讓教學(xué)決策有據(jù)可依-向教師介紹一種班級教學(xué)數(shù)據(jù)的分析方法

1、讓教學(xué)決策有據(jù)可依一一向教師介紹一種班級教學(xué)數(shù)據(jù)的分析方法【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(biāo)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)期的開展和變化。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(diǎn)學(xué)習(xí)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?！娟P(guān)鍵詞】數(shù)據(jù)分析 教學(xué)決策 S-P表教學(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(jìn)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(zhǔn)確評估學(xué)生學(xué)習(xí)能力進(jìn)而提高教學(xué)

2、質(zhì)量具有重要意義。當(dāng)前，數(shù)據(jù)分析在教學(xué)中的 運(yùn)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(jìn)行簡單的名次排序和 求平均分，并且這項(xiàng)工作還多是請班上學(xué)習(xí)委員或課代表手工完成，費(fèi)時費(fèi)力。其實(shí)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(xí)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(qiáng)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(jì)和評 價各類教學(xué)系統(tǒng)，以期實(shí)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(diǎn)學(xué)習(xí)關(guān)系數(shù)據(jù)表，精細(xì)分析教學(xué)活動狀況，供教師評價日常的教學(xué)和進(jìn)行 實(shí)時的教學(xué)決策。一、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

3、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(jìn)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(jì)、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(diǎn)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(jìn)教育教學(xué)效率和效果的提高。教學(xué)是一個可以實(shí)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(yùn)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：.確定教學(xué)決

4、策數(shù)據(jù)需求.確定采集與分析方法.實(shí)施數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)分析.根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行教學(xué)決策大數(shù)據(jù)技術(shù)風(fēng)行全球，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(jìn)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(jì)算機(jī)輔助計(jì)算相結(jié)合的處理方式，不僅低效，且數(shù)據(jù)容易發(fā)生錯誤或喪失。為幫助 教師教學(xué)決策，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)教學(xué)，我們

5、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。二、SP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)生頻繁的反響和矯正性幫助，通過不斷反響矯正，使 大多數(shù)學(xué)生都能到達(dá)教學(xué)大綱所規(guī)定的學(xué)習(xí)目標(biāo)。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(jìn)行診斷分析，為矯正學(xué)習(xí)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(diǎn)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(jìn)教學(xué)，

6、分析教材和掌握學(xué)生學(xué)習(xí)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(diǎn)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(diǎn)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(jìn)行排序之后，根據(jù)一定規(guī)那么建立S曲線和P曲線、標(biāo) 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(jì)結(jié)果從測試得分表中提取出來 的反映知識點(diǎn)學(xué)習(xí)時有關(guān)學(xué)生到達(dá)度(分?jǐn)?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(dá)度、全班學(xué)生的到達(dá)度分布以及班級平均水平一目了然。通過觀察P曲線，

7、每個 測試問題的難易程度、全部測驗(yàn)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(xí)傾向和所到達(dá)的水平進(jìn)行對照，從 而獲得有關(guān)學(xué)生學(xué)習(xí)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(diǎn)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。.原始得分矩陣轉(zhuǎn)化為布爾矩陣某題正確答案為D,假設(shè)學(xué)生答案為D,記為1,假設(shè)學(xué)生答案非D那么記為0。其他類型類 似處理，只有。和1兩種選擇。以此規(guī)那么標(biāo)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

8、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：P1P2P3P4P5P6P7PSP9P10總分%S1011011010660S20111100000440S31111101101880S40111111110880S51111111001880S60110000100330S71111111101990S81001111101770S9111111111110100S10111011000050S110101111001660S120110111110770S130111111011880S140110101000440S150111111100770

9、總分6141310141111957%40938767937373603347圖1某測試數(shù)據(jù)的S-P布爾矩陣.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.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(xì)線）上方的格數(shù)等于該問題被正答總數(shù)。.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(jì)算公式求得（見圖2）,因計(jì)算過程比擬復(fù)雜，不適于一線 教師用普通計(jì)算工具實(shí)現(xiàn)，我們推薦直接觀察S-P表中得分?jǐn)?shù)據(jù)的分布狀況，對警告

10、系數(shù)進(jìn) 行評估，以確定值得關(guān)注的學(xué)生或測試題。評估的原那么是：S線左邊“0”和右邊“1”偏離S線越遠(yuǎn)，學(xué)生警告系數(shù)越大。P線上方“0和下方“1”偏離P線越遠(yuǎn)，問題警告系數(shù)越大。通過上述步驟，S-P表構(gòu)建如下：問 學(xué)生、P2P5P3P6P7P4P8PIOPlP9總分%學(xué)生警告系數(shù)S91111111111101000.00S711111111dF9900.00S31110111108800.56*S511111101108800.33S1311111101018800.44S4111111100Fs800.00S1 5111111107700.S80101111110i70k17”S1211111

11、010017700.42S1111100016600.54今S1111011J。1006600.46S1O1111000105500,36S21110Ff00004400.08S141111 1,工000004400.00S61011rr0010003300.4o總分1414131111109一65%93938773736760474033: p曲段何題警告系數(shù)1.090.000. 940. 280.180. 260. 580.170. 360.41： s曲線圖2某測試的S-P二維數(shù)據(jù)表三、基于SP二維數(shù)據(jù)表的分析模型及其在教學(xué)決策中的應(yīng)用.基于S-P表分析的決策信息S曲線分析S曲線越靠右說明

