“數(shù)據(jù)管理與分析”內容簡析

徐強

在《普通高中信息技術課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱新課標）中，數(shù)據(jù)管理與分析部分被設計為選擇性必修模塊3，與“數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)結構”“網(wǎng)絡基礎”兩個模塊并列，作為高中學生升學的學習內容之一。下面，筆者將從幾個方面對該模塊進行解讀。

新舊課標中相關內容的異同

《普通高中信息技術課程標準（2003年版）》（以下簡稱舊課標）中，“數(shù)據(jù)管理技術”就是5個選修模塊中的一個。新舊課程標準對本部分內容框架處理的主要內容比較如下頁表所示。

從新舊課標的內容框架可以看出，新課標把“數(shù)據(jù)”作為最重要的出發(fā)點，突出“數(shù)據(jù)管理與分析”的核心價值，即以數(shù)據(jù)為載體，通過特定方法對其進行管理、分析，歸納得出數(shù)據(jù)的實際價值，這與“互聯(lián)網(wǎng)+”新時代強調“數(shù)據(jù)”作為最關鍵的生產資料的價值高度吻合。同時，作為數(shù)據(jù)管理與分析的基礎，數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)庫的設計與建立、結構化查詢等相關內容，在新舊課標中保持了較高程度的一致性。

新教材內容特點

基于新課標中內容條目的調整和教學建議中“以項目整合課堂教學”的原則，以三個版本的高中信息技術新教材為參考（人民教育出版社/中國地圖出版社、教育科學出版社、廣東教育出版社，對應教材下文分別簡稱“人教-中圖社教材”“教科社教材”“廣教社教材”），新教材內容編排有幾個顯著的共同點：

一是，基本遵循了如下頁圖所示的線索。事實上，這也是數(shù)據(jù)管理及處理分析的一般流程。將數(shù)據(jù)、大數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)科學等一般性知識前置，與課堂教學相比，相當于新授課之前的導入或簡介，符合一般的教材編寫規(guī)律。

二是，幾個版本教材都使用了項目式學習的大框架。以一個或多個項目將全部教學內容組織起來，使得教學主線的推進更加清晰，教學活動始終圍繞一個明確的主題任務延伸，前后銜接密切自然，有利于數(shù)據(jù)管理與分析專業(yè)知識、能力體系的建構。

三是，將“數(shù)據(jù)分析”置于較為重要的地位。從篇幅方面來看，三個版本的教材中關于“數(shù)據(jù)分析”的內容都占據(jù)了整個教材篇幅的四分之一左右，這與舊課標背景下的教材內容形成了較為鮮明的對比。同時，強調了數(shù)據(jù)分析的意義，分析數(shù)據(jù)的價值在于尋找出隱含于其中的規(guī)律、結論等，為做出判斷、決策提供依據(jù)。

四是，三個版本的教材的內容中，都涉及大量的軟件工具。由于編寫教材時刻意回避對某一種具體軟件工具的過分依賴，所以都提供了功能類似的多種軟件工具和平臺，供教師、學生自主選擇。

當然，不同版本的教材也存在一些區(qū)別，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

一是，在整體使用項目式學習大框架的同時，不同版本教材在細節(jié)處有顯著差異。例如，教科社教材使用了“網(wǎng)點創(chuàng)辦和運營”的項目，統(tǒng)整了整個模塊的教學;廣教社教材則使用了“中學生體質健康數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)”來串聯(lián)大部分教學內容，同時又在其他少量章節(jié)使用了不同主題的項目;而人教-中圖社教材，則在不同的章使用了不同的項目，項目之間的獨立性明顯。使用單一主題項目，使得前后不同階段的教學活動緊密關聯(lián)，前一階段的學習結果可以作為后一階段學習的起點，連貫性較好。而使用多個主題，則不同章節(jié)的教學獨立性較好，在前一階段學習進度及效果不夠理想的情況下，后續(xù)教學所受的負面影響相對較小。

二是，不同教材所選取的數(shù)據(jù)管理與分析的工具存在明顯差異。工具的使用主要集中在建立數(shù)據(jù)庫和對數(shù)據(jù)進行處理分析兩個環(huán)節(jié)。教科社教材在創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫階段，幾乎完全回避了具體的數(shù)據(jù)庫管理工具的操作，只是在個別地方以SQL Server為例進行了簡要介紹;人教-中圖社教材則明確以MySQL為學習工具進行教學;相比之下，廣教社教材選擇了MariaBD作為數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建的展示工具，其操作層面的內容、步驟等最為詳細。同樣，在數(shù)據(jù)分析階段，三個版本的教材所選擇的工具也有很大差異。教科社教材多處使用了Excel處理數(shù)據(jù)，使用Tableau Public等工具來實現(xiàn)數(shù)據(jù)結果的可視化;其他兩個版本的教材則使用了Python語言來進行編程分析。

三是，對模塊中特定的部分內容，教材處理的方式不盡相同。主要是針對數(shù)據(jù)安全內容，教科社教材將其作為獨立的章節(jié)予以編排內容;而其他兩個版本的教材則將其作為數(shù)據(jù)管理的一個環(huán)節(jié)進行布局。這主要是編者對數(shù)據(jù)安全的重要程度、在實踐中數(shù)據(jù)安全的設計操作所對應的實施環(huán)節(jié)考慮不同所導致的。

