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林書兵,副教授,博士研究生,北京師范大學(xué)人文和社會科學(xué)高等研究院,研究方向:智慧教育?教育大數(shù)據(jù)(1023180893@qq.com);張學(xué)波:教授,博士生導(dǎo)師,華南師范大學(xué)教育信息技術(shù)學(xué)院,研究方向:教育信息化(zhangxb@126.com)? 數(shù)據(jù)在教育領(lǐng)域應(yīng)用的創(chuàng)新范式與變革成效,讓廣大一線教師成為數(shù)據(jù)驅(qū)動教學(xué)決策應(yīng)用的忠實擁躉?教育數(shù)據(jù)應(yīng)用涵蓋從數(shù)據(jù)收集?分析?解釋以及決策行動等一系列技能子集,印證著艾可夫(Ackoff, 1989)的數(shù)據(jù)—信息—知識—智慧的數(shù)據(jù)認知金字塔?在將抽象數(shù)據(jù)解釋成具體信息的過程中,如何識別教育數(shù)據(jù)呈現(xiàn)的內(nèi)隱問題,如何基于現(xiàn)實語境解讀數(shù)據(jù)的內(nèi)涵意指,如何基于數(shù)據(jù)分析提供教學(xué)改進的實施策略和行動指南等是實現(xiàn)從數(shù)據(jù)到價值的核心階梯,也是一線教師數(shù)據(jù)應(yīng)用必須跨越的認知鴻溝?一直以來,教學(xué)實踐領(lǐng)域常將聚集效應(yīng)等同于價值凸顯,將教育數(shù)據(jù)應(yīng)用過程簡化為數(shù)據(jù)采集加工和處理,而對如何識別和解讀數(shù)據(jù)避而不談?因此,本研究從教育數(shù)據(jù)應(yīng)用的心理機制和過程原理角度,總結(jié)數(shù)據(jù)解讀的心理過程,提煉教育數(shù)據(jù)解讀的一般操作技能框架,以期為教師數(shù)據(jù)應(yīng)用能力提升指明方向?
教學(xué)決策是教育領(lǐng)域由來已久的研究領(lǐng)域,通常指教師為了實現(xiàn)教學(xué)目標與完成教學(xué)任務(wù),通過對教學(xué)實踐的預(yù)測?分析和反思,確定最有效的教學(xué)方案?隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)在各領(lǐng)域的應(yīng)用以及不斷凸顯的預(yù)測?分析和決策價值,教育領(lǐng)域也期待數(shù)據(jù)能夠推動自身從以經(jīng)驗和直覺為主要教學(xué)依據(jù)的模式,向基于證據(jù)的決策范式轉(zhuǎn)變?當前,數(shù)據(jù)驅(qū)動的教學(xué)決策理念和行動在世界范圍內(nèi)蔚然成風(fēng),利用數(shù)據(jù)改善學(xué)校教育實踐,已成為學(xué)校變革趨勢之一,數(shù)據(jù)驅(qū)動的教學(xué)決策理論和實踐研究也在不斷增長?然而,相關(guān)研究顯示,數(shù)據(jù)驅(qū)動的教學(xué)決策應(yīng)用成效尚無定論?在從教學(xué)數(shù)據(jù)獲取到教學(xué)決策輸出的價值蛻變過程中,數(shù)據(jù)?教師?團隊和學(xué)校等境脈性特征都會對教育數(shù)據(jù)應(yīng)用成效產(chǎn)生實際影響(Marsh, 2012;Mandinach & Gummer, 2015; Faber & Visscher, 2021),教學(xué)者如何從抽象數(shù)據(jù)中解讀出有價值的信息,恰為這一過程最關(guān)鍵的一環(huán)?(一)數(shù)據(jù)聚集不能等同于價值呈現(xiàn)數(shù)據(jù)存在和數(shù)據(jù)使用之間往往存在巨大差距?達文波特等(Davenport & Prusak,1998)曾將數(shù)據(jù)定義為“關(guān)于事件的一組離散?客觀的事實”,即數(shù)據(jù)不提供判斷或解釋,也不顯示可持續(xù)的行動基礎(chǔ)?庫森等(Cousins & Leithwood, 1993)指出,數(shù)據(jù)難以直接體現(xiàn)價值,需要對其進行人為解釋?在教育領(lǐng)域,數(shù)據(jù)必須轉(zhuǎn)換成學(xué)?？梢允褂玫男畔⒉趴赡軐ψ兏锲鹬巫饔?達特諾等(Datnow et al.,2007)研究顯示,相對于收集數(shù)據(jù),閱讀和使用數(shù)據(jù)更難?數(shù)據(jù)雖可以突出教學(xué)實踐的優(yōu)缺點,但不能直接提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果,中間需要教學(xué)者對數(shù)據(jù)的認知?解釋和理解?首先,數(shù)據(jù)解讀是一個涉及教師多維知識綜合應(yīng)用的過程?數(shù)據(jù)驅(qū)動教學(xué)決策研究著名專家曼蒂納克(Mandinach & Gummer,2016)提出教學(xué)數(shù)據(jù)素養(yǎng)定義時,特別強調(diào)教師需要將數(shù)據(jù)的理解與標準?學(xué)科知識和實踐?課程知識?教學(xué)內(nèi)容知識以及對學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)方式的理解結(jié)合起來,才能應(yīng)對復(fù)雜的數(shù)據(jù)驅(qū)動的教學(xué)決策實踐?無論是定性的還是定量的數(shù)據(jù),教師都必須在特定內(nèi)容領(lǐng)域進行解釋,并與后續(xù)教學(xué)實踐相聯(lián)系?在解讀數(shù)據(jù)的過程中,教師必須考慮相關(guān)的學(xué)習(xí)進展或內(nèi)容規(guī)范?