讓教學(xué)決策有據(jù)可依

羅明 陳映暉 楊平展

摘 要 教學(xué)數(shù)據(jù)分析是教學(xué)決策的重要依據(jù)，教師需要具備一定數(shù)據(jù)素養(yǎng)，掌握一定的教學(xué)數(shù)據(jù)分析方法，才能從教育目標和受教育者的知識背景、個體特征出發(fā)，選擇有效的教學(xué)方法，使受教育者身心發(fā)生預(yù)期的發(fā)展和變化。本文基于班級教學(xué)數(shù)據(jù)，討論建立學(xué)生個體與知識點學(xué)習關(guān)系數(shù)據(jù)表，為教學(xué)決策提供一個有用的分析工具。

關(guān)鍵詞 數(shù)據(jù)分析 教學(xué)決策 S-P表

中圖分類號：G623.5文獻標識碼：A

教學(xué)過程是一種信息過程，針對其過程中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)進行采集和分析，得到的信息可以用于評價和指導(dǎo)后續(xù)教學(xué)活動。教學(xué)數(shù)據(jù)分析的結(jié)果是教學(xué)決策的重要依據(jù)，它對指導(dǎo)教學(xué)、準確評估學(xué)生學(xué)習能力進而提高教學(xué)質(zhì)量具有重要意義。當前，數(shù)據(jù)分析在教學(xué)中的運用大多還停留在淺層次和傳統(tǒng)方法上，很多教師只是在每次考試后進行簡單的名次排序和求平均分，并且這項工作還多是請班上學(xué)習委員或課代表手工完成，費時費力。其實教學(xué)數(shù)據(jù)分析與處理的方法有很多，特別是發(fā)生于技術(shù)平臺上的學(xué)習活動數(shù)據(jù)的采集非常便捷，甚至很多平臺本身就具有功能很強大的分析工具，通過對處理結(jié)果的分析可以規(guī)劃、設(shè)計和評價各類教學(xué)系統(tǒng)，以期實現(xiàn)對教學(xué)系統(tǒng)要素的控制決策。本文基于班級教學(xué)數(shù)據(jù)，討論建立學(xué)生個體與知識點學(xué)習關(guān)系數(shù)據(jù)表，精細分析教學(xué)活動狀況，供教師評價日常的教學(xué)和進行實時的教學(xué)決策。

1教學(xué)數(shù)據(jù)分析與教學(xué)決策

教學(xué)數(shù)據(jù)分析是基于信息科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)、數(shù)理科學(xué)的理論和方法。通過教學(xué)系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)進行分析，其結(jié)果可以有效應(yīng)用于完善教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計、控制和決策。教學(xué)數(shù)據(jù)的采集與分析能力應(yīng)該成為大數(shù)據(jù)時代教師的信息素質(zhì)培養(yǎng)的重點內(nèi)容，教師需要更多的采用教學(xué)數(shù)據(jù)分析的理念和技術(shù)方法，幫助自己的教學(xué)決策，促進教育教學(xué)效率和效果的提高。

教學(xué)是一個可以實現(xiàn)控制的復(fù)雜的動態(tài)系統(tǒng)，該系統(tǒng)中，教師是控制主體。由于教學(xué)系統(tǒng)運動的多維性和多變性，在對該系統(tǒng)施加控制時，決策顯得尤為重要。決策需要依據(jù)，現(xiàn)代教育廣泛依托各類平臺，通過提取或挖掘可以獲得豐富的平臺數(shù)據(jù)，基于數(shù)據(jù)的分析可以獲得決策依據(jù)。教學(xué)數(shù)據(jù)分析的過程可分為以下四步：

（1）確定教學(xué)決策數(shù)據(jù)需求;（2）確定采集與分析方法;（3）實施數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)分析;（4）根據(jù)分析結(jié)果進行教學(xué)決策。

大數(shù)據(jù)技術(shù)風靡全球，人們都在普遍關(guān)注通過分析和挖掘全量的而非抽樣的大數(shù)據(jù)來輔助決策。大數(shù)據(jù)分析可以揭示教學(xué)系統(tǒng)及其要素作用的普遍性特征或趨勢，為一線教師的教學(xué)決策提供有效的參照。但因大數(shù)據(jù)很難使用常規(guī)軟件工具進行捕捉、管理和處理，教師們可能更需要通過獲取班級教學(xué)小數(shù)據(jù)，并基于班級教學(xué)數(shù)據(jù)的分析來有針對性的解決教學(xué)活動中產(chǎn)生的決策需求。目前，班級教學(xué)數(shù)據(jù)分析主要關(guān)注測試成績，且大都是半自動的手工錄入和計算機輔助計算相結(jié)合的處理方式，不僅低效，且數(shù)據(jù)容易發(fā)生錯誤或丟失。為幫助教師教學(xué)決策，實現(xiàn)精準教學(xué)，我們向一線教師推薦一種通過建立二維數(shù)據(jù)表，借助相關(guān)分析策略以解決教學(xué)決策問題的基于S-P表的數(shù)據(jù)分析方法。

