王志剛，師津，張巖

（內(nèi)蒙古財(cái)經(jīng)大學(xué)統(tǒng)計(jì)與數(shù)學(xué)學(xué)院，呼和浩特010070）

0 引言

2017 年12 月，中共中央就實(shí)施國(guó)家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略第二次集體學(xué)習(xí)上，中共中央總書記習(xí)近平在主持學(xué)習(xí)時(shí)強(qiáng)調(diào)“善于獲取數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、運(yùn)用數(shù)據(jù)，是領(lǐng)導(dǎo)干部做好工作的基本功。高校作為人才培養(yǎng)單位，是數(shù)據(jù)分析能力培養(yǎng)和數(shù)據(jù)科學(xué)素養(yǎng)形成的關(guān)鍵時(shí)期，為未來提供合格的人力資源是高校不可推卸的責(zé)任，而教師是教育的主要實(shí)施者，也是教學(xué)成果和學(xué)生成長(zhǎng)的重要影響因素致之一，因此教師的數(shù)據(jù)思維能力和數(shù)據(jù)科學(xué)素養(yǎng)直接決定了人才培養(yǎng)目標(biāo)是否能夠?qū)崿F(xiàn)。

國(guó)內(nèi)研究者關(guān)注的數(shù)據(jù)思維能力和數(shù)據(jù)科學(xué)素養(yǎng)的影響因素主要包括數(shù)據(jù)意識(shí)、數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)評(píng)估和數(shù)據(jù)道德六個(gè)方面的能力（阮士桂[1]2016；隆茜[2]2015；郝媛玲[3]2016；張進(jìn)良[4]2016；張斌[5]2017；黃如花[6]2016）。而國(guó)外研究者則更著重于利用數(shù)據(jù)來演繹、推導(dǎo)結(jié)論及利用數(shù)據(jù)進(jìn)行決策的能力（Mandinach E和Gummer E[7-8]2016、2013）。綜上，可以看出：眾多學(xué)者對(duì)高校教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)的研究側(cè)重定性分析，并沒有對(duì)高校教師的數(shù)據(jù)思維能力和數(shù)據(jù)科學(xué)素養(yǎng)通過調(diào)查數(shù)據(jù)定量分析。由于目前的研究仍然處于起步階段，缺乏必要的定量分析，為此本文結(jié)合教育學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)交叉研究的基本范式，將數(shù)據(jù)思維能力影響因素和數(shù)據(jù)科學(xué)素養(yǎng)提升方案作為統(tǒng)計(jì)學(xué)研究對(duì)象，通過問卷調(diào)查的方式獲取第一手?jǐn)?shù)據(jù)，對(duì)影響高校教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)的各個(gè)因素進(jìn)行定量分析，得出真正制約內(nèi)蒙古地區(qū)高校教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)提升的原因，為其他落后地區(qū)數(shù)據(jù)素養(yǎng)研究提供參考。

1 數(shù)據(jù)來源與數(shù)據(jù)預(yù)處理

本文所搜集的數(shù)據(jù)以內(nèi)蒙古地區(qū)高校教師填寫的調(diào)查問卷為第一手?jǐn)?shù)據(jù)。利用基礎(chǔ)統(tǒng)計(jì)方法或機(jī)器學(xué)習(xí)法分析數(shù)據(jù)以得到關(guān)于教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)現(xiàn)狀的數(shù)據(jù)分析結(jié)果。但第一手?jǐn)?shù)據(jù)內(nèi)容多為邏輯型數(shù)據(jù)變量和字符型變量，直接進(jìn)行線性運(yùn)算例如：集中趨勢(shì)的度量、離散程度的度量、偏態(tài)與峰態(tài)的度量沒有實(shí)際意義，因此需要對(duì)部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行因子化處理，將因子與其他變量進(jìn)行耦合分析，得出相關(guān)結(jié)果。通過對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行回收，我們共收集到266 份初始調(diào)查問卷，通過去除唯一屬性、時(shí)間篩選的方法最終保留240 份有效數(shù)據(jù)。