在制定教學(xué)計劃時,教師將這些數(shù)據(jù)?他們在特定內(nèi)容領(lǐng)域的教學(xué)知識及其對學(xué)生如何更好地學(xué)習(xí)這些內(nèi)容的理解整合起來,通過聯(lián)系教師的教育學(xué)知識轉(zhuǎn)化為教學(xué)行動?而且,當基于數(shù)據(jù)的解釋拒絕了教師最初的教學(xué)假設(shè)時,或者教師收到錯誤無效的行動反饋時,數(shù)據(jù)收集工作必須重新開始,直至教學(xué)工作者認為數(shù)據(jù)足夠可靠和有效(Marsh,2012)?其次,數(shù)據(jù)使用也是復(fù)雜的非線性過程,常涉及多個反饋回路?科伯恩等(Coburn et al,2005)指出,數(shù)據(jù)驅(qū)動的教學(xué)決策研究大多關(guān)注數(shù)據(jù)使用干預(yù)與結(jié)果之間的簡單聯(lián)系,或是僅僅描述數(shù)據(jù)干預(yù)的活動形式,較少關(guān)注數(shù)據(jù)的具體使用和解釋過程,即教師如何在課堂環(huán)境中解釋數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)化為可操作的知識?因此,我們很少知道教師如何與數(shù)據(jù)互動的——解釋數(shù)據(jù)?對數(shù)據(jù)做出反應(yīng)?忽略數(shù)據(jù)——以及這些反應(yīng)如何促成他人感興趣的解讀結(jié)果?了解結(jié)果但不了解產(chǎn)生結(jié)果的機制,意味著我們對如何重新設(shè)計數(shù)據(jù)?使用干預(yù)措施增強數(shù)據(jù)的實踐影響知之甚少?教育大數(shù)據(jù)及其相關(guān)技術(shù)的出現(xiàn),為教育領(lǐng)域的個性化?公平等難題的解決提供了可能?但另一方面,大數(shù)據(jù)的大肆炒作,使業(yè)界出現(xiàn)盲目的迷戀與跟風(fēng),一味地追逐數(shù)據(jù)的規(guī)?；?yīng)和技術(shù)復(fù)雜性,忽視教育數(shù)據(jù)應(yīng)用的根本目的,即通過數(shù)據(jù)驅(qū)動改進教學(xué)?然而,技術(shù)的進步無法總帶來有用的結(jié)果?首先,技術(shù)應(yīng)用并非完美的,一些數(shù)據(jù)平臺和系統(tǒng)號稱能夠?qū)崿F(xiàn)教學(xué)數(shù)據(jù)的自動采集?處理和分析,但輸出的報告要么過于復(fù)雜,超出教學(xué)者理解的能力,耗費教學(xué)者的大量時間和精力;要么過于簡單,僅顯示學(xué)習(xí)者表現(xiàn)的數(shù)字排名,對具體缺陷和細節(jié)只字不提?因此,教師和學(xué)生無法據(jù)此提出準確的補救措施?為了將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為信息,教師往往需要對數(shù)據(jù)進行系列轉(zhuǎn)換操作,如添加便于解釋的代碼?圖例或框架?教師需要理解數(shù)據(jù)的顯示和表示形式,對學(xué)生的表現(xiàn)數(shù)據(jù)和評價標準進行比較,從而得出關(guān)于問題性質(zhì)?初始判斷或?qū)⒁扇〉男袆拥慕Y(jié)論,這些都需要人為的心理操作?其次,在技術(shù)學(xué)習(xí)領(lǐng)域,教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)的培養(yǎng)已被相關(guān)教育機構(gòu)提上日程,但教育數(shù)據(jù)處理能力的訓(xùn)練呈簡單化傾向,如認為教師只要掌握數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析技能,自然就能勝任數(shù)據(jù)驅(qū)動的教學(xué)決策實踐并發(fā)揮數(shù)據(jù)的教學(xué)推動作用?在這一理念的主導(dǎo)下,教育數(shù)據(jù)應(yīng)用培訓(xùn)往往以統(tǒng)計?算法和計算技能為主題,將數(shù)據(jù)分析技能簡化為以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)操作處理技能?然而,對于教師而言,單純抽象層面的數(shù)據(jù)統(tǒng)計和操作技能并不難掌握,真正的難點在于,在具體教學(xué)情境下如何選擇恰當?shù)慕y(tǒng)計方法理解和解讀數(shù)據(jù),也就是不僅要知道“是什么”,且要回答“為什么要使用這些技術(shù)”的問題,而這需要學(xué)習(xí)者的親身實踐和反思認知(Velleman, 1997)?此外,大多數(shù)研究沒有提供數(shù)據(jù)分析的詳細描述,只關(guān)注研究結(jié)果和影響?統(tǒng)計學(xué)和計算機科學(xué)領(lǐng)域的研究者雖然開發(fā)了數(shù)據(jù)分析工具,然而前者通常側(cè)重于個別技術(shù)的數(shù)學(xué)屬性,后者重于算法效率,很少有研究明確涉及具體的數(shù)據(jù)分析過程(Mallows, 2006; Grolemund & Wickham, 2014)?原因在于技術(shù)是由不同領(lǐng)域處理數(shù)據(jù)的研究人員開發(fā)的,技術(shù)知識通常局限于具體領(lǐng)域(Huber, 1997)?其結(jié)果是數(shù)據(jù)分析思想被統(tǒng)計學(xué)?計算機科學(xué)?經(jīng)濟學(xué)?心理學(xué)?