大數(shù)據(jù)可視化范型助力歷史課堂教學效益提升路徑

摘? ? ? 要? 隨著教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的發(fā)展，大數(shù)據(jù)可視化技術(shù)逐漸與歷史教學融合。借助大數(shù)據(jù)比較可視化、文本結(jié)構(gòu)可視化、三維動態(tài)地圖可視化、網(wǎng)絡(luò)視頻可視化等范型，教師在歷史課堂教學中能更有效地呈現(xiàn)歷史事實，活躍課堂氛圍，調(diào)動學生的學習積極性，進而落實學科核心素養(yǎng)，提升課堂教學效率。

關(guān) 鍵 詞? 歷史課堂教學? 教育數(shù)字化? 大數(shù)據(jù)? 可視化范型? 學科核心素養(yǎng)

引用格式? 楊德志.大數(shù)據(jù)可視化范型助力歷史課堂教學效益提升路徑[J].教學與管理，2023（31）：52-55.

《普通高中歷史課程標準（2017年版2020年修訂）》實施建議要求“充分運用現(xiàn)代信息技術(shù)，提供教學手段的多樣化和信息化水平”[1]。隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型已經(jīng)成為時代發(fā)展潮流之一。教育數(shù)字化以互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)為載體，搜集、挖掘、分析相關(guān)數(shù)據(jù)資源，實現(xiàn)大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能技術(shù)與教育要素深度融合，為課堂教學開創(chuàng)了新的數(shù)字化應(yīng)用場景，構(gòu)建了新的高效教學模式及學習方式。大數(shù)據(jù)可視化是轉(zhuǎn)型化應(yīng)用的核心內(nèi)容之一，它借助Excel、ECharts、Tableau等軟件工具把抽象的數(shù)據(jù)文本資源轉(zhuǎn)化成直觀、形象、清晰的圖形、圖表等資源。基于歷史學科的教學特點，在教學實踐中可以借助大數(shù)據(jù)可視化范型提高課堂教學效率，促進學科核心素養(yǎng)的落實。

一、運用數(shù)據(jù)比較可視化范型培養(yǎng)學生歷史問題意識

歷史學是對歷史上發(fā)生過的人類活動進行探索研究的科學[2]，比較方法是歷史學研究與教學常見方法之一，它是對同一歷史現(xiàn)象在不同歷史時期發(fā)展變化的比較，或是對“在一個或數(shù)個不同的社會環(huán)境中選擇兩種或數(shù)種一眼就能看出它們之間的某些類似之處的現(xiàn)象”[3]的縱橫比較。數(shù)字形態(tài)的史料是常見的比較內(nèi)容之一，例如中國古代政治史中主要朝代的官員數(shù)量變化、歷朝科舉考試錄取官員的數(shù)量變化、歷朝軍隊的數(shù)量變化、歷代農(nóng)民起義次數(shù)等史料；中國古代經(jīng)濟史中歷朝土地面積變化、歷朝物價變化、歷朝戶口變動等史料。這些數(shù)字史料都是史學研究與歷史教學的重要參考資料，通過數(shù)據(jù)計量比較，對數(shù)據(jù)進行定量分析，有利于發(fā)現(xiàn)、分析、解決歷史問題，論證和解釋其變化的內(nèi)在根源，能準確地揭示一種或多種歷史現(xiàn)象、歷史過程的發(fā)展趨勢，概括出其各發(fā)展階段的特點與規(guī)律，有助于學生歷史問題意識的培養(yǎng)。

馬克思說：“一門科學只有在成功運用數(shù)學時，才算達到完美的地步。”[4]年鑒學派認為：“沒有問題，便沒有史學。”[5]這就要求教師在歷史教學中要善于運用數(shù)據(jù)史料培養(yǎng)學生的歷史問題意識，進而提升學科核心素養(yǎng)。但在傳統(tǒng)歷史教學中，教師對數(shù)據(jù)史料的運用較為粗泛，也無法有效提升學生的歷史問題意識。課堂教學文本中所涉及的往往是第一手的數(shù)字材料，即使進行過史料“加工”，形成的往往也只是統(tǒng)計表格，而學生對文本與表格中雜亂無章、色彩單調(diào)的數(shù)字缺乏感官敏感性，無法激起學習興趣，更談不上發(fā)現(xiàn)歷史問題。因而，原本預設(shè)的通過分析數(shù)據(jù)讓學生發(fā)現(xiàn)歷史問題，然后探究、解釋、歸納、概括、評價歷史問題的教學目標也就無法達成了。有鑒于此，可以在歷史課堂教學中運用大數(shù)據(jù)比較可視化技術(shù)，通過Excel軟件工具對數(shù)字史料進行二次加工，將枯燥無味、抽象的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為多彩、直觀、形象的圖片，如折線圖、柱狀圖、餅圖、面積圖等，通過圖片蘊含的更加開放的歷史信息呈現(xiàn)來刺激學生的感官，激發(fā)學生的學習興趣，進而培養(yǎng)學生的歷史問題意識。例如，在選擇性必修三第10課“近代以來的世界貿(mào)易與文化交流的開展”的教學中，講授“全球貿(mào)易網(wǎng)最終形成時”常引用兩則數(shù)字形態(tài)的史料（見表1、表2），定量分析工業(yè)革命與全球貿(mào)易網(wǎng)最終形成彼此之間的關(guān)系，解釋工業(yè)革命是全球貿(mào)易網(wǎng)最終形成的根源這個歷史問題。但課堂氛圍和實際教學效果并不理想，這并不是因為教師預設(shè)不合理，數(shù)據(jù)分析不透徹，而是學生對這種史料形式不感興趣，導致歷史問題教學環(huán)節(jié)流于形式。

