走向數據實證科學的教育評價改革研究

陳琪　陶維波

在大數據和“互聯網+”條件下，教育以前所未有的態勢繼續著現代化的進程與變革。區縣級教育信息化工作推進該如何與教育內在規律和國際教育信息化發展總體趨勢有效結合，以何種方式面向不斷演進和迭代的新技術，從而將感性的教育工作轉化成以數據為實證的行為科學，推動教育的深化發展。本文通過闡釋武漢市江漢區教育局立足于十二五“智慧教育”的數據項目建設基礎，提出了十三五“云領江漢 ‘數智教育”的信息化建設理念，旨在基于大數據體系構建，構架受教育者個性化發展的科學采集、分析和支持平臺，探索大數據和“互聯網+”條件下大數據支撐教育評價科學發展的實現路徑。

數據是信息的載體，信息是有背景的數據，而知識是經過歸納和整理，最終呈現規律的信息。當代社會在信息技術的強力推進下，各行各業都擁有了海量的數據。

經過多年的教育信息化建設，特別是“教育云”項目建設以來，江漢區學校在教育信息化硬件方面已相對均衡。在當前“互聯網+”環境下，江漢區教育局充分利用已有的信息化平臺和體系，構建科學合理的教育數據收集和分析系統，為教育評價改革提供新的途徑和方式。

一、頂層規劃設計

根據國家和教育部相關文件精神，結合《教育部關于推進中小學教育質量綜合評價改革的意見》（以下簡稱：《意見》）對教育評價改革的要求，江漢區教育局在“十二五”期間不斷完善基礎平臺構建和數據標準制訂，著力推進數據實證科學條件下的教育評價改革研究。

江漢區教育局依據10年多的大型城域網運管經驗和教育信息化建設經驗，總結出了“六個基于”（基于標準的頂層設計、基于知識點的建培用管評、基于平等共創的師生角色互換、基于泛在網絡的主動學習環境、基于公益免費的教育資源共享、基于數據分析的教育教學管理）和“一個閉環”（如圖）的建設理念。該理念在系列建設中成為一直遵循和執行的建設方略。

同時，江漢區教育局還致力于教育信息化標準體系的建設，制訂了《教育管理信息和教育基礎代碼數據標準》《SSO單點登錄標準》和《教育資源數據標準》三個標準，并將標準建設與學科知識體系建設、教育評價體系建設有機結合在一起，形成推進教育改革深化發展的重要工作抓手。

從頂層設計、標準制訂到專家“把脈”，江漢區教育局在大數據支撐的教育評價改革體系方面做了充分的理念、智力、標準與技術儲備。

二、項目實施建設

根據《意見》中制訂的品德發展水平、學業發展水平、身心發展水平、興趣特長養成與學業負擔狀況五個指標，經過專家討論，根據區實際狀況，江漢區教育局結合數字化知識點體系建設，選取“學業負擔狀況”為切入點，進行教育評價改革。

1終結性評價項目建設（EXAM教育考試綜合管理系統項目）

江漢區教育局認為在目前階段進行“學業負擔狀況”評價的改革切入點應該是基于對評價數據的收集和分析。這不是傳統意義上的質量分析，而是基于對學科知識點體系的數字化、并在此基礎上實現考評環節的標準化、電子化、數據化，同時科學的評價模型構建將極大提高教育管理的效度和精度。

目前實現了小學數學、初中數學、物理和化學四個學科1000多個課程標準知識點的數字化，并且與終結性評價測評的試題進行了全面整合，通過改造教育考試傳統環節，將考場分配、登分、分析與結果呈現全面數字化。實現了學生學情的科學精細化分析，通過學生賬號將分析數據推送到學生個人賬戶中。“標準分”的引入實現了學生學情在大數據背景下的科學分析，特別是實現了不同學科之間的可比性，跨學科、多維度、形成性和系統化的評價體系大大提高了學情分析的實效性。

截至目前，該項目共進行了9次學期終結性評價教育大數據采集和分析，共積累用戶148212名，其中學生用戶68637名（在籍學生28859名），家長用戶78443名。大型終結性評價9次，單項能力測試4次，定義試卷2043份，測試次數466次。共有303705人次參與測試，創建考場4090個，積累495777次學生階段性教育數據。所有數據全面實現電子化，可以進行階段性、跨學科和歷史維度的橫比與縱比，并且實現了學情分析直接推送。

2.形成性評價項目建設（Homework智能家庭作業項目）

終結性評價畢竟在學生學習時間、學習壓力等關鍵性指標方面不能滿足“學業負擔狀況”的分析要求。鑒于此，江漢區教育局通過切入到日常形成性評價過程中，采集和分析學生過程性的數據資料，為科學、客觀、全面的學生評價工作進一步積累數據。