化學(xué)等數(shù)據(jù)收集和解釋領(lǐng)域割裂了,數(shù)據(jù)分析主題也比較分散,限制了自上而下的數(shù)據(jù)分析理論描述?當前,教育數(shù)據(jù)研究已形成了教育數(shù)據(jù)挖掘?學(xué)習(xí)分析和數(shù)據(jù)驅(qū)動的教學(xué)決策等多個熱門研究領(lǐng)域,特別是隨著前兩者的不斷發(fā)展,教育數(shù)據(jù)處理能力不斷增強,似乎已經(jīng)達到解構(gòu)各種教育難題的程度,但到目前為止,人們依然沒有回答如何解釋數(shù)據(jù)這一根本問題?教育研究領(lǐng)域?qū)處煍?shù)據(jù)應(yīng)用實踐過程的漠視,導(dǎo)致缺乏數(shù)據(jù)分析理論,教育數(shù)據(jù)應(yīng)用的認知黑箱依然存在?(三)從數(shù)據(jù)到信息需要跨越解釋的鴻溝數(shù)據(jù)驅(qū)動的教學(xué)決策研究得出的主要結(jié)論是,應(yīng)強調(diào)解釋的核心作用,數(shù)據(jù)不能說明一切?人們必須積極理解數(shù)據(jù)的含義,并由此構(gòu)建行動計劃?科伯恩等(Coburn et al.,2011)提出的數(shù)據(jù)使用過程模型(見圖1)認為,解釋是數(shù)據(jù)使用過程的核心部分?同時,解釋過程(注意?解釋和構(gòu)建行動的含義)由個人信念?知識和動機形成,受社會互動的性質(zhì)和模式的影響?當數(shù)據(jù)獲得解釋時,它才可能被轉(zhuǎn)換為信息?與數(shù)據(jù)不同,信息有意義?相關(guān)性和目的性?數(shù)據(jù)可以通過語境化?分類?計算?連接和總結(jié)轉(zhuǎn)換成信息(Davenport& Prusak,1998)?數(shù)據(jù)的應(yīng)用價值,可通過解釋數(shù)據(jù)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成信息,并以此作為決策的基礎(chǔ)?
然而,教師的數(shù)據(jù)解釋技能培養(yǎng)需要長期修煉?許多研究表明,教師分析和解釋數(shù)據(jù)時表現(xiàn)得特別糾結(jié),還沒有準備好,或是僅關(guān)注測試結(jié)果,不了解學(xué)習(xí)者是如何進步的及其在學(xué)習(xí)中遇到了哪些困難(Confrey et al., 2004; Roxette et al., 2017)?教師常使用不完整甚至錯誤的數(shù)據(jù)做決策,通常喜歡將學(xué)生的弱點(如考試的錯誤答案)與教學(xué)內(nèi)容聯(lián)系起來,不能很好地將學(xué)生的誤解和教學(xué)策略聯(lián)系起來(Lma et al., 2020)?教師可以很容易地完成某些任務(wù),如在表格中定位數(shù)據(jù),但在數(shù)據(jù)解釋任務(wù)中常常缺乏自我效能(Chick & Pierce, 2013; Dunn et al., 2013),如不能恰當?shù)亟庾x圖表的特定含義?一些教師傾向于依賴中心趨勢的度量(如均值?模式),很少考慮離差的度量(如范圍?標準差)?對于某個特定的數(shù)據(jù)評估結(jié)果是否值得回應(yīng),教師的心理認定門檻也有所不同,對于什么是適當?shù)谋憩F(xiàn)并沒有合理的解釋(Means, 2011)?這表明,教師通常無法順利地理解?解釋和應(yīng)用數(shù)據(jù)做出教學(xué)決策,教師在數(shù)據(jù)解讀過程中運用的知識和技能還有很大的提升和改進空間,這就亟需從微觀認知過程的角度加強教師數(shù)據(jù)解讀研究?
數(shù)據(jù)解讀是通過檢查數(shù)據(jù)提取關(guān)于現(xiàn)實的知識?信息和見解的過程,這是一個非常復(fù)雜的認知過程,因為決策者通常不完全了解他們在解讀過程中的思維過程?這就需要數(shù)據(jù)分析理論的介入和指導(dǎo),回答數(shù)據(jù)分析的目標是什么?如何實現(xiàn)這些目標,以及為什么解讀會失敗等關(guān)鍵問題?數(shù)據(jù)驅(qū)動的教學(xué)決策研究更多的是從數(shù)據(jù)操作的外部以階段假設(shè)式的方式理解數(shù)據(jù),尚未深入剖析和總結(jié)數(shù)據(jù)分析和解釋的共同規(guī)律,以揭示數(shù)據(jù)解讀的認知黑箱,為人類提供能夠理解的知識產(chǎn)品?此外,缺乏數(shù)據(jù)分析理論的支撐,導(dǎo)致教師數(shù)據(jù)解讀的隨意化?主觀化和刻板化,回到了以經(jīng)驗和直覺主導(dǎo)的感性道路?數(shù)據(jù)解讀過程的認知模式構(gòu)建符合我們對理論的實用主義追求,它為數(shù)據(jù)分析提供了解釋框架,可以綜合可用信息,對數(shù)據(jù)分析任務(wù)進行預(yù)測?認知模型便于我們理解專家的實踐方式?這是因為僅僅依靠統(tǒng)計培訓(xùn),新手必須經(jīng)過多年的實踐經(jīng)驗,才能適應(yīng)專業(yè)的數(shù)據(jù)分析實踐?相比之下,認知模型尋求最大限度地減少理論和現(xiàn)實之間的差異,可以從一開始就指導(dǎo)新手開展數(shù)據(jù)分析?因為人們很容易接受這樣一種觀點,即頭腦以一種與生俱來的方式進行思考,而這一任務(wù)也會受到認知?邏輯和認識論障礙的阻礙,當這些問題出現(xiàn)并被克服時,數(shù)據(jù)分析的細節(jié)就出現(xiàn)了?心理學(xué)研究認為,數(shù)據(jù)解讀過程傾向于兩種認知模式:意義建構(gòu)和框架分析?意義建構(gòu)將數(shù)據(jù)分析過程看作是個體的認知過程,即基于外界感知信息和內(nèi)在圖式賦予數(shù)據(jù)意義?