數(shù)學(xué)師范生數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育的思考和建議

1、數(shù)學(xué)師范生數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育的思考和建議摘要 新課標(biāo)下，以培養(yǎng)中小學(xué)學(xué)生數(shù)據(jù)素養(yǎng)為目的的 教育日益受到關(guān)注。師范生是中小學(xué)教師的后備軍，想要 提高中小學(xué)生的數(shù)據(jù)素養(yǎng)，先要做好師范生數(shù)據(jù)素養(yǎng)的教 育工作。該文采用問卷調(diào)查的方式，以數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)表 征、數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)意識(shí)、數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)和數(shù)據(jù)道德作為數(shù)據(jù)素 養(yǎng)能力的六個(gè)維度，采用文獻(xiàn)分析、描述性統(tǒng)計(jì)和方差分析 等方法，探討某高校數(shù)學(xué)師范生、高校教師、中小學(xué)教師數(shù) 據(jù)素養(yǎng)的現(xiàn)狀。結(jié)果顯示：高校教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)最高，且中小 學(xué)教師與之無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性差異，在校師范生數(shù)據(jù)素養(yǎng)最 低。針對(duì)培養(yǎng)計(jì)劃、教學(xué)設(shè)計(jì)、競(jìng)賽引導(dǎo)，筆者給出數(shù)學(xué)師 范生數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育的相關(guān)建議。關(guān)鍵詞數(shù)學(xué)

2、師范生；中小學(xué)教師；高校教師；數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育 Thoughts and Suggestions on Data Literacy Education of Mathematics Education Majors / XIAO XiaoAbstract Under the new curriculum standards, the education aimed at cultivating data literacy of primary and middle school students has attracted increasing attention. Education major

3、s are the reserve force of primary and middle school teachers, so in order to improve the data literacy of primary and middle school students, it is necessary to carry out the data literacy education of education majors. With the method of questionnaire survey, and based on the six dimensions of dat

4、a literacy capabilities such as data analysis, data representation, data collection, data awareness, data evaluation, and data ethics, this paper uses lit - erature analysis, descriptive statistics, and variance analysis to explore the current situation of the data literacy of mathematics education

5、majors from a universities, teachers, and primary and middle school teachers. The results show that the data literacy of college teachers is the highest, and there is no statistically significant difference between them and primary and middle school teachers, while the data literacy of education maj

6、ors is relatively poor. In view of the training plan, teaching design, and competition guidance, this paper gives relevant suggestions on the data literacy education of mathematics education majors.Key words mathematics education majors；primary and middle school teachers；college teachers；data litera

7、cy education1引言大數(shù)據(jù)時(shí)代下，人們對(duì)于生活的記錄有了巨大的變化， 每時(shí)每刻都會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，而人們的衣食住行也都離 不開數(shù)據(jù)的運(yùn)作指引。目前，國(guó)際數(shù)學(xué)教育將數(shù)據(jù)素養(yǎng)納 入新的研究領(lǐng)域，探索其內(nèi)在含義和提高途徑成為人們關(guān) 注的熱點(diǎn)和追逐的新技能1。義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011 版）中將數(shù)據(jù)分析觀念列作十大核心概念，這意味著數(shù)據(jù) 素養(yǎng)正式登上了數(shù)學(xué)教育研究的舞臺(tái)2。2018年，中共中 央、國(guó)務(wù)院印發(fā)了關(guān)于全而深化新時(shí)代教師隊(duì)伍建設(shè)改革 的意見，強(qiáng)調(diào)全而提高中小學(xué)教師質(zhì)量，建設(shè)一支高素質(zhì)、 專業(yè)化的教師隊(duì)伍。2019年教育部公布的數(shù)據(jù)中，義務(wù) 教育階段專任教師人數(shù)為1001.6萬(wàn)人