在此情況下，教師可以運用數(shù)據(jù)比較可視化技術(shù)，對表1、表2的數(shù)字形態(tài)史料進行可視化“加工”，形成折線圖、柱狀圖（如圖1、圖2）。這樣對比鮮明的圖示更容易刺激學生感官，調(diào)動學生思維投入，進而喚起學生的問題探究意識。學生觀察圖1，可以從宏觀上發(fā)現(xiàn)歷史問題：1720-1900年世界工業(yè)生產(chǎn)年均增長率與世界貿(mào)易年均增長率并不是逐年增加的，為什么1860-1870年世界貿(mào)易大幅增加而工業(yè)生產(chǎn)年均增長率卻下降呢？1870-1900年世界工業(yè)快速增長而貿(mào)易卻在下降，這是什么原因呢？世界貿(mào)易與世界工業(yè)生產(chǎn)是什么關(guān)系呢？觀察圖2，會發(fā)現(xiàn)更深層次的歷史問題：1820-1900年由主導世界貿(mào)易的英國獨大到歐美多國主導格局，1900年歐美大國世界貿(mào)易總和為什么下降？顯然這些歷史問題一定程度上會激起學生的求知欲，從微觀上多角度地探究問題的原因，進而得出歷史問題的正確答案：1860-1870年世界工業(yè)生產(chǎn)年均增長率之所以下降，是由于歐美國家資產(chǎn)階級革命與改革浪潮引起政局動蕩所致。1870-1900年世界貿(mào)易年均增長率之所以下降，是因為美國和歐洲的保護關(guān)稅實施所致。世界貿(mào)易網(wǎng)的最終形成是源于二次工業(yè)革命的推動。至于1900年歐美大國世界貿(mào)易總和下降，是第二次工業(yè)革命在向世界邊緣地區(qū)擴展中推動一些地區(qū)近代工業(yè)化發(fā)展導致的。

二、借用文本結(jié)構(gòu)可視化范型提升學生歷史思維的邏輯性

“知識是人類認識的成果，它是在實踐基礎(chǔ)上產(chǎn)生又經(jīng)過實踐檢驗的對客觀實際的反映。”[6]歷史知識通常由歷史事實、歷史體系框架、歷史理論與方法等組成，每一部分內(nèi)容都具有內(nèi)在邏輯性，而在歷史研究或歷史教學中的歷史知識往往蘊含在抽象文字表述的書籍文獻或教材中。其中，就中學歷史教材內(nèi)容（通常由客觀史實、歷史敘事、歷史認識和歷史評價組成[7]）而言，受篇幅限制，教材編寫對歷史知識的呈現(xiàn)往往是概括性、抽象性、籠統(tǒng)性太強，而知識分層、結(jié)構(gòu)不十分清晰。教師在課堂教學中必須對教材內(nèi)容進行分層、重構(gòu)，然后才能在課堂上給學生分析、講解，但仍然以抽象、大段落、分階段、切割式的文字來呈現(xiàn)。如此一來，一方面對學生感官刺激不夠，時間稍長學生會有思維上的“疲倦”感，另一方面教學的內(nèi)容僅僅是教材淺顯性知識的集合，無法揭示歷史發(fā)展的趨勢與規(guī)律，導致學生的歷史知識邏輯性不足，教學效果差強人意。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，大數(shù)據(jù)可視化技術(shù)中的文本結(jié)構(gòu)可視化技術(shù)已經(jīng)與課堂教學深度融合，可以有效促進學生對歷史知識深層邏輯性的把握。知識文本結(jié)構(gòu)可視化教學方法是在教學過程中，教師基于文本內(nèi)容或文本之間的關(guān)系把用文字符號呈現(xiàn)的歷史知識依據(jù)主題、概念進行重構(gòu)，轉(zhuǎn)化為圖形、圖像，其目的是讓學生直觀地觀察到文本中的核心信息和關(guān)鍵數(shù)據(jù)，高效理解已清晰呈現(xiàn)的知識節(jié)點之間的邏輯關(guān)系，并快速接收其中蘊含的全部知識。

