基于可視化數(shù)據(jù)分析的英語學(xué)習(xí)形成性評(píng)估

陳愛平+趙樹立

摘 要在英語學(xué)習(xí)理論和實(shí)踐的發(fā)展歷程中，形成性評(píng)估的引入和發(fā)展起著舉足輕重的作用。與其他類型評(píng)估不同的是，形成性評(píng)估的主要目的是“為學(xué)習(xí)”，即通過評(píng)估為學(xué)生學(xué)習(xí)和課程管理提供“反饋—矯正”。為達(dá)此目的，就必須首先把形成性評(píng)估所收集的各種信息轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)，再把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為知識(shí)。知識(shí)的呈現(xiàn)有很多不同的方式，其中可視化分析是近年來人們?yōu)閷?shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為知識(shí)所進(jìn)行的有益嘗試。

關(guān)鍵詞可視化 數(shù)據(jù)分析 英語學(xué)習(xí) 形成性評(píng)估

近年來，我國英語教學(xué)改革的成就之一就是引入了形成性評(píng)估的概念，并逐漸確立了其在整個(gè)英語課程體系中的地位。英語教學(xué)指南進(jìn)一步指出，要處理好形成性評(píng)價(jià)與終結(jié)性評(píng)價(jià)之間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)“對(duì)學(xué)習(xí)結(jié)果的終結(jié)性測(cè)試”與“促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的形成性測(cè)試”的有機(jī)結(jié)合。終結(jié)性評(píng)估的目的之一是對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行測(cè)量，形成性評(píng)估更側(cè)重對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過程的關(guān)注。從實(shí)質(zhì)上來說，形成性評(píng)估的最終目的是“為學(xué)習(xí)”，即通過評(píng)估為學(xué)生學(xué)習(xí)提供及時(shí)而積極的反饋。要實(shí)現(xiàn)形成性評(píng)價(jià)的多重反饋功能，就必須讓評(píng)估所產(chǎn)生的信息或數(shù)據(jù)真正發(fā)揮作用。數(shù)據(jù)能夠被人們使用的前提是首先要轉(zhuǎn)化為知識(shí)。近年，有信息化領(lǐng)域的學(xué)者提出采用可視化分析的方法，以改善數(shù)據(jù)知識(shí)呈現(xiàn)的效果?；诖?，筆者嘗試將可視化分析的方法引入到英語學(xué)習(xí)形成性評(píng)估，以檢驗(yàn)其在獲取知識(shí)的程度和改善數(shù)據(jù)閱讀體驗(yàn)等方面的效果。

一、英語學(xué)習(xí)形成性評(píng)估及其數(shù)據(jù)屬性分析

目前，英語學(xué)習(xí)形成性評(píng)估還存在一些問題，其中較為突出的一點(diǎn)，是相對(duì)于終結(jié)性評(píng)估的得心應(yīng)手，理論中的形成性評(píng)估有效反饋在實(shí)踐中很難實(shí)現(xiàn)。這其中最為重要的原因之一，是通過形成性評(píng)價(jià)所收集的信息或所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，已經(jīng)具備“大數(shù)據(jù)”的4V屬性，即volume（體量巨大）、variety（類型繁多）、velocity（時(shí)效性強(qiáng)）和value（價(jià)值密度分布差異較大）。

1.體量

關(guān)于多大體量的數(shù)據(jù)才能算是“大數(shù)據(jù)”這個(gè)問題，很難以量的絕對(duì)值來衡量。但無論如何，現(xiàn)實(shí)中很多形成性評(píng)估的原始信息和所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了英語教師和管理者的可控能力，同時(shí)，這些信息和數(shù)據(jù)又產(chǎn)生了大量的衍生數(shù)據(jù)。一個(gè)直接的結(jié)果是導(dǎo)致大量的評(píng)估信息未被記錄，或者雖有記錄但未能轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)，或者雖有記錄信息或數(shù)據(jù)，但未對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，也未基于數(shù)據(jù)對(duì)教學(xué)產(chǎn)生及時(shí)有效的反饋。