2 S-P二維數(shù)據(jù)表的構(gòu)建

教學(xué)效果很大程度上取決于學(xué)生對關(guān)鍵知識技能的掌握情況，使學(xué)生掌握所學(xué)知識技能的重要方式是在群體教學(xué)中輔以每個學(xué)生頻繁的反饋和矯正性幫助，通過不斷反饋矯正，使大多數(shù)學(xué)生都能達到教學(xué)大綱所規(guī)定的學(xué)習目標。如何及時地提取課堂教學(xué)數(shù)據(jù)，并對提取的數(shù)據(jù)進行診斷分析，為矯正學(xué)習的決策提供依據(jù)，這是教學(xué)中值得研究的課題。

日本慶應(yīng)義塾大學(xué)藤田廣一教授根據(jù)廣義信息論的觀點提出了用于課堂教學(xué)數(shù)據(jù)分析的S-P表（student problem score table），在改進教學(xué)，分析教材和掌握學(xué)生學(xué)習情況等方面取得了較好的成果。S-P表是以圖表形式表示學(xué)生個體與知識點測試關(guān)系的數(shù)據(jù)表，在該數(shù)據(jù)表中，以學(xué)生解答知識點測試問題的得分為S數(shù)據(jù)，以測試問題被學(xué)生正答的得分為P數(shù)據(jù)，并按得分由高到低對S和P進行排序之后，根據(jù)一定規(guī)則建立S曲線和P曲線、標示S警告系數(shù)和P警告系數(shù)。S曲線和P曲線是根據(jù)基本統(tǒng)計結(jié)果從測試得分表中提取出來的反映知識點學(xué)習時有關(guān)學(xué)生到達度（分數(shù)）水平和測試題質(zhì)量特性的2個特征參量的變化和分布狀況，警告系數(shù)直接反映值得關(guān)注的學(xué)生個體和測試問題。通過觀察S曲線，每個學(xué)生的到達度、全班學(xué)生的到達度分布以及班級平均水平一目了然。通過觀察P曲線，每個測試問題的難易程度、全部測驗問題的答對率分布情況一目了然。這樣，根據(jù)S-P表，分析者就可以將每一個學(xué)生的答對、答錯的模式與全班的學(xué)習傾向和所達到的水平進行對照，從而獲得有關(guān)學(xué)生學(xué)習狀況和教師教學(xué)效果的信息，也可以通過測試問題得分分布和相應(yīng)警告系數(shù)大小，分析每一個知識點的教學(xué)內(nèi)容決策水平與執(zhí)行效果。下面我們來具體闡述S-P二維數(shù)據(jù)表的構(gòu)建。

2.1原始得分矩陣轉(zhuǎn)化為布爾矩陣

某題正確答案為D，若學(xué)生答案為D，記為1，若學(xué)生答案非D則記為0。其他類型類似處理，只有0和1兩種選擇。以此規(guī)則標記學(xué)生答對測試問題情況和每個測試問題的正答情況，原始得分矩陣即轉(zhuǎn)化成了布爾矩陣。以某測試結(jié)果為例，由15位參與測試的學(xué)生得分情況和10個測試問題被解答情況所構(gòu)成的布爾矩陣如圖1所示：

2.2重排

（1）將學(xué)生按得分從高到低排列，得分最高者在最上。

（2）將問題按得分從高到低排列，答對人數(shù)最多的在最左。

2.3畫出S曲線和P曲線（如圖2）

S線（粗線）左邊的格數(shù)等于該學(xué)生的得分總數(shù)。

P線（細線）上方的格數(shù)等于該問題被正答總數(shù)。

2.4確定學(xué)生警告系數(shù)和問題警告系數(shù)

學(xué)生警告系數(shù)和問題警告系數(shù)分別表示學(xué)生和試題在測試過程中出現(xiàn)異常的程度，應(yīng)通過編程由平臺去執(zhí)行警告系數(shù)計算公式求得（見圖2），因計算過程比較復(fù)雜，不適于一線教師用普通計算工具實現(xiàn)，我們推薦直接觀察S-P表中得分數(shù)據(jù)的分布狀況，對警告系數(shù)進行評估，以確定值得關(guān)注的學(xué)生或測試題。評估的原則是：