在實際教學中，教師在對歷史教材知識科學處理的基礎(chǔ)上，進一步與大數(shù)據(jù)可視化技術(shù)行融合，對教材已經(jīng)分層、重構(gòu)好的歷史知識重新加工，就能獲得事半功倍的教學效果。例如，在選擇性必修三第10課“近代以來的世界貿(mào)易與文化交流的開展”的教學中，對于“全球貿(mào)易網(wǎng)的形成”史實的講解，教材以時間先后為經(jīng)線，以全球地理空間為緯線，概述了迄今500多年的世界貿(mào)易發(fā)展狀況。編者語言概括性太強，敘述的知識結(jié)構(gòu)、分層、邏輯關(guān)系不十分清晰，敘述內(nèi)容涉及歷史概念很多。如果教師沒有對教材進行深度“加工”，仍然以傳統(tǒng)的、抽象的文字呈現(xiàn)方式進行教學，不重視歷史知識呈現(xiàn)的結(jié)構(gòu)性、邏輯性、體系性、因果性，教學目標達成效率一定會很低。反之，如果教師運用大數(shù)據(jù)文本結(jié)構(gòu)可視化技術(shù)對此內(nèi)容重新建構(gòu)，以“可視化流程圖”來呈現(xiàn)知識結(jié)構(gòu)（如圖1），就能使學生對于“全球貿(mào)易網(wǎng)的形成”知識體系一目了然，深入把握此項歷史知識的內(nèi)在邏輯，提升歷史思維邏輯性。

三、借助空間信息可視化范型形塑學生的歷史時空觀念

歷史地圖是敘述歷史的一種重要方式，“它以表現(xiàn)史事的空間狀態(tài)為內(nèi)容，通過簡明而又形象的形式，反映著人類歷史的發(fā)展和演變”[8]。就中學歷史教學而言，歷史地圖運用早已成為一種重要的教學方法，借用歷史地圖培養(yǎng)學生時空觀念、學科思維方法及能力，實現(xiàn)學科核心素養(yǎng)的“落地生根”成為教育共識。但傳統(tǒng)教學中對歷史知識地圖運用也有不足，從數(shù)量看還不夠多，從內(nèi)容表述看還不能把教材文本轉(zhuǎn)化為地圖，從瞬時狀態(tài)看是靜態(tài)的，從呈現(xiàn)方式看大多是PPT投映，技術(shù)單一，從教學效益看還算不上是高效的，學生歷史時空觀念的培養(yǎng)明顯不足。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)與教育的深度融合發(fā)展，可以進一步提高歷史地圖的教學價值。目前，歷史地圖經(jīng)過大數(shù)據(jù)科技信息可視化技術(shù)處理，可由二維靜態(tài)地圖發(fā)展為三維動態(tài)地圖。三維動態(tài)地圖“是一種處于運動狀態(tài)的三維數(shù)字歷史地圖，借助于計算機綜合處理多種媒體信息的功能，將文字、圖形、圖像、聲音、動畫及視頻技術(shù)相結(jié)合，使多種信息邏輯地連接并集成為一個有機的具有人性化操作界面的空間信息傳輸系統(tǒng)”[9]，能縮短學生對歷史知識的空間感、距離感，從知識內(nèi)容看更具有真實性、動態(tài)性、直觀性、宏觀性、整體性、對比性等特征。