12、學(xué)生答的越好。S曲線中間（水平局部）沒有出現(xiàn)斷層，說明學(xué)生的 成績沒有出現(xiàn)兩級分化。假設(shè)出現(xiàn)斷層，說明學(xué)生可能對某些問題出現(xiàn)了錯誤的理解，或?qū)δ?些問題中的條件沒有把握好。通過S曲線分析可以讓教師掌握每一個學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，有 利于因材施教。P曲線分析P曲線越靠下說明問題的答對率越高。在上圖中P曲線中間垂直局部出現(xiàn)兩段較小的斷 層，即P3和P6之間，P8和P10之間，說明P3和P6, P8和P10之間難度有較明顯的差異。 因?yàn)闇y試問題通常都關(guān)聯(lián)某具體的教學(xué)知識點(diǎn)，教師可以因此而準(zhǔn)確判斷每一個知識點(diǎn)的教 學(xué)效果，有利于后續(xù)教學(xué)的決策。學(xué)生警告系數(shù)分析學(xué)生3和學(xué)生1的警告系數(shù)分別為0. 56, 0.

13、 54,需要引起注意，學(xué)生8的警告系數(shù)為L 17, 需要特別注意?？梢詮囊韵聨讉€方面考慮：學(xué)生是否存在粗心大意現(xiàn)象；學(xué)生的能力是否穩(wěn) 定；學(xué)生是否具備回答下列問題的基礎(chǔ)知識，是否存在“蒙”的情況；學(xué)生對該問題的理解是否 與其他學(xué)生有明顯的區(qū)別；學(xué)生平常的成績?nèi)绾?。問題警告系數(shù)分析S-P表顯示了問題2、問題3和問題8的警告系數(shù)分別為L 09、0. 94和0.58,提醒教 師應(yīng)關(guān)注這三個測試問題。但是經(jīng)我們仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)，問題2和問題3這兩道題的警告系數(shù) 較之問題8雖然更大，但由于問題2和問題3都是由于學(xué)生8引起的，所以很可能不是這兩 個題目本身的問題。而問題8那么更值得關(guān)注，引起警告系數(shù)大的原因可

14、能是問題表述不明確 產(chǎn)生學(xué)生審題失誤，也可能是學(xué)生對該測試題所屬知識點(diǎn)未能很好的理解，具體是何原因, 需要教師通過對該測試題的重新審核或進(jìn)行教學(xué)反思加以認(rèn)定，以利于提高命題質(zhì)量或改善 自己的教學(xué)。正答率與測試效度分析本次測試中，10個測試問題由15位學(xué)生作答，共計(jì)發(fā)生150次答題行為，由圖2統(tǒng)計(jì) 正答次數(shù)為100次，正答率到達(dá)了 2/3,說明學(xué)生掌握的較好。從測試目標(biāo)看，常見測試類型有測驗(yàn)型、練習(xí)型、操練型和程序?qū)W習(xí)型，不同測試類型 其S曲線和P曲線的位置和形狀均有各自的特點(diǎn)，程序?qū)W習(xí)型測試難度較低，曲線整體會向 右下角方向偏移，用于評價學(xué)習(xí)效果的測驗(yàn)型測試通常都需考查學(xué)習(xí)深度和廣度，測試難度

15、 稍大，曲線會偏向左上角，如圖3所示：測驗(yàn)型練習(xí)型測驗(yàn)型練習(xí)型操練型程序?qū)W習(xí)型圖3常見測試類型的S曲線和P曲線位置本次測試的初衷是幫助學(xué)生理解和掌握知識，屬于練習(xí)型測試，圖2反映的也正是屬于 練習(xí)型曲線。學(xué)生有總分值者，但沒有零分者，問題沒有被全體學(xué)生答對的，也沒有全答錯的。 據(jù)此可分析教學(xué)效果，判斷實(shí)際測試是否與測試初衷一致，測驗(yàn)的效度如何。. S-P二維數(shù)據(jù)表建模分析數(shù)據(jù)中的決策信息（1）學(xué)生分析：利用 Yio-CSi （學(xué)生得分率-學(xué)生警告系數(shù)）模型（如圖4）,可以 找出成績最好且穩(wěn)定的學(xué)生、成績最差且穩(wěn)定的學(xué)生、以及在一般統(tǒng)計(jì)描述中無法發(fā)現(xiàn)的成 績不穩(wěn)定的學(xué)生。YioZ被正答率高 且可顯0.75被正答率高 但不可克Z被正答率高 且可顯0.75ONasLA CsiONasLA Csi13被正答率低 不可克破正答率低 且可免被正答率低 不可克/圖4 Yio-CSi模型（2）教學(xué)方法分析：利用Yjo （問題正答率）-CPj （問題警告系數(shù)）模型（如圖5）, 可以找出被學(xué)生理解且非?？煽康闹R內(nèi)容（II）,學(xué)生似乎理解但不可靠的知識內(nèi)容（I）, 表示被學(xué)生理解的知識內(nèi)容，并分析探索有關(guān)教學(xué)媒體選擇和運(yùn)用的方法與規(guī)律。/且可宓D.7S被正答率高 但不可喜/且可宓D.7SQ250151.25, Q250151.25, Cpj1.5IV(X25被正答率低 不可期被