在選取變量時(shí)按照從原始數(shù)據(jù)中選取合適的屬性作為數(shù)據(jù)挖掘?qū)傩裕x取過程應(yīng)參考的原則是：盡可能賦予屬姓名和屬性值明確的含義、統(tǒng)一多數(shù)據(jù)源的屬性值編碼、去除唯一屬性、去除重復(fù)性、去除可忽略字段、合理選擇關(guān)聯(lián)字段。

2 調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

調(diào)查內(nèi)容主要包含高校教師數(shù)據(jù)意識(shí)態(tài)度、數(shù)據(jù)知識(shí)、數(shù)據(jù)教學(xué)實(shí)踐、數(shù)據(jù)教學(xué)應(yīng)用、大數(shù)據(jù)五個(gè)方面。其中，數(shù)據(jù)意識(shí)態(tài)度包括數(shù)據(jù)意識(shí)與數(shù)據(jù)態(tài)度兩方面；數(shù)據(jù)知識(shí)包含數(shù)據(jù)基礎(chǔ)知識(shí)與數(shù)據(jù)工具使用情況兩方面；數(shù)據(jù)教學(xué)實(shí)踐包含數(shù)據(jù)采集與獲取、數(shù)據(jù)處理與分析、數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)三方面；數(shù)據(jù)教學(xué)應(yīng)用包括數(shù)據(jù)挖掘和交流、數(shù)據(jù)制定教學(xué)決策兩方面；大數(shù)據(jù)包含大數(shù)據(jù)研究平臺(tái)與大數(shù)據(jù)對(duì)高校教師數(shù)據(jù)科學(xué)的影響。本文利用棘狀圖等可視化形式呈現(xiàn)了內(nèi)蒙古高校數(shù)據(jù)科學(xué)素養(yǎng)相關(guān)五個(gè)方面的情況，并對(duì)不同性別、不同任教科目對(duì)高校教師數(shù)據(jù)科學(xué)素養(yǎng)的影響進(jìn)行分析。

2.1 高校教師數(shù)據(jù)科學(xué)素養(yǎng)分析

（1）高校教師數(shù)據(jù)意識(shí)與態(tài)度。在所調(diào)查的樣本中，內(nèi)蒙古17 所本科高校中教師使用數(shù)據(jù)解決問題的意識(shí)中，36.7%的教師數(shù)據(jù)意識(shí)較強(qiáng)；33.3%的教師對(duì)于數(shù)據(jù)意識(shí)沒有概念，也從不留意身邊數(shù)據(jù)；其余30%的高校教師偶爾關(guān)注周邊數(shù)據(jù)，并將其應(yīng)用教學(xué)實(shí)例中。在數(shù)據(jù)態(tài)度方面，考察教師使用數(shù)據(jù)的倫理道德方面，是否合理、安全地使用數(shù)據(jù)，并對(duì)所含隱私數(shù)據(jù)是否進(jìn)行保護(hù)等方面，其中83.3%的高校教師選擇從合法渠道買賣數(shù)據(jù)并保護(hù)隱私數(shù)據(jù)。

（2）高校教師數(shù)據(jù)知識(shí)。根據(jù)調(diào)查結(jié)果顯示：數(shù)據(jù)基礎(chǔ)知識(shí)掌握方面，利用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)知識(shí)的教學(xué)占比76.6%，經(jīng)常、偶爾通過書籍等渠道了解或者專門學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)如何分析占比分別為63.3%與20%；對(duì)于數(shù)據(jù)工具使用情況，60%的高校教師使用數(shù)據(jù)分析工具超過三個(gè)，而Excel、SPSSS 使用率高達(dá)63%以上，相反地，SAS、R、Python、Stata 等軟件使用極低，其中最高占比16.7%。從這兩方面來看，內(nèi)蒙古高校教師使用統(tǒng)計(jì)軟件的能力較弱，使用工具較單一。但數(shù)據(jù)基礎(chǔ)知識(shí)方面情況良好，單這一方面可看出，內(nèi)蒙古高校教師數(shù)據(jù)知識(shí)在逐步積累。

（3）高校教師數(shù)據(jù)教學(xué)實(shí)踐。根據(jù)教師數(shù)據(jù)實(shí)踐所含內(nèi)容，將其分為數(shù)據(jù)采集與獲取、數(shù)據(jù)處理與分析、數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)三方面進(jìn)行分析：

