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摘要：目前科學技術飛速發展，并被廣泛應用于教育領域，如何有效地將數據可視化技術應用于教學中，成為目前教育研究者必須解決的問題，這項挑戰也逐漸成為數據可視化技術專家關注的焦點。利用好數據可視化技術可以將知識直觀的呈現給學生，令學生形成完善的知識框架，除此之外，這項技術還可以應用于學生自我評估和課堂教學評估、對學生及時發現自己的知識漏洞，以及教師對學生學習狀況的了解有很大幫助。本文通過分析教學數據可視化的現狀，進而對數據可視化技術在教學中的應用以及數據可視化應用的疑難問題進行深入研究，從而使課堂的教學質量得到有效保障。

關鍵詞：數據可視化技術；教學質量；應用

數據可視化技術所呈現的圖片或圖像，已經成為人們了解信息的重要方式，同樣，數據可視化在教育中的應用也是非常廣泛的，數據可視化技術的應用代表了教學方式的進步，通過數據可視化技術建立的智能學習平臺以及教學管理系統日益增多，學生學習知識的方式不再局限于課堂教學，需要用到的書籍可以在手機或者電腦上輕松找到，方便又快捷。目前，我國絕大部分學校已經配備了數據可視化技術設備，用于配合教師的教學，從而提高課堂的交互性，讓學生體驗先進的教學方式。傳統的教學模式得到相應改革，課堂的教學質量明顯提高，這些進步都離不開數據可視化技術的應用。

一、數據可視化技術概念與現狀分析

（一）數據可視化技術概念。數據可視化就是將數據以一種視覺表達的方式展現出來，表達方式可以是圖形也可以是圖像，數據可視化技術可分為多個方面，比如圖形圖像處理技術、建模技術、計算機視覺等，該技術最早出現于20世紀50年代，在其最初只能達到科學技術和信息可視的階段，如今已發展為數據可視技術，實現了信息的智能化。圖片和圖像是目前數據可視化技術的主要表達方式，可以做到將抽象的數據直觀地表達出來，放眼望去，數據中最重要的信息一目了然，是目前提高教學質量的保障。（二）現狀分析。大數據時代已經到來，在技術不斷發展的過程中，國內外教育事業都得到了有效促進，并出現了一項新的學習支持工具，名為學習儀表盤，其本質為數據可視化技術在教學事業中的成功實踐，有效地利用數據可視化技術對信息進行了轉變處理，能對使用者進行學習狀態的跟蹤調查，分析使用者在學習方面的優缺點，并給予使用者有效的學習管理計劃，從而做到揚長避短，從學習儀表盤中，學生和老師都可以馬上搜集到直觀的數據，使用者自然就知道如何進行自我完善了，如此，教學質量在得到保障的同時也得到了有效提高。比如在醫學教育領域，在沒有教學實體模型的情況下，想要讓學生直接了解到人體的骨骼形態、器官組織以及血管脈絡是非常困難的，而數據可視化技術則可以幫助教師很好地解決這一問題，醫學專業的學生學習知識依賴于對人體生理結構的認識，若不采用數據可視化技術教師只能通過標本來展現學習內容，課后學生便再也沒機會對標本進行查看了，這從一定程度上限制了學生的自主學習，但采用數據可視化技術，學生便可以輕松查看到需要的模型，數據可視化技術可以生成直觀的人體器官結構圖像，教師還可以在相關的器官上增添備注，學生只需要將鼠標移到想要查看的位置，備注就可以顯現出來。另外老師還可以將收集到的人體切片圖像進行整理組合，形成新的人體正視圖及側面圖，作為新的學習資料供學生們參考，為學生的學習提供便利，從而保障教學質量。