8、，按一般自然減員率3% 計(jì)算,每年需要補(bǔ)充30萬(wàn)左右的教師，而師范生正是教師隊(duì) 伍的儲(chǔ)備軍氣要想使教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)變?yōu)樘嵘處熽?duì)伍素 質(zhì)、深化教育大數(shù)據(jù)研究的動(dòng)力,就有必要加強(qiáng)對(duì)師范生數(shù)據(jù) 素養(yǎng)的培養(yǎng)。數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育是培養(yǎng)數(shù)據(jù)素養(yǎng)的重要途徑，師 范生在數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育中扮演著重要角色，既是受教育者也是潛在教育者。數(shù)學(xué)師范生是數(shù)學(xué)教師的主要來(lái)源，提升數(shù)據(jù) 素養(yǎng)已成為大數(shù)據(jù)時(shí)代數(shù)學(xué)教師專業(yè)發(fā)展的重要內(nèi)容。2數(shù)據(jù)素養(yǎng)的定義學(xué)術(shù)界對(duì)數(shù)據(jù)素養(yǎng)目前有不同的定義。數(shù)據(jù)素養(yǎng)的概 念最早起源于美國(guó)，它是計(jì)量素養(yǎng)和統(tǒng)計(jì)素養(yǎng)概念的拓展 和延伸J2.1數(shù)據(jù)素養(yǎng)概念綜述Qin J和DLgnazio J（2010）認(rèn)為，數(shù)據(jù)素養(yǎng)是

9、能夠理 解、使用和管理科學(xué)數(shù)據(jù)的能力。Mandinach E和Gum - mer （2013）認(rèn)為，數(shù)據(jù)素養(yǎng)是理解數(shù)據(jù)和有效地利用數(shù)據(jù) 進(jìn)行決策的能力，包括知道怎樣去辨別、收集、組織、分析、 總結(jié)以及優(yōu)化數(shù)據(jù)Schneider認(rèn)為，數(shù)據(jù)素養(yǎng)是“科學(xué) 數(shù)據(jù)”和“信息素養(yǎng)”的結(jié)合，屬于科學(xué)數(shù)據(jù)管理的子學(xué)科。國(guó)內(nèi)的研究相對(duì)較晚，張靜波認(rèn)為，數(shù)據(jù)素養(yǎng)是研究者 在科學(xué)數(shù)據(jù)的采集、組織和管理、處理和分析、共享和協(xié)同 創(chuàng)新利用等方而的能力，以及研究者在數(shù)據(jù)的生產(chǎn)、管理和 發(fā)布過(guò)程中的道德與行為規(guī)范9。隆茜從數(shù)據(jù)意識(shí)、數(shù)據(jù)獲 取能力、數(shù)據(jù)處理與分析能力、數(shù)據(jù)交流能力、數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)能 力及數(shù)據(jù)道德構(gòu)建高校師生數(shù)據(jù)素

10、養(yǎng)能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體 系10。楊曉瓊從本質(zhì)上分析了數(shù)據(jù)素養(yǎng)是具有在數(shù)據(jù)意識(shí) 的驅(qū)動(dòng)下從特定數(shù)據(jù)環(huán)境中合理合法且有效地獲取、分析、 解釋、評(píng)估和利用數(shù)據(jù)的基本技能11。黃如花、李白楊將數(shù) 據(jù)素養(yǎng)概括為數(shù)據(jù)意識(shí)、數(shù)據(jù)能力、數(shù)據(jù)倫理三個(gè)方而12。2.2數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建本文在綜合國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)素養(yǎng)的定義、內(nèi)涵或組 成能力分析的基礎(chǔ)上，以數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)表征、數(shù)據(jù)收集、數(shù) 據(jù)意識(shí)、數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)和數(shù)據(jù)道德為數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力的維度，構(gòu)建 數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。2.3研究方法文章采用文獻(xiàn)研究法構(gòu)建數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體 系。用描述性統(tǒng)計(jì)分析方法對(duì)數(shù)據(jù)的均值13、方差進(jìn)行簡(jiǎn) 單分析以及圖表展示，利用方差分