2.類型

英語學(xué)習(xí)形成性評(píng)估所產(chǎn)生的信息或數(shù)據(jù)的類型是極為復(fù)雜的。這是因?yàn)橛⒄Z學(xué)習(xí)從學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)模式或者情境到評(píng)估對(duì)象、反饋途徑和原始信息的載體形式等都是多樣復(fù)雜的。不同類型的數(shù)據(jù)給記錄、歸類、轉(zhuǎn)換和分析等過程帶來了不可想象的困難，要求我們用科學(xué)的方法，既保證原始數(shù)據(jù)的真實(shí)性，又要最大程度地發(fā)揮數(shù)據(jù)的作用，使數(shù)據(jù)產(chǎn)生意義和知識(shí)，最終還要把意義和知識(shí)轉(zhuǎn)化為有效反饋。

3.時(shí)效性

評(píng)估信息和數(shù)據(jù)有著很強(qiáng)的時(shí)效性，如果這些記錄的信息未轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)，或者數(shù)據(jù)未進(jìn)行及時(shí)的進(jìn)一步挖掘和分析，更沒有據(jù)此做出反饋，那么，這些數(shù)據(jù)就只能是“死數(shù)據(jù)”，根本不可能發(fā)揮形成性評(píng)估應(yīng)有的促進(jìn)學(xué)習(xí)的功能。

4.價(jià)值密度

形成性評(píng)估數(shù)據(jù)的前兩個(gè)屬性，即體量巨大和類型繁多，就決定了其價(jià)值分布是低密度、不均勻的。因此，人們很難將這些未經(jīng)挖掘和分析的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為知識(shí)，很難發(fā)現(xiàn)這些數(shù)據(jù)背后的規(guī)律，很難對(duì)英語課程的管理和學(xué)生的管理提供積極有效的反饋。

二、可視化數(shù)據(jù)分析的基本概念與應(yīng)用簡述

可視化分析是一種通過交互式可視化界面來輔助用戶對(duì)大規(guī)模復(fù)雜數(shù)據(jù)集進(jìn)行分析推理的科學(xué)與技術(shù)。數(shù)據(jù)的可視化分析，通俗來說，就是一方面對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)分析挖掘，一方面利用支持信息可視化的用戶界面以及支持分析過程的人機(jī)交互方式與技術(shù)，將計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力和人的認(rèn)知能力有機(jī)融合起來，以獲得對(duì)于大規(guī)模復(fù)雜數(shù)據(jù)集的洞察力?？梢暬I(lǐng)域的國際頂級(jí)年會(huì)“可視分析科學(xué)與技術(shù)”（簡稱IEEEVAST）自2006起開始舉行至今。在這10年的時(shí)間里，人們將可視化數(shù)據(jù)分析的理論與實(shí)踐在互聯(lián)網(wǎng)、社會(huì)網(wǎng)絡(luò)、城市交通、新聞廣播、商業(yè)智能、氣象變化、經(jīng)濟(jì)與金融等各個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行了廣泛的研究與探索。

三、英語學(xué)習(xí)形成性評(píng)估數(shù)據(jù)的可視化分析探索

1.評(píng)估數(shù)據(jù)簡單匯報(bào)的局限性

在形成性評(píng)估的過程中，數(shù)據(jù)報(bào)告是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，因?yàn)閿?shù)據(jù)的報(bào)告形式直接影響到反饋的效果。數(shù)據(jù)報(bào)告的形式多種多樣，但在實(shí)際教學(xué)實(shí)踐中，大多數(shù)教師或教育機(jī)構(gòu)大多采用Excel表格這種簡單的數(shù)據(jù)報(bào)告形式來顯示學(xué)生們各分項(xiàng)和總分的得分情況，有的甚至連各分項(xiàng)得分都沒有在Excel表格中得以體現(xiàn)。