人們通過將新信息放入預(yù)先存在的認知框架并構(gòu)建理解,這些框架通常被稱為“工作知識”?工作知識塑造了個人如何將數(shù)據(jù)解釋為決策過程的一部分,而且它會隨著數(shù)據(jù)解讀過程不斷更新和重構(gòu)?工作知識主要由心理最基本的認知結(jié)構(gòu)——圖式構(gòu)成,這些圖式是對所有先前觀察結(jié)果的充分總結(jié)?數(shù)據(jù)感知過程圍繞圖式和現(xiàn)實之間的差異展開?為了理解數(shù)據(jù),大腦首先選擇相關(guān)的模式?一旦大腦將數(shù)據(jù)及反映的問題與該模式聯(lián)系起來,就使用該模式訪問與該問題相關(guān)的未被觀察到的信息?在圖式的協(xié)助下,大腦使用這些信息賦予感官輸入以意義,并預(yù)測數(shù)據(jù)點之間的關(guān)系?隨著新信息的不斷構(gòu)建,大腦試圖將其融入圖式?如果相關(guān)信息未被感知到,這個模式可能被認為有功能缺陷?如果有新的洞察,大腦會更新圖式,或者完全放棄原有圖式?大腦通過洞察力和圖式指導(dǎo)新數(shù)據(jù)的選擇,只要有進一步的信息,這個過程就會不斷重復(fù)(Grolemund & Wickham, 2014,見圖2)?
然而,在直覺和經(jīng)驗的作用下,人們傾向于搜索和關(guān)注已知和期望找到的數(shù)據(jù),甚至忽視挑戰(zhàn)人們信念的異類數(shù)據(jù)?工作知識會影響人們?nèi)绾谓忉寯?shù)據(jù)?不同信念的人不僅可以用相反的方式解釋相同的數(shù)據(jù),而且當數(shù)據(jù)不支持已有信念或行為時,會表現(xiàn)出強烈的認知沖突?意義建構(gòu)模式認為,數(shù)據(jù)解讀過程本質(zhì)是社會性的?當數(shù)據(jù)小組一起工作時,人們通過互動?標記和協(xié)商等方式賦予數(shù)據(jù)意義,這樣數(shù)據(jù)解釋的共同理解就出現(xiàn)了,并成為工作知識的一部分?這些知識可以決定個人和群體如何解釋各種形式數(shù)據(jù)的意義和內(nèi)涵?
由于人們認知結(jié)構(gòu)的差異,意義建構(gòu)的主觀結(jié)果可能因人而異或因時而異,這是因為人們分析信息時使用了不同的認知模式?因此,缺乏理論指導(dǎo),意義建構(gòu)會有增加數(shù)據(jù)解讀主觀性的風(fēng)險?當人們試圖理解不確定的數(shù)據(jù)時,會出現(xiàn)可預(yù)測的偏見,如習(xí)慣于采用固有的甚至是錯誤的認知圖式?通常情況下,圖式不會發(fā)生變化,直到個體經(jīng)驗違背了預(yù)期結(jié)果,達到令人震驚的程度,個體才會通過檢查自己的信念,創(chuàng)造一種與錯誤的圖式相矛盾的認知體驗,進而啟動圖式改變?認知的本質(zhì)傾向于破壞檢測錯誤圖式的感知機制,因為原有圖式?jīng)Q定了注意力放在哪里,以及如何解釋觀察結(jié)果?所以人們通常只關(guān)注環(huán)境中的一小部分信息,圖式將注意力指向這些信息,那些與圖式矛盾的信息不太可能受到注意?正確解釋或回憶?因此,大腦容易保留不正確的數(shù)據(jù)解讀圖式?此外,解讀者通常容易使用錯誤的認知邏輯,這些邏輯通常建立在前提和結(jié)論之間不合理的推理基礎(chǔ)上?其中,最常見的一類邏輯錯誤就是錯把原命題理解為逆命題或否命題,如基于數(shù)據(jù)的決策過程采用如下解讀模式:如果模式P為真,那么q為真;數(shù)據(jù)看起來像q,因此,模式P為真?這其實是人類思維感知時的常見運作方式,類似的認知偏差還有很多?如果數(shù)據(jù)分析不能用邏輯證明其結(jié)論,就不能完全消除決策的主觀性,但相應(yīng)的缺陷可通過輔助手段得到彌補?數(shù)據(jù)解讀的第二種經(jīng)典模式是框架分析模式,這是一種在社會互動和協(xié)商過程中解釋數(shù)據(jù)的方法,即通過定義問題框架的形式體現(xiàn)社會情境的復(fù)雜性和多面性?個體可以注意?加標注和信息組塊化的方式將數(shù)據(jù)反映的事件框架化為問題,使其形成解釋結(jié)構(gòu),賦予事件相應(yīng)的意義?具體的數(shù)據(jù)解讀過程一般包括兩種框架活動:診斷和預(yù)測?診斷框架包括定義問題和責(zé)任歸咎?定義問題能夠確定個人或團體對問題的責(zé)任,從而明確教學(xué)改進的目標?預(yù)測框架包括闡明問題的建議解決方案,提出特定目標及相應(yīng)策略?診斷和預(yù)測框架不僅是解釋性的,通常是戰(zhàn)略性的,即通過定義問題和制定目標,塑造團隊成員的意義?個人和數(shù)據(jù)團體試圖構(gòu)建問題的解決方法,從而與他人達成共識?在決策情境下,這種共鳴激勵其他成員采取行動,加入支持政策解決方案的行列(Coburn et al.,2005)?相對于意義建構(gòu)模式,框架分析模式雖然提供了由數(shù)據(jù)生成的問題解釋結(jié)構(gòu),但未觸及數(shù)據(jù)在問題框架中扮演的角色?所以,在給定的數(shù)據(jù)和問題診斷之間,在對問題的理解和解決方案之間,決策者總會有自由解釋的空間?決策者會利用他們先前的工作知識——尤其是他們的內(nèi)容知識,將數(shù)據(jù)與工作知識聯(lián)系起來,賦予其實際意義,這其實又回到了意義建構(gòu)的解釋模式?此外,問題框架的定義通常會有爭議?當其他人提出不同的情況描述或問題解決途徑時,問題框架就受到了挑戰(zhàn),從而形成反框架,這通常會對數(shù)據(jù)團隊的角色?責(zé)任和資源使用產(chǎn)生影響?面對這種情況,決策者常以闡述自身問題框架或當前解決方案優(yōu)點的方式,支持和合法化問題解決方案?