11、析法對(duì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)學(xué)意 義上的差異進(jìn)行檢驗(yàn)訶。3數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力問卷調(diào)查本文分別對(duì)高校數(shù)學(xué)專業(yè)教師、中小學(xué)數(shù)學(xué)教師、在校 數(shù)學(xué)師范生分年級(jí)做問卷調(diào)查。3.1調(diào)查問卷的設(shè)計(jì)表1數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系維度指標(biāo)數(shù)據(jù)分析能合并、綜合、簡(jiǎn)化并剔除隱藏的錯(cuò)誤或者無(wú)效的數(shù)據(jù)，提取有效的數(shù)據(jù)能夠利用數(shù)據(jù)分析工具（如EXCEL.SPSS.R.MATTLAB等）對(duì)獲取的數(shù)據(jù)做恰當(dāng)?shù)姆治瞿芑趯?shí)際問題或應(yīng)用對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有針對(duì)性的分析能利用一定的科學(xué)方法來(lái)指導(dǎo)數(shù)據(jù)分析能從數(shù)據(jù)分析結(jié)果中準(zhǔn)確提取結(jié)論并解釋現(xiàn)實(shí)問題能在表述研究結(jié)論時(shí)準(zhǔn)確地引用數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)分析結(jié)果數(shù)據(jù)表征能夠基于數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)量準(zhǔn)確讀取數(shù)據(jù)的含義能正確運(yùn)用統(tǒng)計(jì)量（如平均

12、數(shù)、中位數(shù)、眾數(shù)、方差等）描述數(shù)據(jù)能掌握統(tǒng)計(jì)圖如直方圖、餅狀圖、折線圖等來(lái)揭示數(shù)據(jù)中隱含的趨勢(shì)和變化數(shù)據(jù)收集能認(rèn)識(shí)并區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)的格式（如數(shù)值、字符等形式）、類型等特征能區(qū)分來(lái)自不同數(shù)據(jù)源的不同數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類收集存儲(chǔ)能有效地選擇數(shù)據(jù)收集方式（如調(diào)查、訪談、實(shí)驗(yàn)、檢索等方式）對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集數(shù)據(jù)意識(shí)能認(rèn)識(shí)到數(shù)據(jù)對(duì)科研、生活等方面是具有重要意義的能夠認(rèn)識(shí)到科研數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)收集、分析、利用（包含重復(fù)利用）、共享、最終消亡等階段（即生命周期）能以嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的態(tài)度對(duì)待與使用科研過(guò)程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)能對(duì)科學(xué)研究過(guò)程中得到或產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的真實(shí)有效性負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)能夠批判性地評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，結(jié)合實(shí)際質(zhì)疑數(shù)據(jù)能夠認(rèn)識(shí)到數(shù)據(jù)反

13、映現(xiàn)實(shí)具有的局限性,善于結(jié)合具體情況解讀數(shù)據(jù)能根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果與研究結(jié)果,發(fā)現(xiàn)研究存在不足的地方并完善優(yōu)化研究數(shù)據(jù)道德了解數(shù)據(jù)采集、使用、分享數(shù)據(jù)中所涉及的道德和倫理問題，能夠尊重他人的數(shù)據(jù),使用時(shí)能夠注明出處問卷包含性別、職業(yè)、年齡、學(xué)歷等題項(xiàng)；此外單獨(dú)針對(duì) 學(xué)生的問卷包含性別、年級(jí)等題項(xiàng)，兩個(gè)問卷關(guān)于數(shù)據(jù)素養(yǎng) 能力指標(biāo)的20道問題是相同的。問卷采用評(píng)分制，對(duì)每個(gè) 問題按15分設(shè)置分值，調(diào)查對(duì)象根據(jù)自己的實(shí)際情況自 評(píng)打分，其中1分最低，5分最高。利用“問卷星”在線發(fā)布問卷,采取隨機(jī)紅包獎(jiǎng)勵(lì)等方式, 通過(guò)工作群、班級(jí)群等進(jìn)行宣傳，被調(diào)查者可使用電腦、平板、 手機(jī)回答問卷。以2個(gè)月為周期，共收