我們以某班某次英語考試成績的Excel表格為例，該表格在聽力、閱讀、寫作、口語和總分五個(gè)維度對(duì)學(xué)生們的本次英語成績進(jìn)行分析報(bào)告，不難發(fā)現(xiàn)，通過簡單的Excel表格這種簡單的數(shù)據(jù)報(bào)告形式只能反映學(xué)生在某階段的學(xué)習(xí)結(jié)果。以這種形式報(bào)告，學(xué)生們一般只會(huì)關(guān)注全局，也就是總分（合計(jì)）數(shù)值的大小，他們所能獲得的積極反饋信息非常有限，違背了形成性評(píng)估的初衷。

按照布盧姆的“反饋—矯正”理論，形成性評(píng)估的根本目的不僅僅是為了測(cè)量學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果、記錄學(xué)生的平時(shí)成績，而是要讓不同程度的學(xué)生都能獲得及時(shí)和積極的反饋，因?yàn)椋e極的反饋才更容易產(chǎn)生積極的學(xué)習(xí)效果。同時(shí)，評(píng)估的意義還在于，通過評(píng)估發(fā)現(xiàn)問題并使存在問題的學(xué)生得到及時(shí)矯正。因此，如果我們對(duì)評(píng)估數(shù)據(jù)的分析只停留在關(guān)注結(jié)果的層面，那么不同程度的學(xué)生就很難獲得個(gè)性化的、積極的反饋。

2.初步多維數(shù)據(jù)的可視化分析

如前所述，形成性評(píng)估所得到的信息或數(shù)據(jù)通常是多個(gè)維度的。為了更加直觀高效地觀察多維數(shù)據(jù)，我們可以在原有Excel表格的基礎(chǔ)上，借助簡單的可視化數(shù)據(jù)分析工具，改善數(shù)據(jù)匯報(bào)的效果。其中Excel數(shù)據(jù)透視圖就是人們常用的一種可視化多維數(shù)據(jù)分析途徑，通過觀察透視圖中矩形的面積就可以很清楚地看到同學(xué)們?cè)诿總€(gè)分項(xiàng)的得分情況。endprint

通過對(duì)比Excel表格和Excel數(shù)據(jù)透視圖，我們發(fā)現(xiàn)，以Excel數(shù)據(jù)透視圖這種方式呈現(xiàn)的好處之一，是降低了人們對(duì)絕對(duì)值（分?jǐn)?shù)）大小的關(guān)注，即同學(xué)們?cè)诳吹揭訣xcel數(shù)據(jù)透視圖形式的成績報(bào)告時(shí)不會(huì)只關(guān)注其總分的多少，而更多地會(huì)注意到各分項(xiàng)的得分情況，以方便發(fā)現(xiàn)自己近階段在各分項(xiàng)上的學(xué)習(xí)狀況。其意義就在于Excel數(shù)據(jù)透視圖這一匯報(bào)形式將人們的關(guān)注點(diǎn)由整體轉(zhuǎn)向了局部，使他們意識(shí)到聽力、閱讀、寫作和口語這幾個(gè)維度的均衡發(fā)展情況才是最佳的語言學(xué)習(xí)效果，為他們?cè)诮窈蟮膶W(xué)習(xí)指明了方向。例如，某位同學(xué)雖然整體成績不錯(cuò)，但是他通過看Excel數(shù)據(jù)透視圖就能夠很直觀地看到他的聽力和口語明顯滯后于閱讀和寫作能力；而另一位同學(xué)因?yàn)樵谏鲜鏊膫€(gè)維度上沒有很大落差所以才有了總成績第一的上佳表現(xiàn)等等。所有這一切都可能為學(xué)生指出他們以后的努力方向，給他們以后的學(xué)習(xí)提供更多有益的啟示和較為積極的反饋。

3.初級(jí)可視化分析的局限性

為了能更加客觀地評(píng)價(jià)學(xué)生在一定時(shí)期內(nèi)的形成性學(xué)習(xí)效果，通常需要擴(kuò)大數(shù)據(jù)的采集范圍，引入多維度的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。這時(shí)，我們通常需要將學(xué)生兩次甚至多次的評(píng)估數(shù)據(jù)放在同一個(gè)Excel表格里進(jìn)行對(duì)比。當(dāng)然，并不是說簡單地將兩組或多組動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)放在一起就能產(chǎn)生預(yù)期的效果。