在這一過程中,教學(xué)內(nèi)容知識將起到?jīng)Q定性支撐作用?此外,面對相互沖突的解釋時,教育機構(gòu)領(lǐng)導(dǎo)者通常求助于政治手段,如以結(jié)構(gòu)性闡述?縮小參與范圍和使用權(quán)力的方式制定教學(xué)決策?由此看來,數(shù)據(jù)解讀過程存在諸多外界影響因素?無論是意義建構(gòu)還是框架分析過程,都建立在個體的認知結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,都受組織和文化背景影響?組織結(jié)構(gòu)可以通過影響個體發(fā)展的社會互動模式,塑造工作知識和共享彼此的理解,組織文化可以促使數(shù)據(jù)組織內(nèi)不同角色利用資源支持自身的立場,尋求特定的解釋,如數(shù)據(jù)教練的指導(dǎo)或數(shù)據(jù)團隊的分工協(xié)作機制?數(shù)據(jù)解讀過程影響因素如表一所示,此外,個體的內(nèi)容知識?資源限制等都可能對教師的數(shù)據(jù)解釋和行動產(chǎn)生重大影響?
內(nèi)容知識,即個體對主題的性質(zhì)?什么構(gòu)成“好的”教學(xué)以及對學(xué)生如何學(xué)習(xí)特定主題的理解,可以決定數(shù)據(jù)感知過程中工作知識的結(jié)構(gòu)和基本屬性,在教學(xué)決策中起著特別重要的作用?依據(jù)意義建構(gòu)理論,個體通過其工作知識建構(gòu)數(shù)據(jù)意義?教師如果認為自身的教學(xué)理念與其解釋框架之間有關(guān)系,內(nèi)容知識就會發(fā)揮作用?同樣,內(nèi)容知識在數(shù)據(jù)團隊成員之間的解釋和說服過程中起著特殊作用?在問題框架的爭議中,當缺少指向高質(zhì)量教學(xué)或?qū)W習(xí)者如何學(xué)習(xí)的假設(shè)時,內(nèi)容知識將提供討論的基本依據(jù),因為它決定了決策者如何解釋數(shù)據(jù)的意義和含義,以及他們認為什么是適當?shù)慕鉀Q方案?此外,數(shù)據(jù)資源短缺也會限制決策效率,關(guān)于某一特定問題的討論會出現(xiàn)反復(fù)?懸而未決的狀態(tài),而且常常由于更為緊迫的事項的出現(xiàn)而被擱置或遺忘,因此,教學(xué)決策軌跡容易被中斷或拉長?只有再次面對同樣問題或最后期限截止前,這些問題才會又一次呈現(xiàn)?于是,由于時間緊迫,最后一刻做出決策會變得非常常見,決策人員也傾向于將熟悉的情況或以往的常規(guī)操作作為解決方案的基礎(chǔ)?資源約束也容易導(dǎo)致更保守的決策,即有限的資源和時間使得決策不太可能深入涉及教學(xué)研究的相關(guān)概念,也不可能共享團隊成員的數(shù)據(jù)理解,決策者可能只是象征性地使用數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)使用也會從實質(zhì)性轉(zhuǎn)向隱蔽,這也限制了通過深入對話揭示和檢查潛在假設(shè)的可能?隨著實質(zhì)性解釋證據(jù)的減少,證據(jù)的政治性使用增加,數(shù)據(jù)解釋最終走向以權(quán)力為主導(dǎo)的境地?數(shù)據(jù)使用比倡導(dǎo)者描繪的理想化畫面更加復(fù)雜?教師既可以通過為個人或?qū)W生群體設(shè)定目標?跟蹤學(xué)生進步?調(diào)整內(nèi)容順序?修改課程材料或?qū)W(xué)生進行干預(yù)支持,也能以不顯著改變教學(xué)實踐的方式對數(shù)據(jù)做出反應(yīng)?有時出于方便,教師可能根本不使用數(shù)據(jù),而是偏向通過直覺和軼事做出判斷?但面對數(shù)據(jù)的隨機性?復(fù)雜性和多樣性,教師并非無能為力?人類早已進化到借助外部人工工具思考?這些輔助中介以知識的外部表征形式引導(dǎo)感知者的注意力,從而降低感知的主觀性,并提供一種感知者之間可以共享的認知形式,使得感知更客觀?科學(xué)?首先,數(shù)據(jù)分析比較依賴數(shù)學(xué)和邏輯,后者是信息處理的外部中介系統(tǒng),一般通過規(guī)定從哪些事實中得出哪些相應(yīng)結(jié)論,允許人類在外部進行推理以減少數(shù)據(jù)分析的主觀性?在這一過程中,我們可以檢查數(shù)據(jù)解讀的錯誤和偏見,特別是利用數(shù)學(xué)方法?數(shù)據(jù)可以存儲為物理符號(如書寫的數(shù)字)?嵌入在物理配置中的關(guān)系(如算珠或地圖上的線)?規(guī)則和約束系統(tǒng)(如代數(shù)定律,可以協(xié)助自動提取和轉(zhuǎn)換知識)?這些外部表征使抽象信息可以被決策者直接訪問,也可以擴展人的記憶容量并永久地存儲大量數(shù)據(jù)?數(shù)據(jù)和邏輯主要通過減少表征選項的數(shù)量,降低認知任務(wù)的難度(Zhang, 2000)?這樣我們可以一次處理更多的數(shù)據(jù),執(zhí)行更復(fù)雜的認知操作,減少錯誤?數(shù)據(jù)分析理論認為將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成類似模式或模型也是有用的?大腦中的圖式,通常涉及抽象層面的各種數(shù)據(jù)概念,很少涉及具體可測量的數(shù)字?將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模型,降低了圖式與數(shù)據(jù)之間差異比較的難度?因為模式通常只描述數(shù)據(jù)的一個特征,如平均值?最大值或方差,或是側(cè)重于從數(shù)據(jù)中導(dǎo)出變量,如密度=質(zhì)量/體積?