14、回1285份問卷。調(diào)查對(duì) 象均為數(shù)學(xué)專業(yè)或相關(guān)專業(yè)教師、學(xué)生，其中主要調(diào)查對(duì)象是 師范生，根據(jù)年級(jí)分四組進(jìn)行討論，高校教師、中小學(xué)教師作 為參考討論。由表2的調(diào)查數(shù)據(jù)我們可以得出，中小學(xué)教師 學(xué)歷以本科為主，研究生以上和本科以下學(xué)歷占少數(shù)。3.2調(diào)查與分析為詳細(xì)了解數(shù)學(xué)師范生數(shù)據(jù)素養(yǎng)的現(xiàn)狀，現(xiàn)按照年級(jí) 列出六維度20題的得分均值和標(biāo)準(zhǔn)差。由表3可以得出，四個(gè)年級(jí)的數(shù)學(xué)師范生數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力 指標(biāo)得分均值為79.31,將各年級(jí)總分由高到低排列的年級(jí) 依次為：大一、大二、大四、大三。說(shuō)明大一新生的數(shù)據(jù)素養(yǎng) 最高，大三學(xué)生數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力最低，大四學(xué)生略好于大三且 與大三年級(jí)得分相差不大。表2調(diào)查對(duì)象情況表

15、群體總?cè)藬?shù)（人）性別學(xué)歷男（人）女（人）本科（人）碩士（人）博士（人）高校教師45202502817中小學(xué)教師92375550182師范生148569214800合計(jì)2851131721984619表3數(shù)學(xué)師范生數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力指標(biāo)得分維度指標(biāo)大一大二大三大四MeanSDMeanSDMeanSDMeanSD數(shù)據(jù)分析14.320.954.270.773.900.744.060.5724. 091.153.771.113.781.323.810.6634.360.904.090.873.820.964.000.8244.320.954.320.784.210.944.000.8254.270.834.

16、180.913.800.874.130.5064.051.003.860.943.720.823.810.66數(shù)據(jù)表征74.180.913.911.023.700.844.000.3784.320.893.950.903.360.943.810.5494.410.914.270.884.261.234.130.81數(shù)據(jù)收集104.410.914.320.894.120.994.190.66114.181.054.051.004.151.454.060.44123.821.223.321.043.870.793.381.02數(shù)據(jù)意識(shí)134.090.973.680.953.940.743.630.

17、72144.050.953.591.103.970.883.940.68153.951.003.551.063.700.963.940.57164.051.003.860.833.820.793.880.62數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)174.090.873.730.943.600.843.630.72184.140.893.860.773.720.953.750.86194.180.803.640.953.571.073.690.87數(shù)據(jù)道德204.450.604.180.964.210.944.060.77合計(jì)83.7318.7378.4118.6677.2219.0677.8813.67由表5可以得出，高校

18、教師和中小學(xué)教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力 指標(biāo)得分均值為88.105，其中高校教師得分較高，為89.47 分，中小學(xué)教師得分次之且與高校教師得分相差不大。來(lái)源平方和自由度均方和F值由表5可以得出，高校教師和中小學(xué)教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力 指標(biāo)得分均值為88.105，其中高校教師得分較高，為89.47 分，中小學(xué)教師得分次之且與高校教師得分相差不大。來(lái)源平方和自由度均方和F值P值因子0.186310.1863.9250.0548誤差1.8037380.0475總平方和5.31039表6數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力方差分析表圖2數(shù)學(xué)師范生各年級(jí)數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力分組經(jīng)R語(yǔ)言計(jì)算，得到表6,其中F值為3. 925, P值為 0.0548。在

19、顯著性水平a=0. 05的情況下，接受原假設(shè)，即認(rèn) 為高校教師和中小學(xué)教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力不具有顯著性差異, 也就是說(shuō)高校教師和中小學(xué)教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力在同一水平。圖1數(shù)學(xué)師范生各年級(jí)數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力指標(biāo)得分箱線圖由圖1我們可以清楚地看到數(shù)學(xué)師范生各年級(jí)數(shù)據(jù)素 養(yǎng)能力指標(biāo)得分情況，四個(gè)年級(jí)的水平各有不同，但是這樣 的差異是否具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義尚不清楚，因此可應(yīng)用單因子 方差分析法進(jìn)行分析和討論。表4數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力方差分析表來(lái)源平方和自由度均方和F值P值因子1. 33630.44538.4970.0000615誤差3.984760. 0524總平方和5. 31079經(jīng)R語(yǔ)言計(jì)算，得到表4數(shù)據(jù)，其中F值為8.49