如果將兩次或多次的原始評(píng)估數(shù)據(jù)羅列在同一個(gè)Excel表格里而不加以分析的話，那么數(shù)據(jù)量越大，也就是說，需要對(duì)比的數(shù)據(jù)越多時(shí)，人們借助肉眼所能獲得有效信息的難度就越大，我們就越難以從數(shù)據(jù)表中讀出有價(jià)值的信息，也就起不到形成性評(píng)估對(duì)學(xué)生英語學(xué)習(xí)的促進(jìn)作用。那么，是否可以繼續(xù)使用類似于Excel數(shù)據(jù)透視圖的形式對(duì)兩次甚至是多次的評(píng)估數(shù)據(jù)進(jìn)行匯報(bào)呢？

如果僅僅只有兩組評(píng)估數(shù)據(jù)，我們?nèi)匀豢梢圆捎肊xcel透視圖的形式，只不過用不同顏色的數(shù)據(jù)柱來表示兩組評(píng)估數(shù)據(jù)。以某班先后兩次的英語考試評(píng)估數(shù)據(jù)為例，在對(duì)這兩次的評(píng)估數(shù)據(jù)進(jìn)行初步的Excel數(shù)據(jù)透視圖可視化分析后，通過對(duì)比同一維度下兩種不同顏色的柱狀圖，我們就能夠清楚地看到：所有參加測(cè)試的同學(xué)在總成績、聽力、口語和寫作這4個(gè)維度上較前次評(píng)估都有了不同程度的提高；某位同學(xué)的總成績最低，但他的提高幅度最大；在所有參加測(cè)試的同學(xué)中，只有某位同學(xué)的閱讀成績有所下降等等。簡而言之，可視化的數(shù)據(jù)報(bào)告形式能夠提供更豐富的有效反饋信息，更重要的是，這些信息所產(chǎn)生的作用更為積極。

但是，當(dāng)我們需要對(duì)比的評(píng)估數(shù)據(jù)是3組、4組、5組，甚至是更多組時(shí)，利用不同顏色數(shù)據(jù)柱來顯示的Excel透視圖在匯報(bào)效果上就會(huì)變得越來越差強(qiáng)人意。即使有多種顏色，即使有多個(gè)數(shù)據(jù)柱，可以代表原數(shù)據(jù)表中的每一個(gè)具體數(shù)據(jù)和走勢(shì)變化，但是，這些不同顏色數(shù)據(jù)柱在我們面前只會(huì)變得眼花繚亂。

4.提高復(fù)雜數(shù)據(jù)的可視化分析效果

對(duì)復(fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，首先需要進(jìn)行數(shù)據(jù)選擇（遵循科學(xué)的步驟和原則對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇性加工），再進(jìn)行方法選擇（考慮為達(dá)何目的，采用何種可視分析的方法）。數(shù)據(jù)和方法選擇的目的是提高信息的反饋效率，服務(wù)于不同的評(píng)估目的。

在對(duì)多組復(fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析時(shí)，Excel雷達(dá)圖可以說是一個(gè)不錯(cuò)的可視化分析方法。與數(shù)據(jù)表、曲線圖、柱狀圖等不同的是，雷達(dá)圖能夠根據(jù)數(shù)據(jù)分析的具體需要，將多維度、多期次的復(fù)雜動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)及其隱含的邏輯關(guān)系形象地表達(dá)出來。

