吳先球 高遠靜 盧煒杰

新型的教學(xué)評價應(yīng)該突出全面性、多元性、過程性和發(fā)展性的特點。[1]考試作為教學(xué)評價的重要方式，應(yīng)該著重發(fā)揮教與學(xué)的建構(gòu)性評價功能，教育管理者和一線教師應(yīng)該從考試結(jié)果中充分挖掘信息，形成有效的教學(xué)反饋。但是，目前我國大部分地區(qū)和學(xué)校仍然簡單地把考試評價視為終結(jié)性評價，且評價方法的科學(xué)性不足。一方面，對數(shù)據(jù)挖掘不夠深入，評價指標單一；另一方面，對不同量化指標的反饋含義和評價意義認識不足，也缺乏一定的技術(shù)支持。要實現(xiàn)“從考試到評價”[2]的轉(zhuǎn)變，科學(xué)的考試評價體系應(yīng)該從理念、方法和技術(shù)三個維度構(gòu)建，而通俗易懂、操作便利、分析功能強大的數(shù)字化統(tǒng)計軟件無疑是迫切的現(xiàn)實需求之一。Origin軟件較好地滿足這些方面的實際需求，具有較大的應(yīng)用價值和推廣潛力。本文主要介紹Origin軟件的教育測評功能，并以幾個簡便實用的案例，示范應(yīng)用Origin軟件解決考試數(shù)據(jù)分析中常見的橫向?qū)Ρ群投嗑S度分析等問題，提供可視化的圖形表征，以獲取豐富的反饋信息，促進形成性評價的開展。

一、Origin軟件簡介

Origin是一款專業(yè)的數(shù)據(jù)分析、科技繪圖軟件。它采用面向?qū)ο蟮拇翱诓藛魏凸ぞ邫诓僮鳎唵我讓W(xué)；用計劃管理器管理項目，各子窗口可以單獨保存，批量處理和調(diào)用便利。因此，Origin尤其適用于大量數(shù)據(jù)的快速處理和繪圖。

Origin的工作表和繪圖窗口分別提供了不同的數(shù)據(jù)分析功能。工作表窗口提供了數(shù)據(jù)的計算、統(tǒng)計、相關(guān)等功能，還可用內(nèi)置的LabTalk語言編程對數(shù)據(jù)集進行操作；繪圖窗口提供了數(shù)學(xué)運算、圖形變換、傅立葉變換、各類曲線擬合等功能。而且，Origin的繪圖是基于模板的，本身提供了60余種二維和三維繪圖模板。為滿足用戶擴展功能和二次開發(fā)的需要，Origin提供了廣泛的定制功能，用戶可自定義數(shù)學(xué)函數(shù)、圖形樣式和繪圖模板，還可以和各種數(shù)據(jù)庫、圖像處理軟件以及辦公軟件連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。[3]

表1 Origin的教育測量與統(tǒng)計功能[4]

圖1 累積百分比曲線和直方統(tǒng)計圖組

由表1可知，在教育測量與統(tǒng)計功能上，Origin側(cè)重于數(shù)據(jù)的深入分析和處理，同時也兼?zhèn)湄S富的圖形表征功能。其中，假設(shè)檢驗和方差分析是數(shù)據(jù)分析當中用于比較樣本差異性和尋找事物影響因素的重要統(tǒng)計方法，[5]在圖形繪制上，Origin不僅可以繪制60余種基于模板的數(shù)據(jù)圖形，還可以自定義組合圖形進行對比研究（如圖 1）。此外，利用附帶的“Tools工具欄”，Origin能夠?qū)D形進行精確的數(shù)據(jù)讀取。

二、Origin在考試數(shù)據(jù)分析與評價中的應(yīng)用實例分析

下面選取兩個實例來說明如何把Origin用于考試數(shù)據(jù)的分析與評價，原始數(shù)據(jù)為廣州市某中學(xué)高一年級的期中考試原始分。

（一）利用方框統(tǒng)計圖進行班際學(xué)業(yè)水平對比

通常，教育管理者、學(xué)校和一線教師在獲得某一教學(xué)單位的總體學(xué)業(yè)水平結(jié)果之后，還需要進行各教學(xué)組織單元間的橫向?qū)Ρ确治觥Ｏ鄬δ昙壎?，各個班級就是對應(yīng)的教學(xué)組織單元。以前，我們一般依靠簡單的定量指標——平均分，來甄別各班的學(xué)業(yè)水平甚至進行排名，但這種評價方式往往比較片面。為了既能還原各班學(xué)業(yè)水平，又能實現(xiàn)橫向?qū)Ρ?，我們可以選用Origin的方框統(tǒng)計圖處理成績數(shù)據(jù)，方框統(tǒng)計圖用于描繪數(shù)據(jù)分布的百分位數(shù)[6]。

