浅议大数据在中学地理教学评价中的应用

王永福 何萍

摘 要：地理教学评价是中学地理教学必不可少的环节，依据客观事实进行全面科学的地理教学评价具有重要现实意义。在新课标、新课程改革背景下，传统地理教学评价不利于培养学生的地理核心素养。文章以解决传统地理教学评价存在的问题为目的，依托地理教学大数据采集应用技术，对地理教学中的“数据”进行采集、整合、分析、利用，形成有效的地理教学评价数据，从而实现精确诊断地理教学的目的。

关键词：大数据;中学地理教学;评价

一、中学地理教学大数据的内涵

“大数据”作为一个新概念近些年才被人们认知，然而对于它却没有严谨的定义。“大数据”有狭义和广义两个层面的内涵，狭义“大数据”指通过传统技术方法难以收集的大规模、碎片化的数据资源;广义“大数据”不仅指大量的数据资源，而且体现为资源、技术、能力以及思维方式的有机统一。

中学地理教学大数据指地理教育活动过程中教师教与学生学所产生的所有数据资源，不仅包括课堂内外数据资源，也包括学校和社会中的数据资源，而地理教学评价数据仅指地理教育大数据中可以应用于地理诊断的数据资源，地理教育者通过对这些评价数据资源的分析与处理，就可以得出一定的规律以及线性关系，这就达到了利用地理评价数据资源诊断地理教育的目的。

二、应用大数据进行中学地理教学评价的必要性

1.中学地理教学评价存在的弊端

随着中学地理教学持续贯彻以培养核心素养为最终目的的教育理念，反思目前中学地理教学评价存在一系列弊端，主要表现在：一是受我国传统教学模式的影响，以中考、高考为最主要的考核评价仍然是当今国内最主要的评价模式;二是地理评价理念与课程改革理念不一致，现有的地理教学评价体系仍拘泥于学科本位，只强调零散知识和孤立技能的掌握，新地理课程改革倡导的是引导学生主动探究思考地理问题，运用所学地理基础知识与基本技能解决生活中的地理问题;三是评价模式的构建、命题质量的把握、结果分析与反馈等方面经验化、研究较少和研究不够深入等问题急需解决。

2.利用大数据评价诊断地理教学的优势

随着社会的发展与科技进步，大数据在教育教学方面的应用研究越来越广泛，教师或者相关地理教育工作者通过收集、筛选、整合、分析和使用地理教育数据进行地理诊断具有可操作性。虽然目前相关领域研究较为缺乏，实践研究也比较薄弱，但是以数据支撑教学评价具有可行性，通过数据资源设计地理教学过程也有利于教师操作实施，数据资源的直接反馈能够轻易被受教育者接受，利于地理教学的开展。

三、中学地理教学评价的数据采集

1.评价“数据”和“证据”

在新课标、新课程改革背景下，教学评价方式必须具有开放性、多元性[1]。新课标要求地理教学评价需要各种有效的评价方式相结合，依据客观事实，注重收集有效的地理教学评价数据信息，根据数据和客观事实进行地理教学诊断。《教育部关于推进中小学教育质量综合评价改革的意见》中明确要基于“数据”和“证据”对教育质量做出评价[2]。中学地理教学环境中的 “数据”和“证据”的来源如图1所示，主要包括地理教师教研团队成果、個人学科素养、教学交互资源和网络地理教学资源等。学生数据库也是地理教学评价数据的构成主体，学生数据库包括学生静态数据和动态数据，学习交互、学习行为和学习路径构成了动态数据，而学生学习个性化数据、学习成果、地理学习过程性档案构成了静态数据。

2.评价数据采集方法

数据是分析与决策的关键，决策影响着教育发展的未来[3]。地理教学评价依赖于对地理教学的“数据”和“证据”进行采集。地理教学评价数据的采集技术流程分为三步（图2）。第一步，地理教育工作者和地理教师收集地理教学中的“数据”“证据”;第二步，通过对地理教学中“数据”“证据”进行筛选整合形成地理教学评价数据库;第三步，地理教研团队和相关地理教师将教学评价数据应用于地理教学诊断。