將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成熟悉的形式,數(shù)據(jù)也會變得更加容易感知,例如,人類善于在線性尺度上感知差異,而不是彎曲的尺度?因此在數(shù)據(jù)分析過程中,決策者可以將“彎曲”散點圖采用對數(shù)變換的形式展平,以類似線性散點圖的方式呈現(xiàn),以有利于模式比較和搜索?此外,模式比較不一定停留在決策者現(xiàn)有的認知存儲結(jié)構(gòu),也可以通過統(tǒng)計學(xué)常用的各種模型推導(dǎo)出來,從而實現(xiàn)精確的預(yù)測?總之,人類更容易解釋熟悉的情況,在已有圖式和預(yù)測模型之間進行反復(fù)檢索和比較是所有數(shù)據(jù)分析過程的共同特點?可視化是另一種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方式,可以為數(shù)據(jù)解讀者提供更強的感知能力?俗話說,一圖勝千言?可視化確保數(shù)據(jù)以有用和有意義的方式呈現(xiàn),可以有效地交流和揭示變量的結(jié)構(gòu)?模式和趨勢?常見的可視化技術(shù)包括網(wǎng)絡(luò)?時間線?空間?表格和統(tǒng)計圖等(見表二)?可視化技術(shù)可以在一些領(lǐng)域為教師提供支持,如為教師提供交互式可視界面和儀表板,促進教師對教學(xué)預(yù)處理和精細教學(xué)活動的認知和反思;系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)可支持教師確定不同群體如何與課程資源互動;通過識別不同學(xué)生群體交互模式的差異可能導(dǎo)致不同學(xué)習(xí)結(jié)果?解讀課程成功學(xué)生群體與不成功學(xué)生群體訪問模式的不同之處,使教師識別可能需要幫助的學(xué)生群體,由此協(xié)助教師為表現(xiàn)不佳學(xué)生提供學(xué)習(xí)方法建議?
數(shù)據(jù)分析的認知模型可預(yù)測一系列可能破壞數(shù)據(jù)分析實踐的問題,即大腦使用意義建構(gòu)的方式建立對世界的認識,但是這個過程存在缺陷,如傾向于保留錯誤的圖式?采用無法證明其結(jié)論的邏輯可能陷入常見的分析陷阱(見表三)?
為了防止錯誤的認知圖式對數(shù)據(jù)解讀的影響,我們可以通過建立預(yù)防錯誤認知習(xí)慣(如錯誤的關(guān)注?過早的數(shù)據(jù)拒絕等)的機制,消除相應(yīng)影響?在數(shù)據(jù)解讀過程中,我們可以通過關(guān)注所有可能的模式來避免錯誤,即考慮是否已經(jīng)找到了所有數(shù)據(jù)類型,未出現(xiàn)的其它數(shù)據(jù)是否可能推翻現(xiàn)有基本假設(shè)?其次,我們應(yīng)謹慎地拒絕任何數(shù)據(jù)?當數(shù)據(jù)不符合個體先前觀點和看法時,我們通常傾向于拒絕“錯誤”數(shù)據(jù),這也可能阻止我們發(fā)現(xiàn)基本假設(shè)是錯誤的可能?因此,我們應(yīng)警惕數(shù)據(jù)清理過程中隨意過濾數(shù)據(jù),盡量將數(shù)據(jù)拒絕行為提前至數(shù)據(jù)收集或生成階段?此外,在對數(shù)據(jù)表征的可能性進行推理和擴展時,數(shù)據(jù)解讀者容易被主觀偏見所影響?此時我們可以借用統(tǒng)計模型,以最大似然估計的方式選擇最有可能的解釋,但一開始不應(yīng)假設(shè)模型是真實的,通過承認數(shù)據(jù)分析的溯因性避免陷入推理的絕對性麻煩,也可以收集新數(shù)據(jù),直到得到更可信的模式,做出最終決策?為避免數(shù)據(jù)解讀的邏輯問題,有研究者(Santiago-Delefosse,2015)提出“邏輯”解釋數(shù)據(jù)分析通用原則:以相互依賴的方式分析話語數(shù)據(jù),將每個分析單位與其他單位聯(lián)系起來;比較不同方式收集的數(shù)據(jù),有助于將問題還原到社會和文化背景中,如三角測量可能有助于更好地理解與具體生活條件相關(guān)的心理現(xiàn)象;考慮不同生活領(lǐng)域(如工作?家庭?社會生活等)?不同社會群體(同齡人?朋友?家人等)和多樣化機構(gòu)的差異等,將分析范圍擴大到其他情境?參考這些原則,教師應(yīng)以全面?綜合?對比?聯(lián)系?發(fā)展和批判的眼光,有意識地關(guān)注數(shù)據(jù)來源?標準和使用范圍,注意數(shù)據(jù)的不同變化(亮點?突變點?問題點和潛力點)及其與學(xué)校政策?家庭背景和學(xué)習(xí)者個體等的聯(lián)系?教師還應(yīng)加強基于數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)過程問題和原因的反饋,并能夠提出針對性改進意見和方法,避免陷入對學(xué)生個體表現(xiàn)主觀刻板的偏見和膚淺的判定?具體而言,對于考試成績解讀,教師不僅應(yīng)對過程性要素進行分析(試卷特點?測試情況?書寫?習(xí)作等細微之處),還要對結(jié)果性要素進行全面總結(jié)(成績縱向和橫向?單科和總體對比情況);在探討原因時,教師既要看到智力因素(觀察力?記憶力?思維力?想象力等)的突出表現(xiàn),也要考慮非智力因素(意志品質(zhì)?興趣?習(xí)慣?情緒?責(zé)任心等)和環(huán)境因素(如學(xué)校條件?師生關(guān)系,親子溝通等)的影響?對學(xué)生的改進意見,教師既要鼓勵,又要提示進步空間,特別是要從聽課?復(fù)習(xí)?作業(yè)和考試的方法方面給予針對性指導(dǎo),告知學(xué)生具體該怎么做?