選擇性必修模塊的教學背景

必修模塊教學最大的學情是，所有學生均要學習必修模塊的內容。而對選擇性必修模塊來說，更多的可能性則是學生是經過自愿選擇后展開學習的，對教學來說，這無疑是一個利好的狀態(tài)，數(shù)據(jù)管理與分析模塊的教學也是如此。因此，在學生自愿選擇的基礎上開展的選擇性教學，較之全員參與的必修教學更加靈活，教師可以在設計情境激發(fā)學習動機方面節(jié)省時間和精力，可以主要思考學科專業(yè)內容的設計、重構、難度深度等方面。這樣，信息技術學科教學的專業(yè)性就可以進一步得到保障和提升。

另外，從教師的角度來看，選擇性必修模塊內容的開展同樣依賴于教師自身的學科專業(yè)知識技能。從三選一的范圍中選擇數(shù)據(jù)管理與分析模塊，本身就意味著教師具備較高的數(shù)據(jù)管理與分析的專業(yè)知識背景，這也會有效保障教師開展模塊教學時的專業(yè)水準。

從考試評價的角度來說，以課程標準的設計意圖來判斷，開展選擇性必修教學，也就意味著信息技術學科被納入了選擇性考試，其考試結果相應地就進入最后的高考總分之中。在這樣的前提下，相較于以前，學科教學工作也因外部考試評價的壓力而變得純粹而專業(yè)。

教學實施策略建議

基于以上梳理與分析，個人以為，數(shù)據(jù)管理與分析模塊的教學策略，應該主要考慮以下幾個方面：

第一，要選擇一種項目式教學的統(tǒng)整方式。究竟是以一個完整的項目整合所有教學內容，還是以多個更加微小的項目來分別對應不同的教學內容，這是需要重點考慮的。如前所述，大而完整的項目，會有利于整個模塊教學的前后銜接，前后教學階段與內容互為學習的起點與結果;但同時，這樣的項目設計對學習者的要求很高，前一階段的學習結果如果不夠理想，就會對后續(xù)教學產生明顯的制約。特別是數(shù)據(jù)庫的建立階段，如果完成度不夠，則后續(xù)數(shù)據(jù)分析就會變成“無米之炊”。反之，設計多個微小的項目，由于其相互獨立，對應的每一個單元章節(jié)的教學也會變得相對獨立。這樣的項目設置，會使得教學更加靈活。

第二，可以盡量優(yōu)化、設計學習項目的主題。科學應用課程標準中關于“真實情境”的教學原則，選擇學生更加感興趣的學習、生活情境作為項目主題的來源。虛構的、學生無法接觸的數(shù)據(jù)管理與分析的情境，會明顯影響學生的學習動機，導致學生的學習意愿不足。相反，如果充分利用高中學生高度關注的“選課走班”與考試評價相關的主題，也許可以更好地激發(fā)學生的學習興趣。

第三，要整合教材章節(jié)內容開展教學。受教學時間的限制，很難完全按照教材編排的容量與順序開展教學，合理調整順序可能更加有利于教學實施。例如，數(shù)據(jù)管理與分析的一般性知識、概念、歷史、趨勢等，可以整合到一起;數(shù)據(jù)安全與備份，可以在數(shù)據(jù)庫建立與數(shù)據(jù)管理的環(huán)節(jié)整合起來進行教學。

第四，必須對教材內容進行有選擇性的處理。教材中出現(xiàn)了大量的軟件工具，要求學生完成多個表格的填寫，如區(qū)分不同工具軟件的特點、各自優(yōu)勢等。如果不加以選擇，這樣的教學任務必然耗費大量的時間精力，導致實踐操作難以完成。另外，因為要避免出現(xiàn)“操作說明書”式的內容，多數(shù)教材中關于工具軟件的操作教學內容都比較省略，往往都是以極為簡略的文字說明操作的目的和結果。但是在教學過程中，恰恰是這樣的軟件操作技能的不足，影響了教學最終效果的實現(xiàn)。因此，雖然讓學生通過自主研究選擇適合的軟件工具很好地體現(xiàn)了學習的自主性，但是從實踐來說，受限于課時數(shù)，這樣的設計往往是難以實現(xiàn)的;必須留出足夠的時間讓學生完成實踐操作以達成具體的操作任務。

第五，教師應該盡可能準備充分的數(shù)據(jù)以備不時之需。數(shù)據(jù)管理、分析的基礎就是必須有管理、分析的對象——數(shù)據(jù)。但是在教學過程中，由于各種因素的限制，包括學習任務的完成情況，都會影響基礎數(shù)據(jù)的準備工作。教師可以利用自身優(yōu)勢，通過多種渠道獲取與項目式學習主題密切相關的數(shù)據(jù)。當學習任務涉及大量數(shù)據(jù)時，可以避免學生在收集、采集基礎數(shù)據(jù)環(huán)節(jié)耗費過多的時間和精力。