在數(shù)據(jù)可視化技術(shù)的作用下，學(xué)習(xí)網(wǎng)站能夠根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)行為，為其建立縱向單獨(dú)成章記錄，以數(shù)據(jù)報(bào)告的形式直觀的顯示出學(xué)生的學(xué)習(xí)規(guī)律、優(yōu)缺點(diǎn)、習(xí)慣等情況，在個(gè)性化學(xué)習(xí)分析報(bào)告的基礎(chǔ)上幫助學(xué)生制定科學(xué)的學(xué)習(xí)指導(dǎo)規(guī)劃。總而言之，數(shù)據(jù)可視化技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)師生科學(xué)教學(xué)、學(xué)習(xí)的一個(gè)重要基礎(chǔ)，能夠幫助我們更為直觀、全面的反映當(dāng)前的學(xué)習(xí)綜合情況，為教學(xué)計(jì)劃的調(diào)整提供重要的參考作用。

小結(jié)：

綜上所述，相對(duì)于多媒體技術(shù)在如今教育領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用而言，數(shù)據(jù)可視化技術(shù)在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用時(shí)間尚短，無(wú)論是在應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)還是教學(xué)成果方面都較為匱乏。在今后的工作中，作為教育者而言，要始終堅(jiān)定教育創(chuàng)新改革的決心不動(dòng)搖，在深入挖掘數(shù)據(jù)可視化技術(shù)教學(xué)潛在優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，對(duì)其做出有針對(duì)性的應(yīng)用，以此來(lái)促進(jìn)數(shù)據(jù)可視化技術(shù)在教學(xué)中作用的發(fā)揮。同時(shí)，作者也希望能夠借助本課題的研究在社會(huì)各界引起人們對(duì)數(shù)據(jù)可視化技術(shù)的重視，促使更多的研究學(xué)者、教育工作者參與到本課題的研討中來(lái)，在群策群力的基礎(chǔ)上，共同促進(jìn)數(shù)據(jù)可視化技術(shù)在教學(xué)中的有效運(yùn)用。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：吳向陽(yáng)，男，1975.11，浙江杭州，漢，博士，研究方向：數(shù)據(jù)可視化、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)，單位：杭州電子科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院。