（1）地理教师评价数据采集。第一，去教育部门查阅地方教师档案，对一个地区的地理教师数量、地理教师学科背景、研究专长、地理教学技能比赛获奖数等与地理教师相关的基础数据进行采集。第二，对该地区的地理教师进行问卷调查和访谈，对地理教师进行教学交互的次数、教学教研现状和地理教研团队的教研会议次数等进行采集。第三，采用互联网等相关网络技术，对当地地理教师进行网络地理学习的次数、学习成果、学习经验、学习交互以及上传优质课件的海量数据进行采集。第四，用录音笔等类似功能的录音设备采集地理教师课堂语音数据，通过录音笔的记录，形成地理教学语音录音数据，如提问次数、口头语言使用次数、专业名词使用次数等。在后续地理教研会议或者地理交互学习时用来反映地理教师的地理教学语音状态，为地理教师教学评价提供支持。第五，采用摄像机对地理教师上课视频进行采集，录制的上课视频也是一种数据资源，通过视频可以得到地理教师的动作、语言使用等数据资源。地理教师通过观看自己的视频弥补地理教学中的不足，从而达到地理教学诊断的目的。

（2）学生评价数据的采集。第一，采用考试和问卷调查方式采集学生的静态数据，地理课程考试成绩是学生地理学习的定量评价之一，是地理教学评价的基础;用问卷调查的方式采集学生的地理学习个性化数据。第二，平板电脑与智能手机设备能够提供海量的网络地理学习教学资源，平板电脑与智能手机的App和Web端，能够记录采集地理教学视频次数与频率、地理学习内容序列节点数据、地理学习资源序列节点等数据。这些数据为地理教学评价提供有力支撑，地理教师和相关地理教育工作者可以通过这些数据，对学生地理学习过程与路径等进行地理教学评价。第三，使用智能数码笔实时监控学生的学习情况。智能数码笔和普通笔的区别在于，智能数码笔配有高速摄像功能和录音功能。笔尖的学习通过压力传感器进行摄像记录，此外，智能数码笔也能实时记录学生交互学习的语音情况，利用蓝牙无线传输功能与智能端相连接，然后传输到电脑或者移动设备中。例如，在学习用简易笔画勾画中国地图的时候，智能数码笔能准确清晰地记录学生整个完成简易中国地图的绘制，画到某一处的时候停顿了一下，通过智能数码笔的语音录制功能可以听到这位同学向同桌询问此次的轮廓怎么画等问题讨论，此外，智能数码笔也能完整记录画完中国地图所用的时间等。

四、中学地理教学评价数据分析

1.评价数据的统计分析

地理教学评价数据的统计与分析可以用Excel、SPSS（Statistical Program for Social Sciences）等电脑统计软件实现，Excel与SPSS应用软件可以生成与处理大量数据，通过表格、趋势图等形式对数据清晰呈现，让我们能更好地对数据的规律性、稳定性和随机性进行分析[4]。在整个过程中，首先将评价数据自动存入Excel、SPSS数据库，集中存储，在模板上定义表间公式，使得不同模板的数据自动互相引用、彼此同步，形成一个有机整体，以达到整合的效果。其次，利用Excel或SPSS生成规律图和相关性图，从图表中我们能够很快地挖掘评价数据的规律性，也能预测评价数据，从而揭示评价数据与地理教学环节的相关性，达到对地理教学精确诊断的目的。

2.评价数据的可视化

数据的可视化处理是一种常见的数据视觉表现形式，它能用图表或者其他形式把数据的线性关系和趋势发展情况展现给数据处理者。地理教学评价数据的可视化处理可以用Power BI的一系列组件来实现，Power BI是微软最新的商业智能（BI）概念，它包含了一系列的组件和工具，包括Power Map、Power View、Power Pivot、Power Query等。Power BI最大的特点就是把原始数据信息进行可视化处理后， 使抽象繁杂的数据变得直观简单、生动有趣[5]。

Power Map在地理教学过程中应用广泛，它可以把数据转换成可视化地图。在地理教学评价数据处理过程中，把家庭、社会、学校采集到的评价数据展现在可视化地图上，地理教育工作者可以通过对比不同时间段可视化地图展现的数据来诊断地理教学。Power View是一种数据可视化技术，可以用于快速创建交互式图表、图形和其他视觉效果，以便直观呈现数据给使用者。Power Pivot可以称之为超级透视，但是它比数据透视表功能更强大，Power Pivot主要用于在地理教学评价数据处理中建立数据模型，数据具有模型的构建，能够快速解决和处理地理评价数据庞大杂乱的问题。Power Query是超级查询，由于教育数据海量的特点，因此评价数据处理筛选时比较繁杂，Power Query能轻松地链接公众数据或者各种数据源解决这一难题。