二、數據可視化技術在教學中的有效應用

（一）課堂內容數據可視化流程。數據可視化在教學中應用的主要技術有，教學流程可視化以及教學內容可視化。首先教學流程可視化是指將從課堂中獲取的數據進行可視化處理，再對獲取的結果進行分析，從而彌補出現的問題，完善教學工作計劃，每個班級的成績都存在一定的差異性，想要提高教學質量，讓教學質量得到有效保障，必須縮小成績中存在的差異性，數據可視化技術可以針對每個同學的真實水平進行靈活性教學，讓每個學生都找到適合自己的學習方式，以此提高課堂教學質量。教學內容可視化是指將學生需要學習的知識轉變為相應的圖像，比如：四維圖、概念圖、模型圖，以此作為學生學習知識的認知工具，對一些空間想象力較差的同學十分友好，例如在初中地理的課程中，想要充分了解地球的外部構造，需要查看地球模型，而人手一架模型是比較困難的，而利用數據可視化技術則可以直接建造地球模型，不僅可以讓學生有效地認知地球的外部構造，還可以形象的表達出地球表面的氣候現象、河流和植被分布以及山脈走向等等。（二）教學數據的可視化處理。想要將教學數據做可視化處理需要進行以下五個步驟。第一步為數據采集，要進行數據處理必須有相應的數據作為基礎，這些數據通常為學生在課堂上的學習情況數據，比如學生的神態、情感、語言等等。第二步為數據準備，指對收集到的數據進行整理篩選，選擇有代表性的數據記錄保存。要保證處理的正常進行，則必須要確保這一步的數據具有研究價值。第三步為預處理，這一步是指對保存的數據進行初步處理，需要進行清理雜亂數據、清洗整理數據、消除噪聲以及填補默認數據等步驟。為深入數據處理做好保障。第四步為分析挖掘，指將已經進行過初步分析的數據深入研究，全方位的對數據進行處理，將數據中的每個元素都顯現出來，尤其要注重對重點信息的處理。最后一步為數據可視化呈現，指對整理好的數據進行動態展現，為數據可視化處理的最終步驟，建立的模型便為數據的最終形態。（三）數據可視化技術用于課堂。某高職院校近年來采購了一批電子表決器，目的是給思政課改革提供設備支持，這個以數據可視化技術為基礎的電子表決器，成功打破了該高職院校思政課存在的瓶頸。同學們對“原理課”的出勤率明顯提高，另外，教師與學生的互動也得到了有效保障。這是由于，電子表決器采用的是電子簽到，簽到的同時還可以追蹤簽到人所處的地理位置，有效的避免了同學代簽情況的發生，為課堂節約了教學時間，提高了學生出勤率。在傳統課堂中，同學們多半以沉默的方式存在于課堂，甚至更有部分同學被手機吸引或忙于其他課程的任務。電子表決器可有效的提高課堂的抬頭率，因為電子表決器具有隨時發放課堂測驗的功能，而課堂檢測又關系到期末成績，學生自然就開始與老師進行互動了。由此，數據可視化技術為課堂教學提供了有效保障。（四）教學干預管理。現如今有很多用于教學管理的網絡教學平臺，當用戶登錄這些平臺進行學習時，系統程序便會對用戶的學習時間、訪問情況、以及學習內容進行記錄并整理，再將這些收集的數據進行可視化處理，通過處理教師便可以直觀的看到學生學習的具體內容和情況，進而有針對性地制定相應的教學計劃，例如在“雙語學習導論”課程中，老師可以通過可視化技術對學生在平臺上的時間和學習內容等進行記錄，并生成圖表呈現給教師，通過觀察生成的圖表，教師可以直接了解到學生的學習時間，進而可以針對相關學生提出相應的建議。實例中生成的各個學生的學習情況統計圖如下。（五）教學測試與評價。教育研究者在新加坡的一所小學課堂中進行了一項關于計算機建模工具的教育實驗，利用計算機建模模型來對學生進行學習測評，主要內容為先向部分學生介紹實驗對象的概念、以及教學內容中的變量和對應關系，接著再向另一部分學生們展示教師制定的相應模型，內容均為兩條食物鏈構成的食物網。展示結束后，再要求學生獨立完成一條類似的食物鏈模型，最后將所有學生建立的模型收集并進行核對比較，下圖2為教學實驗中學生建立的食物鏈之一。結果發現采用數據可視化技術進行教學的學生對概念的掌握更加全面，建立模型所用的時間也更少，因此，可視化工具可以有效對考試學習和創作進行測評，可作為考試評價的新辦法，其得出的測評結果也更加具體，通過測評教師可以順利了解到學生對知識理解的程度，以及學生本身存在的特點，從而差缺補漏。建模測試是新型的測試模式，是老師與學生交流的新媒介，可以實現兩者相互配合完成教學，進而使教學質量得到保障。圖2　食物鏈模型（六）課堂數據可視化技術的疑難問題。數據可視化技術雖讓教學質量得到很大提高，但是并不是所有學校都具有快速集成處理課堂數據的工具，因此導致在這一環節花費了大量的時間與人力，數據可視化技術對教師的專業操作能力有一定的要求，但實際上大部分教師都不精通這方面的知識，這對于數據可視化技術在教育中的發展是一項有待改進的問題，為保證教學質量的提高，數據可視化技術應進行相應改進，最好是將操作進行精簡化處理，降低對使用者掌握能力的要求，從而減少人力和時間的消耗，另外還可以對相關的教師進行專業培訓，增強其掌握能力，以此保證可視化技術的順利發展，推動教學的進步。

三、總結

當前數據可視化的優點已經充分顯現，已經被各大企業用于技術開發，其發展日益成熟，作為教育工作者應順應時展，利用先進的技術進行教學活動，數據可視化技術在教育中的應用仍存在一些問題，要讓我們的教學質量得到保障，必須不斷改革這項技術，教師要對數據可視化技術的應用要做到心中有數，要與學生進行溝通，并不斷進行反思，找出最適合學生的教學方式，注重學生綜合素質的培養，推動傳統教學模式的改革，促進教學質量的提高。

參考文獻

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作者:徐立宇 李奕 單位:柳州城市職業學院