①數(shù)據(jù)采集與獲取。對(duì)于高校教師而言，通過設(shè)計(jì)調(diào)查問卷獲取第一手?jǐn)?shù)據(jù)資料是經(jīng)常采取的數(shù)據(jù)獲取方式之一。而在設(shè)計(jì)問卷頻率獲取數(shù)據(jù)的調(diào)查中，30%的教師從來沒有通過設(shè)計(jì)問卷獲取數(shù)據(jù)，40%的教師平均每學(xué)期1 次通過設(shè)計(jì)問卷采集數(shù)據(jù)，其余30%每學(xué)期平均超過2 次，并對(duì)其進(jìn)行分析。

②數(shù)據(jù)處理與分析。在此次調(diào)查中，經(jīng)常使用統(tǒng)計(jì)軟件從事相關(guān)工作占樣本的63%，利用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)知識(shí)的教學(xué)占比76.6%。從這兩方面來看，內(nèi)蒙古高校教師在實(shí)踐教學(xué)中數(shù)據(jù)處理能力有待加強(qiáng)。

③數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)。高校教師利用統(tǒng)計(jì)知識(shí)對(duì)學(xué)生成績(jī)分析情況來看，16.7%的教師對(duì)于學(xué)生的每次成績(jī)都進(jìn)行數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)與分析；而從來不會(huì)對(duì)學(xué)生成績(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)占比33.3%，其余50%只統(tǒng)計(jì)重要考試成績(jī)。從這一方面來看，內(nèi)蒙古高校教師數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)較為片面。

（4）高校教師數(shù)據(jù)教學(xué)應(yīng)用。從數(shù)據(jù)挖掘與交流方面來看：76.7%的教師利用數(shù)據(jù)制定教學(xué)目標(biāo)，并將其應(yīng)用到教學(xué)中；76.7%的教師根據(jù)數(shù)據(jù)選擇調(diào)整教學(xué)計(jì)劃；而經(jīng)常統(tǒng)計(jì)學(xué)生的興趣并運(yùn)用到教學(xué)計(jì)劃中占樣本總體的13.3%；選擇從不統(tǒng)計(jì)學(xué)生興趣，并不會(huì)將其運(yùn)用到教學(xué)計(jì)劃中占比30%；其余56.7%采取偶爾統(tǒng)計(jì)學(xué)生興趣并運(yùn)用到教學(xué)計(jì)劃中。從這方面來看，內(nèi)蒙古高校教師數(shù)據(jù)教學(xué)應(yīng)用范圍較窄，應(yīng)用能力較弱。

（5）高校教師大數(shù)據(jù)。在大數(shù)據(jù)環(huán)境下，40%的高校教師認(rèn)為其對(duì)于強(qiáng)化教師的數(shù)據(jù)意識(shí)、鍛煉教師的數(shù)據(jù)搜集和分析能力，可以有效提高高校教師的科研能力；53.3%則認(rèn)為強(qiáng)化高校教師的數(shù)據(jù)意識(shí)能力、分析等能力只對(duì)某些學(xué)科有幫助，對(duì)于大部分學(xué)科則沒有幫助。從這一方面來看，內(nèi)蒙古高校教師大數(shù)據(jù)對(duì)于數(shù)據(jù)科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)認(rèn)識(shí)欠缺，范圍僅限于與“數(shù)據(jù)科學(xué)”相關(guān)專業(yè)。

2.2 性別與高校教師數(shù)據(jù)科學(xué)素養(yǎng)描述統(tǒng)計(jì)分析

從調(diào)查結(jié)果中，選取高校教師數(shù)據(jù)科學(xué)素養(yǎng)內(nèi)容中男性、女性選擇較為不同的方面，如圖1 所示的數(shù)據(jù)知識(shí)、數(shù)據(jù)工具、數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)、數(shù)據(jù)挖掘與大數(shù)據(jù)的五項(xiàng)內(nèi)容。由圖1 可知，在所調(diào)查的樣本中，男女比例分別為43.3%、56.7%，所調(diào)查樣本量中男女比例較為均衡。