利用Power BI对地理教学评价数据可视化处理操作执行过程如图3所示。第一步，在电脑上安装具有Power BI组件的Excel或者在微软官网直接下载;第二步，利用查询增强版Power Query筛选导入地理教学评价数据，Power Query的作用是从我们所需要的数据来源提取数据，它能够把不同来源的数据源整合在一起;第三步，利用Power Pivot组件建立地理教学评价数据的相关模型，利用建立的模型对评价数据进行处理;第四步，利用Power View组件创建报表和交互式评价数据可视化分析视图，如果涉及地理3D地图场景的可以用组件Power Map创建3D评价数据空间可视化地图;第五步，评价数据可视化推广与分享，Windows桌面应用程序（称为Power BI Desktop）、联机SaaS（软件即服务）服务（称为Power BI 服务）及移动 Power BI应用（可在 Windows 手机和平板电脑及iOS和Android设备上使用）。利用Power BI对地理教学评价数据可视化处理能够清晰映射整个地理教学过程，从而达到了通过地理教学评价数据为地理教学进行诊断的目的。

3.基于大数据的地理教学发展性评价系统设计

《基础教育课程改革纲要（试行）》提出了发展性教育评价的理念[6]。发展性评价的核心思想在于促进学生的发展，一切为了学生的发展，发展性评价的评价标准、内容、过程、方法和手段都要有利于学生的发展。

在对地理教学评价数据进行分析处理时，以地理教学评价现存问题为出发点建立基于地理评价数据的发展性评价系统，该系统由地理教学评价数据收集系统、分析子系统、对比分析子系统和反馈子系统构成（图4）。发展性评价系统的运行前期通过大数据采集与分析技术对地理教学评价数据进行可视化处理，基于学生以及教师的个人学科素养，通过与其他评价方式对比分析利用地理教育大数据的评价方式的实用性，对地理教学过程以及教学结果进行诊断与预测性分析。在系统的反馈阶段，“仪表盘”采用信息跟踪技术，对学习者的学习行为、习惯、情绪、兴趣等信息进行记录和追踪[7]。地理教师根据“仪表盘”给出的结果对整个地理教学过程进行诊断。地理教学发展性评价系统将零散的地理教学大数据、数据分析、教学评价等进行有序的整合，形成一个有序的整体。

综上所述，大数据对于中学地理教学评价的启示如下：①地理教学大数据具有海量和天量的特点，地理教师要及时掌握地理教学评价数据的采集和分析技术与方法，利用地理教学过程中产生的海量教学数据资源，对地理教学进行精确诊断与分析;②只有服务于地理教学并且促进地理教育发展的数据，才是地理教学评价的有效数据。这就要求地理教师以及相关地理教育工作者精确筛选和使用评价数据资源，为后续的地理教育大数据深度发掘与利用打好基础;③依托地理评价大数据进行地理教学诊断时，很多评价技术与手段都采用电脑软硬件技术与App等网络端口进行数据处理，因此，保护地理教师以及学生的隐私也尤为重要;④大数据在地理教学评价中的应用和结合研究较少，因此需要相关地理教育工作者对地理教学中的超大量数据进行挖掘和分析， 还需要充分结合地理教育的实际， 这显然是个长期且艰巨的过程， 需要相关学者不断努力探索。

通讯作者：何  萍

参考文献：

[1] 李杭. 新课改背景下改革课程评价体系强化高中英语教学[J]. 校园英语， 2019（07）：124.

[2] 覃明勇.“數据+证据”：中小学教育质量综合评价的呈现与表达方法[J]. 广西教育学院学报，2014（06）：196-199.

[3] 王清. 面向决策的教育大数据采集与服务集成研究[J]. 上海教育， 2018（13）：69-71.

[4] 蒋可邦. Excel软件在高中统计学学习中的应用研究[J]. 决策探索（下）， 2019（02）：74.

[5] 薛晓儒， 储文胜. Power BI在内部审计中的应用[J]. 中国内部审计， 2019（01）：56-59.

[6] 陶含怡.从测验到评价——教育评价发展百年变迁[J]. 基础教育论坛， 2019（06）：4-6.

[7] 张振虹， 刘文， 韩智. 学习仪表盘：大数据时代的新型学习支持工具[J]. 现代远程教育研究， 2014（03）：100-107.