四?教師教育數(shù)據(jù)解讀能力提升的行動框架如上所述,數(shù)據(jù)驅(qū)動的教學(xué)決策研究雖然關(guān)注教師數(shù)據(jù)解釋技能缺乏的問題,但很少解釋教師如何理解數(shù)據(jù),以及這些定義不明確的技能如何影響學(xué)生成績?筆者認為,當前不僅需要從認知角度了解教育數(shù)據(jù)解讀運行規(guī)律,還需在實踐層面指明教師能力提升的行動方向?除了眾多學(xué)者提及的教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)概念涉及的數(shù)據(jù)解讀的基本技能,如理解基本數(shù)據(jù)指標?統(tǒng)計概念和分析模型,筆者認為應(yīng)將教師的數(shù)據(jù)解讀能力提升同日常教學(xué)?數(shù)據(jù)交流活動和教學(xué)設(shè)計過程緊密聯(lián)系起來?(一)基于常規(guī)數(shù)據(jù)提升整合化數(shù)據(jù)解讀能力數(shù)據(jù)認知的相關(guān)理論揭示了一條重要規(guī)律,即人們對同一數(shù)據(jù)的認識,會因為個體認知結(jié)構(gòu)?心理動機?知識基礎(chǔ)和經(jīng)驗累積等因素的不同,產(chǎn)生不同的解讀結(jié)果,對數(shù)據(jù)的理解也會因為具體情境的不同而產(chǎn)生較大差異?考慮到數(shù)據(jù)解讀的多面性,教育工作者應(yīng)有意識地加強教學(xué)數(shù)據(jù)的互動和交流,通過整合集體智慧修正數(shù)據(jù)理解的偏頗?刻板和局限?學(xué)?？梢越M建數(shù)據(jù)團隊或數(shù)據(jù)小組,定期探討教學(xué)數(shù)據(jù)反饋存在的問題和改進策略?教師也可以協(xié)作互助,不斷吸收教學(xué)共同體的集體共識和有益灼見,提升教學(xué)數(shù)據(jù)解讀能力?其次,教師數(shù)據(jù)分析培訓(xùn)應(yīng)強調(diào)統(tǒng)計分析技術(shù)與教學(xué)實際的整合,不應(yīng)僅關(guān)注片面的數(shù)據(jù)來源和分割式的數(shù)據(jù)處理技能,不能抽離教師的實際教學(xué)情景訓(xùn)練其單項抽象的數(shù)據(jù)應(yīng)用能力,應(yīng)重點關(guān)注教師的數(shù)據(jù)應(yīng)用實踐和相關(guān)困惑,強調(diào)整合數(shù)據(jù)?理解,推動教師將數(shù)據(jù)解讀滲入日常教學(xué)常規(guī)數(shù)據(jù),有意識地加強數(shù)據(jù)解讀訓(xùn)練?此外,學(xué)術(shù)界應(yīng)加強教師數(shù)據(jù)認知規(guī)律研究?皮爾斯等(Pierce et al.,2014)曾就數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為信息所必需的技能結(jié)構(gòu)提出了分層框架,可供教師開展能力評估?第一個層次是“讀取值”,包括理解鍵?比例和圖表類型等特征,以及讀取圖表中特定數(shù)據(jù)點的能力?第二個層次是“比較值”,包括關(guān)注圖形的多個方面?一個或多個表示(圖形或表格)?第三個層次是“分析數(shù)據(jù)集”,包括能夠?qū)?shù)據(jù)作為整體,觀察和解釋變化?趨勢隨時間或其他變量的變化?該框架還涵蓋兩方面背景知識:一是專業(yè)背景知識,涉及與專業(yè)相關(guān)且解釋數(shù)據(jù)集所需信息,包括專業(yè)術(shù)語的含義等;二是情境知識,即有關(guān)數(shù)據(jù)的背景知識,如學(xué)校的社會經(jīng)濟背景或地方事件等?為了有效整合教師的數(shù)據(jù)知識?內(nèi)容知識和教學(xué)法知識,里夫斯(Reeves & Chiang, 2018)提出了在線數(shù)據(jù)解讀干預(yù)支架(見表四)?該支架針對不同分析單位,為教師提供相關(guān)圖表?表格和分數(shù)報告及需要回答的問題(位置/識別?優(yōu)劣勢以及狀態(tài)和增長)?該平臺通過將參與者的回答與答案進行比較,以自動反饋?學(xué)習(xí)者與指導(dǎo)者協(xié)作交互的機制,不斷提升教師融合教學(xué)知識和內(nèi)容知識的數(shù)據(jù)解讀能力?未來,廣大一線教師還需在包含內(nèi)容知識和教學(xué)知識的教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)的綜合框架下,不斷深入探索整合二者的數(shù)據(jù)解讀機制和活動,實現(xiàn)數(shù)據(jù)解讀從階段化?專家化走向常規(guī)化?專業(yè)化,擴展數(shù)據(jù)時代教師專業(yè)發(fā)展途徑?