20、7, P值為 0.0000615。在顯著性水平o=0. 05的情況下，拒絕原假設(shè)， 即認(rèn)為四個(gè)年級(jí)的數(shù)學(xué)師范生數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力指標(biāo)得分具有 顯著性差異。通過(guò)多重比較，得到如圖2的分組。在此我們發(fā)現(xiàn)一個(gè) 奇怪的現(xiàn)象，大學(xué)一年級(jí)學(xué)生的數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力最強(qiáng)，超過(guò)高 年級(jí)學(xué)生。這種令人意外的結(jié)果，也值得我們?cè)谝院蟮难?究中進(jìn)行進(jìn)一步的研究和分析。接下來(lái)，對(duì)高校教師和中小學(xué)教師的數(shù)據(jù)素養(yǎng)進(jìn)行調(diào) 查，得分如下。表5高校教師和中小學(xué)教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力指標(biāo)得分維度指標(biāo)高校教師中小學(xué)教師MeanSDMeanSD數(shù)據(jù)分析14.580.374.760.4324.321.874.580.8234.600.644.330.954

21、4.690.434.531.5054.571.064.080.3764.311.504.370.81數(shù)據(jù)表征74.581.014.250.8984.640.984.080.9594.710.864.251.01數(shù)據(jù)收集104.730.834.080.82114.290.944.530.94124.361.123.921.15數(shù)據(jù)意識(shí)134.801.034.250.95144.170.984.500.89154.501.174.421.07164.180.964.150.87數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)174.201.014.080.98184.260.844.580.94194.280.934.580.86數(shù)據(jù)道

22、德204.700.644.421.24合計(jì)89.4719.1786.7418.454結(jié)論與分析通過(guò)總結(jié)并分析上述調(diào)查，得出目前數(shù)學(xué)師范生數(shù)據(jù) 素養(yǎng)能力較低，距離中小學(xué)教師的數(shù)據(jù)素養(yǎng)水平還存在一 段距離，因此要反思數(shù)學(xué)師范生數(shù)據(jù)素養(yǎng)的教育和培養(yǎng)。 然而大部分?jǐn)?shù)學(xué)教師是由數(shù)學(xué)師范生畢業(yè)后擔(dān)任的，一方 而這將直接影響到中小學(xué)生的數(shù)據(jù)素養(yǎng)，而小學(xué)新課標(biāo)中 明確將數(shù)據(jù)分析觀念作為核心素養(yǎng)，另外高中新課標(biāo)中也 將數(shù)據(jù)分析作為數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)。另一方而，考試數(shù)據(jù)、學(xué)習(xí) 過(guò)程數(shù)據(jù)、教學(xué)環(huán)境數(shù)據(jù)、教學(xué)硬件數(shù)據(jù)、學(xué)生心理數(shù)據(jù)等 數(shù)據(jù)在教育領(lǐng)域不斷產(chǎn)生，教師可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，隨后 制訂學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)方案和建議。數(shù)據(jù)素養(yǎng)是大數(shù)據(jù)技術(shù)與教育領(lǐng)域深度融合發(fā)展的時(shí) 代要求，是加快數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)范式轉(zhuǎn)型發(fā)展的關(guān)鍵所在。 不論是在職中小學(xué)教師、師范生還是教育管理者與研究者， 都需要緊跟大數(shù)據(jù)發(fā)展的時(shí)代步伐，善于分析和挖掘教育 數(shù)據(jù)的潛在價(jià)值,使其更好地支撐教育教學(xué)的優(yōu)化與變革。 5建議與方法數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育的培養(yǎng)建議和方法可從以下幾個(gè)方而考慮:（1）認(rèn)可數(shù)據(jù)素養(yǎng)在師范生培養(yǎng)目標(biāo)