圖1 高校教師數(shù)據(jù)科學(xué)素養(yǎng)性別分布棘狀圖

數(shù)據(jù)知識(shí)方面，男女教師的選擇明顯不同。其中偶爾學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)知識(shí)這一選擇中，女性選擇占比83.3%，經(jīng)常、從不學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)知識(shí)選項(xiàng)中差別較小。在數(shù)據(jù)知識(shí)方面，男教師學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)知識(shí)的積極性要明顯高于女教師。數(shù)據(jù)工具方面，男教師數(shù)據(jù)工具使用數(shù)量要明顯高于女教師。其中，女教師多數(shù)集中在使用1 個(gè)數(shù)據(jù)工具上，而男教師則集中2 個(gè)以上。數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)方面，男教師對(duì)于學(xué)生成績(jī)分析的頻率要高于女教師。也就是說男教師對(duì)數(shù)據(jù)經(jīng)常進(jìn)行評(píng)價(jià)，相反地，女教師數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)次數(shù)較少。在數(shù)據(jù)挖掘方面，男教師多數(shù)選擇通過數(shù)據(jù)挖掘，利用數(shù)據(jù)制定教學(xué)目標(biāo)，其中在是否對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘選項(xiàng)中，女教師更傾向“不挖掘”。在大數(shù)據(jù)方面，女教師更認(rèn)為大數(shù)據(jù)能強(qiáng)化教師的數(shù)據(jù)意識(shí)、鍛煉教師的數(shù)據(jù)搜集和分析能力，有效地提高高校教師的數(shù)據(jù)科學(xué)能力。

2.3 科目與高校教師數(shù)據(jù)科學(xué)素養(yǎng)描述統(tǒng)計(jì)分析

從調(diào)查結(jié)果中，選取高校教師數(shù)據(jù)科學(xué)素養(yǎng)內(nèi)容中科目選擇較為不同的方面，如圖2 所示的數(shù)據(jù)意識(shí)、數(shù)據(jù)知識(shí)、數(shù)據(jù)工具、數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)、數(shù)據(jù)挖掘五項(xiàng)內(nèi)容。由上圖可知，在所調(diào)查的樣本中，文科、理科、工科的比例分別為16.7%、70%、13.3%，所調(diào)查樣本中內(nèi)蒙古地區(qū)理科課程與教師較多，故其比例較高。

數(shù)據(jù)意識(shí)方面，在經(jīng)常留意數(shù)據(jù)與培養(yǎng)數(shù)據(jù)意識(shí)中，文科教師與工科教師比例較為接近，其對(duì)數(shù)據(jù)較為敏感，在一方面，文科、工科與理科教師數(shù)據(jù)意識(shí)相差不大。數(shù)據(jù)知識(shí)方面，理科>文科>工科。其中經(jīng)常學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)知識(shí)這一選擇中，工科占比23.8%，文科占比19%，理科占比57.2%，文科、工科差距較??；偶爾、從不學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)知識(shí)選項(xiàng)中文科、工科差別較大，文科教師選擇偶爾、經(jīng)常從書本獲取數(shù)據(jù)知識(shí)，而工科教師則更愿意選擇其他途徑獲取數(shù)據(jù)知識(shí)。數(shù)據(jù)工具方面，工科類教師數(shù)據(jù)工具使用數(shù)量要明顯高于其他類教師。其中，工科教師多數(shù)集中在使用2 個(gè)以上，而文科和理科教師在每個(gè)層次都有分布。數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)方面，工科教師對(duì)數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)的頻率較高，且范圍較廣；相反地，文科類教師數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)次數(shù)較少。在數(shù)據(jù)挖掘方面，理工類教師更擅長(zhǎng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘分析，而文科類教師數(shù)據(jù)分析與挖掘能力較弱。

圖2 高校教師數(shù)據(jù)科學(xué)素養(yǎng)科目分布棘狀圖

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

通過以上分析發(fā)現(xiàn)高校教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)主要存在以下三個(gè)問題：