(二)利用精細數(shù)據(jù)提高個性化解讀能力數(shù)據(jù)解讀的目的不僅是為了教師制定精準教學(xué)決策,同時也是為了更好地交流和傳播數(shù)據(jù)解讀結(jié)果,加強數(shù)據(jù)利益各方的溝通和理解?數(shù)據(jù)認知理論也反映了數(shù)據(jù)解讀過程不是個體被動識別信息的過程?個體可以主動尋求認知輔助中介,通過圖表?動畫?模型?概念和類比等促進數(shù)據(jù)認知的可視化,提升數(shù)據(jù)理解效率?當前,各類學(xué)生成績數(shù)據(jù)通常只呈現(xiàn)簡單的結(jié)果,很少提供原因分析或關(guān)于支持學(xué)習(xí)的有效策略,無法實現(xiàn)教育數(shù)據(jù)解讀的真正目的?因此,教師應(yīng)關(guān)注數(shù)據(jù)解讀報告不同受眾(管理部門,學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)?教師?學(xué)生?家長等)的信息需求,針對不同人群的閱讀視角做精細化處理,以形成個性化解讀報告,如學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)比較關(guān)心數(shù)據(jù)能否支撐決策的正確性,教師比較重視數(shù)據(jù)能否證明教學(xué)的有效性,家長比較關(guān)心學(xué)生數(shù)據(jù)所代表的學(xué)習(xí)狀態(tài)等?數(shù)據(jù)解讀的精細化操作不僅體現(xiàn)了“巧數(shù)據(jù)”應(yīng)用特質(zhì)(祝智庭等,2017),也體現(xiàn)了數(shù)據(jù)解讀服務(wù)“最后一公里”的理念?其本質(zhì)是按需分析和私人定制,而不是粗略的結(jié)果呈現(xiàn),更像是全面且有觀點的診斷報告?精細的學(xué)習(xí)者成績數(shù)據(jù)報告不僅可以描述學(xué)習(xí)者各科目各知識點的掌握程度,而且能對學(xué)習(xí)者個人能力做綜合評價?學(xué)習(xí)者可以據(jù)此發(fā)現(xiàn)不足,提高學(xué)習(xí)的針對性和有效性?教師也可以通過分段?三率?均衡度等指標,發(fā)現(xiàn)教學(xué)問題并及時調(diào)整?(三)利用反饋數(shù)據(jù)開發(fā)差異化教學(xué)設(shè)計能力個體對數(shù)據(jù)的理解會隨著數(shù)據(jù)變化而變化?因此,在將對數(shù)據(jù)的認知理解轉(zhuǎn)變成教學(xué)干預(yù)時,教師要注意數(shù)據(jù)的動態(tài)變化特性,不應(yīng)依據(jù)一次數(shù)據(jù),就對學(xué)生作最終定性;意識到數(shù)據(jù)解讀可能引起的風(fēng)險,如因為個人知識結(jié)構(gòu)的短缺?教學(xué)視野的狹窄,導(dǎo)致數(shù)據(jù)解讀的偏頗;注意數(shù)據(jù)倫理的問題,在符合教育倫理的框架下調(diào)整教學(xué),盡量公平對待每位學(xué)生?當前,大量教學(xué)反饋數(shù)據(jù)為教師實施個別化和差異化教學(xué)提供了契機,但差異化是一項需要特別關(guān)注才能掌握的復(fù)雜教學(xué)技能?很多學(xué)校利用學(xué)生測試數(shù)據(jù)反饋進行分組教學(xué),將學(xué)生分成各種教學(xué)小組而不做針對性干預(yù)?教師的教學(xué)計劃還應(yīng)包括設(shè)定學(xué)生表現(xiàn)目標和針對性教學(xué)策略?教師開展差異化教學(xué)設(shè)計,需要在教學(xué)小組之間靈活切換,根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)需求不斷改變教學(xué)內(nèi)容和節(jié)奏,以彌補分組對不同小組學(xué)生可能造成的不良影響?例如,教師需要及時關(guān)注落后小組的抵觸;對于個別優(yōu)秀學(xué)生因為小組內(nèi)的無差別教學(xué)而失去學(xué)習(xí)興趣,教師需要適當給予學(xué)習(xí)自主權(quán)和挑戰(zhàn)性任務(wù),以及額外指導(dǎo)?為了設(shè)計適合每個學(xué)生或小組的教學(xué)策略,教師應(yīng)堅持將數(shù)據(jù)分析結(jié)果?教學(xué)目標同教學(xué)和課程知識(內(nèi)容知識?學(xué)習(xí)進程知識?課程結(jié)構(gòu)?有效的教學(xué)策略和課程規(guī)劃等)相結(jié)合,在數(shù)據(jù)驅(qū)動的動態(tài)變化中不斷調(diào)整教學(xué)計劃,真正實現(xiàn)理想意義上的數(shù)據(jù)解讀價值——“因數(shù)施教”?
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