數字化的家庭作業可以通過平臺、教育資源體系和數據分析模型等方式，將原來不能量化和采集的數據全面數字化。例如在傳統的作業中，所有的學生得到的作業都是統一的，無法根據學情進行分類指導。而在江漢區教育局開發的Homework平臺上，系統會根據學生過程性的數據和學情進展，推送不同難度的作業，實現個性化指導與練習。同時根據反饋情況，智能化地決定下一環節的學習進度，這樣不僅降低了教師批改作業的負擔，同時，教師可以借助大量過程性數據和分析結果，進行有針對性的教學安排，提高課堂教學效率。學生也會因為學習方式的變化和及時的數字化反饋，表現學習的熱情和動力。

3.評價結果展現項目建設（Knowledge Maps知識地圖項目）

教育質量綜合評價改革的目標是以學生發展為核心，建立科學多元的中小學教育質量評價制度，促進學生全面發展，健康成長。要充分利用學生的過程性數據、基礎教育質量監測等成果和教育質量監測和評價機構的評測工具，科學、有序開展評價工作。

基于前兩個項目建設，江漢區教育局已經積累了45萬條元組數、學生單項數據360萬條，折合到知識點數據，可以獲得上千萬條過程性數據。將這樣龐大的基礎數據通過信息化手段可以輕松地轉化為教育決策、教學評價、學情分析和個性化發展的科學依據。

通過對終結性評價和形成性評價項目的建設，進一步將教育大數據分析結果細化到知識點，以小學數學為主要研究方向，構建了全國首例個性化學情導航功能“知識地圖”系統。

根據個人學情數據，結合科學的知識點分類體系，精確定位學生在學情某一點上前驅（前面已經學過的知識點）方面的優劣和后繼（將要學習的知識點）學習路徑。將學習的過程、質量，以及需要關注的“熱點”通過直觀的DAG有向無環圖呈現（DAG：Directed Acyclic Graph 在數學和計算機科學中的有向無環圖，也就是說，它是由集合的頂點和有向邊構成，每條邊連接一個頂點到另一個頂點，例如，從頂點v開始，沿著有序的邊，最終循環再次回到V是不可能的）。江漢區教育局借用這個概念，結合小學數學的知識點結構，開發了基于DAG圖例的知識地圖，通過知識點前驅后繼關系描述的知識組織結構，不僅可以了解個人知識結構狀況，還可以很直觀了解任意知識點上學習者個人的狀況，以及在知識點體系上學習者的未來發展趨向和與之相關的資源智能推送。知識地圖揭示了學生個體學習的路徑和質量，將學習的主動權和選擇權真正交給了學生。

例如：如果學生在“奇偶數”這個點存在學習障礙，結合知識地圖就可以查看這個知識點的前驅知識點“倍數和因數”是否存在學習問題。如果前驅知識點沒有學習好，學習者就應該去完善前驅知識點。這樣就能夠準確分析并直觀呈現學生學習問題的原因。

同時，在知識地圖采用不同的顏色區分出不同的成績，可以迅速呈現個人知識點成績的分布，從而找到知識體系中的薄弱環節，通過這些薄弱環節的學習，可以有針對性進行個人知識結構的完善，從而提高學生學習自主性，推動自我完善。

知識地圖的功能還不止于此。“成績變化趨勢線”的引入，是基于大數據和“數值分析”的數據挖掘結果，通過科學計算，可以大致研判該名學生下一階段學情發展趨勢。只要外部環境沒有發生較大變化，這種趨勢在某種程度上就可以反映該名學生發展趨向，這在傳統的學情分析中是無法做到的。

全部知識點的遞進關系形成了個人知識的組織結構，從認知行為科學角度來看，人類掌握的任何知識都可以用知識地圖的形式展現出來。科學的教育評價就應該是通過大數據和智能評價工具，將教育發展的主動權真正交給學生。通過百度等搜索，此項工作在國內尚無先例。目前，江漢區教育局正在開發自己的跨平臺App客戶端——“云梯”（Cloud Ladder），不久，所有的學情分析和數據圖示將依據用戶的屬性和權限，向區內每一位教育系統的用戶進行分層開放和免費推送。

“學業負擔狀況”評價改革大數據建設只是整個教育質量綜合評價改革的一小部分，是目前整個評價環節中最好量化的指標。未來的整體評價應該是以學業評價為主軸，統籌和聯動其他方面評價的數據收集，通過技術標準對接，完成各評價體系數據的互聯互通，實現綜合評價體系的多維度數據分析。這樣就能發揮數據科學評價的正確導向作用，推動良好的育人環境建設，促進素質教育的深入實施。

（作者單位：武漢市江漢區教育局）