（1）高校教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)水平層次不齊。由于學(xué)科領(lǐng)域、研究環(huán)境、知識(shí)結(jié)構(gòu)的差異，數(shù)據(jù)素養(yǎng)在主體上的表現(xiàn)也呈現(xiàn)差異化。特別是在學(xué)科領(lǐng)域尤為明顯，我們將學(xué)科分為文科與理科，文科教師善于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行搜集與積累，而理科教師在數(shù)據(jù)的挖掘，數(shù)據(jù)分析工具的使用更勝一籌。此外，高校教師在運(yùn)用數(shù)據(jù)分析問題，解決問題時(shí)往往對(duì)問題的理解、數(shù)據(jù)的挖掘不夠深刻，在數(shù)據(jù)評(píng)估與數(shù)據(jù)分析方面不夠科學(xué)。

（2）高校教師數(shù)據(jù)道德水平有待提高。部分教師通過非法渠道獲取數(shù)據(jù)，在提倡保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的時(shí)代的今天，數(shù)據(jù)同樣受到法律的保護(hù)。通過非法方式獲取數(shù)據(jù)既受到道德的譴責(zé)，也是違法行為。同時(shí)數(shù)據(jù)道德水平的有待提高也從側(cè)面反映出部分教師缺乏數(shù)據(jù)意識(shí)，收集數(shù)據(jù)的能力不足，無法獲取有效數(shù)據(jù)。

（3）高校教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)發(fā)展動(dòng)力不足。高校教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)在國(guó)外得到較長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展，已經(jīng)比較成熟，而我國(guó)起步較晚，對(duì)數(shù)據(jù)科學(xué)素養(yǎng)缺乏深入的研究，也沒有形成完整的數(shù)據(jù)素養(yǎng)培養(yǎng)體系。發(fā)展平臺(tái)、發(fā)展機(jī)制的相對(duì)落后嚴(yán)重制約了我國(guó)高校教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)的提高。

3.2 建議

針對(duì)以上問題我們提出如下建議：

（1）開展與其研究領(lǐng)域、學(xué)科教學(xué)相關(guān)的數(shù)據(jù)素養(yǎng)培養(yǎng)。同時(shí)，要對(duì)高校教師的研究領(lǐng)域、知識(shí)結(jié)構(gòu)展開背景調(diào)查，充分了解不同科研背景、教學(xué)背景下教師的數(shù)據(jù)管理需求?？梢蚤_展不同層次的教學(xué)講座、論壇，課程，使數(shù)據(jù)素養(yǎng)融入到相關(guān)專業(yè)。有針對(duì)性的對(duì)高校教師進(jìn)行數(shù)據(jù)素養(yǎng)的培養(yǎng)，能夠有效提高高校教師在其教學(xué)、科研領(lǐng)域的教學(xué)能力與科研能力。

（2）加強(qiáng)對(duì)正確的數(shù)據(jù)素養(yǎng)的宣傳力度。高校應(yīng)當(dāng)從自身發(fā)展的實(shí)際情況出發(fā)，同時(shí)結(jié)合教學(xué)、科研的實(shí)際特點(diǎn)，開展數(shù)據(jù)意識(shí)、數(shù)據(jù)態(tài)度，以及數(shù)據(jù)應(yīng)用價(jià)值的培訓(xùn)，能夠使得教師、研究者、以及制度制定者更加深入地了解數(shù)據(jù)素養(yǎng)的深層次內(nèi)涵，營(yíng)造良好的數(shù)據(jù)使用文化發(fā)展環(huán)境，讓正確的思想指導(dǎo)我們的工作。

（3）建立健全符合高校自身發(fā)展特點(diǎn)的數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育培養(yǎng)體系與評(píng)價(jià)體系。數(shù)據(jù)素養(yǎng)的提升不僅需要高校教師從自身角度進(jìn)行提升還需要高校建立完備科學(xué)的培養(yǎng)與評(píng)價(jià)體系。這就需要通過政府與各級(jí)教育主管機(jī)構(gòu)的支持與干預(yù)，充分發(fā)揮相關(guān)部門的作用。先行建立全國(guó)性的權(quán)威數(shù)據(jù)素養(yǎng)試點(diǎn)院校，待發(fā)展成熟后進(jìn)行推廣。同時(shí)根據(jù)我國(guó)高等教育的特色與培養(yǎng)目標(biāo)，參考國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)踐中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，來制定一套規(guī)范化、體系化的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。