在教學實踐中，教師如果能運用Excel、ECharts軟件工具，把傳統(tǒng)地圖或歷史教材文本按照教學立意需要進行科學設(shè)計，制作成三維歷史地圖，再在教學過程中恰當運用呈現(xiàn)方式，會使歷史學科特點（求真、求證、求義）得到更好的體現(xiàn)，學生的學習興趣、學習方式、學習能力一定會有“質(zhì)”的變化，學生的歷史時空素養(yǎng)也會得到大幅提升。例如，教師在教學選擇性必修三“古代西亞、非洲文化”一課時，在講授“古代埃及文化”節(jié)點歷史事實時，通常把文化成就采用圖片與文字的形式通過PPT投映出來。對此，可以運用大數(shù)據(jù)三維動態(tài)地圖技術(shù)對文字與圖片內(nèi)容進行深度“加工”，制作出“古代埃及文化”的三維歷史動態(tài)視頻地圖，讓學生仿佛置身于古埃及歷史時空文明中，運用真實世界地理地圖及物質(zhì)地圖分析闡釋古代埃及當時的地理、政治、經(jīng)濟狀況對文化的影響，接著介紹文化成就的表現(xiàn)并概述其特征，最后評析其歷史地位。就古代埃及文化成就的原因而言，從地理角度看，埃及地處北非，雖然靠近西亞兩河流域及地中海地區(qū)，與之保持一定的往來，但與它們相比還是一個十分封閉的地區(qū)。尼羅河是埃及人的生命之河，尼羅河水文、氣候變化跟埃及的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與社會文明發(fā)展是息息相關(guān)的。因此，二者影響埃及人的宗教觀念和生命觀念。從政治角度看，埃及相對封閉，外來入侵者少，政局相對穩(wěn)定，君主專制強，所以出現(xiàn)了“金字塔”陵墓文化。從經(jīng)濟角度看，農(nóng)業(yè)是埃及人的主要經(jīng)濟來源，發(fā)展水平較高，一方面農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要天文、歷法來指導，另一方面農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為文化發(fā)展提供物質(zhì)基礎(chǔ)。

四、應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)視頻可視化范型涵育學生歷史知識認知整體觀

網(wǎng)絡(luò)視頻可視化與教育進行融合是數(shù)字化教育轉(zhuǎn)型的重要表現(xiàn)之一，目前已有的網(wǎng)絡(luò)視頻一部分是前人留下的視頻影像資料，另一部分是當代人創(chuàng)作的影視資料以及自媒體創(chuàng)作的視頻資料，它們數(shù)量相當多，價值不等，都在一定程度上反映了社會歷史變遷境況，是今人開展歷史研究與歷史教學的重要資源。就網(wǎng)絡(luò)視頻可視化與歷史教學融合而言，如何科學創(chuàng)制視頻以提高課堂教學效益，已經(jīng)成為當前新課程改革的熱點問題之一。歷史學科的首要特征就是“求真”，現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)視頻文本資料魚龍混雜，價值、可信度不一，因此在科學立意剪輯創(chuàng)制視頻之前，第一要務(wù)就是對歷史視頻資料進行“考據(jù)”，最好遴選第一手史料。然后借助大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)視頻可視化FineReport軟件技術(shù)，根據(jù)立意主題進行剪輯、創(chuàng)作、構(gòu)建、創(chuàng)新，選擇正確的視頻范型，把碎片化歷史視頻資料按照立意結(jié)構(gòu)、線索、邏輯剪輯出來，注意視頻片段之間銜接合理順暢，時間不宜太長。

將高質(zhì)量的可視化網(wǎng)絡(luò)視頻運用于歷史課堂教學中，一方面可以使歷史教材涉及的內(nèi)容呈現(xiàn)更真實、更全面，學習的對象更直觀、更形象，使學習者帶有歷史穿越之感，學習興趣更濃，課堂氛圍更活躍，問題討論得更有現(xiàn)實意義；另一方面，可以加深學生對歷史的認識，體會歷史發(fā)展的復雜性，培養(yǎng)學生正確的歷史價值觀，落實立德樹人。

例如，在教學選擇性必修三第13課“現(xiàn)代戰(zhàn)爭與不同文化的碰撞和交流”時，對于“現(xiàn)代新加坡文化”歷史事實，教材中的敘述大約120字，僅僅從字面抽象表述，形成幾句概括性語言，而缺少史實證據(jù)，敘述上也不夠完美，學生一般難以體會現(xiàn)代新加坡文化的特征。對此，一方面可以借用第8課“現(xiàn)代社會的移民和多元文化”中有關(guān)新加坡的歷史事實加以補充；另一方面可以下載有關(guān)新加坡的視頻資料并進行分類及考證，運用大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)視頻可視化技術(shù)，制作出大約5分鐘的“現(xiàn)代新加坡文化主題視頻”，從歷史、地理角度重新闡釋新加坡文化來源，從文明史觀的角度評價其文化的世界影響力。從課堂教學實際效果上看，采用“現(xiàn)代新加坡文化視頻”進行教學擺脫了傳統(tǒng)教學中教師講不全、講不透，而“學生吃不飽”的尷尬境況，使學生歷史知識的重構(gòu)性及整體性得到很好的培養(yǎng)，從而落實學科核心素養(yǎng)的培育。

總之，教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型已經(jīng)成為新時代教育改革的新趨勢，歷史教師需要順應(yīng)時代潮流，深入研究大數(shù)據(jù)可視化技術(shù)與課堂教學的融合之道，著力提升課堂教學效率，落實學生學科核心素養(yǎng)的培育。

參考文獻

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