以某位同學(xué)先后十次除合計(jì)外其他各分項(xiàng)的數(shù)據(jù)分析為例，Excel雷達(dá)圖就能夠非常形象地描繪出了該同學(xué)這十次評(píng)估的整體趨勢(shì)。通過Excel雷達(dá)圖對(duì)該同學(xué)最近十次評(píng)估數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化分析后，我們可以清楚地看到該同學(xué)在由聽力、閱讀、寫作和口語數(shù)據(jù)所圍成的多邊形有整體向左下方向偏離的趨勢(shì)；同時(shí)，坐標(biāo)軸尤其是原點(diǎn)0的位置也明顯地指示了這一偏離趨勢(shì)。多邊形整體向左下方向偏離的趨勢(shì)說明該同學(xué)每一次的考試成績都相對(duì)于上一次考試成績有或多或少的提高，因此，不難得出在這十次評(píng)估中，該同學(xué)的學(xué)習(xí)成績呈整體提高趨勢(shì)的結(jié)論。

由此可見，通過Excel雷達(dá)圖對(duì)復(fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化分析能夠使學(xué)習(xí)者更加直觀地看到較長一段時(shí)間的學(xué)習(xí)狀況，起到了為他們今后的學(xué)習(xí)提供指南針的作用，這樣學(xué)生才能直觀地看到自己的長處和不足，能夠及時(shí)地調(diào)整自己的學(xué)習(xí)狀態(tài)，以便于獲得更大的進(jìn)步。

綜上所述，提高學(xué)生應(yīng)用英語能力的效果與英語學(xué)習(xí)形成性評(píng)估有著密不可分的聯(lián)系，而衡量英語學(xué)習(xí)形成性評(píng)估作用的標(biāo)準(zhǔn)，在一定程度上可以參照其對(duì)教學(xué)所產(chǎn)生的積極反饋。積極的反饋并不意味著把評(píng)估所產(chǎn)生的原始信息或數(shù)據(jù)直接提供給學(xué)生，因?yàn)?，這些未加分析的原始信息或數(shù)據(jù)中的大部分對(duì)于學(xué)生來說幾乎是“不可讀”或“不易讀”的。本文以幾個(gè)淺顯的例子說明了數(shù)據(jù)可視化分析的方法在英語學(xué)習(xí)形成性評(píng)估中的應(yīng)用，說明數(shù)據(jù)可視化分析的方法可以使這些數(shù)據(jù)由“不可讀”或“不易讀”變?yōu)椤翱勺x”或“易讀”，可以提高英語學(xué)習(xí)形成性評(píng)估反饋的積極意義和有效性。但是，數(shù)據(jù)的可視化分析方法在計(jì)算機(jī)信息化領(lǐng)域剛剛出現(xiàn)，之前也未見有關(guān)類似方法在英語學(xué)習(xí)形成性評(píng)估應(yīng)用的相關(guān)研究。此外，在實(shí)際的英語教學(xué)活動(dòng)中，形成性評(píng)估所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)更為復(fù)雜，還有很多更為直觀、更為科學(xué)和更為高效的數(shù)據(jù)可視化分析方法，所有這些問題都有待我們進(jìn)行更加廣泛而深入的探討。

參考文獻(xiàn)

[1] Crooks，T.The validity of formative assessment[P].Paper presented at the British Educational Research Association Annual Conference，Dunedin，New Zealand，2001.

[2] RenL.Research on interaction techniques in information visualization [D].Beijing： The Chinese Academy of Sciences，2009（in Chinese with English abstract）.

[3] Card SK，Mackinlay JD，Shneiderman B. Readings in Information Visualization：Using Vision To Think[M]. San Francisco： Morgan- Kaufmann Publishers，1999.1-712.

[4] Thomas JJ，Cook CA. Illuminating the Path： The Research and Development Agenda for Visual Analytics[J].Los Alamitos：IEEE Computer Society，2005.1-180.

[5] 王守仁.大學(xué)英語教學(xué)指南要點(diǎn)解讀[J].外語界，2016（3）.

[6]布盧姆.教育評(píng)價(jià)[M].王綱，等，譯.上海：華東師范大學(xué)出版社，1986.

[作者：陳愛平（1972-），男，安徽馬鞍山人，河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)外語教學(xué)部高級(jí)工程師，碩士；趙樹立（1966-），男，河北故城人，河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)外語教學(xué)部副教授，碩士。]

【責(zé)任編輯 鄭雪凌】endprint