操作1：導(dǎo)入Excel數(shù)據(jù)

打開 Origin，用選擇菜單命令【File】→【Open Excel】或單擊標準工具欄的按鈕，導(dǎo)入Excel文件，選擇“Open as Origin Worksheet”，重命名列名稱，得到Origin工作表。

操作2：創(chuàng)建和定制圖形

選中所有列數(shù)據(jù)之后，選擇菜單命令【Plot】→【Statistical Graphs】→【BoxChart】，系統(tǒng)將自動生成圖形和創(chuàng)建“Bins”工作表保存統(tǒng)計數(shù)據(jù)（如圖2）。圖3為四個班的方框統(tǒng)計圖，可以右擊圖形打開【PlotDetails】自定義圖形屬性。為了查看各班成績的具體分布情況，我們在每個方框旁定制了數(shù)據(jù)點分布和正態(tài)分布擬合曲線。

圖3 班際對比方框圖

圖2“Bins”統(tǒng)計工作表

如圖3所示，以Class1的方框圖為例：最低分和最高分的數(shù)據(jù)用“×”標示；排名在第5%和第95%兩端分界線用“－”標示；四分位數(shù)[7]（即第25%、第50%和第75%的界限）用長橫線標示，并且組成一個方框；平均分的界線用“□”標示。圖形的標示方法用戶可以自定義。此處數(shù)據(jù)自下而上分別標示了最低分、5%、25%、50%、75%、95%、最高分和平均分的所在位置。

操作3：數(shù)據(jù)分析與評價

通過對比各班的分界線高低以及疏密程度，我們可以較全面地掌握各班的成績分布概貌。橫向?qū)Ρ人膫€方框圖的位置和形狀，我們發(fā)現(xiàn)Class4的整體成績集中在90分附近，明顯優(yōu)于其他三個班。而剩余三個班當中，Class3的整體成績略優(yōu)。接下來我們主要對比Class1和Class2，雖然兩個班的平均分很接近，但是成績分布情況差異較大。無論是最高分還是50%～75%區(qū)間的中上分數(shù)段，Class1比Class2的成績都要高而集中，但是Class1有一個40+的最低分把平均分拉低了。由此可見，平均分近乎相等的兩個班，Class1兩極分化比較大，Class2的成績分布相對均衡。兩者的學(xué)業(yè)情況是如此不同，可見單純依靠平均分指標會誤導(dǎo)我們認為兩個班的學(xué)業(yè)水平是差不多的。借助Origin方框圖，我們得以更深入地了解實際情況，促進反思：為什么會出現(xiàn)這種教學(xué)現(xiàn)象？這是否是我們期望看到的？我們應(yīng)分別采取什么措施？

方框統(tǒng)計圖簡潔形象地描繪了數(shù)據(jù)組的分布情況，除了用于以班級為教學(xué)組織單元進行橫向?qū)Ρ戎猓部梢赃M行學(xué)科間的對比，估計會得到比較有意思的結(jié)果。借助Origin，我們也可以構(gòu)建單一的方框統(tǒng)計圖進行全年級成績分布縱向分析，從而便于教育管理者掌握學(xué)生分層情況，考慮實施分層教學(xué)。

（二）利用彩色氣泡圖進行多維度考查對比

許多學(xué)校的考試質(zhì)量分析除了分析平均分、排名之外，還常以優(yōu)秀率、及格率和區(qū)分度指標來評價任課教師的教學(xué)業(yè)績。如何整合多個維度的指標進行有效的評價卻是個問題。創(chuàng)建公式進行加權(quán)計算未免繁瑣，并且這種過分量化的方法不見得能夠科學(xué)地反映真實情況。Origin的彩色氣泡圖就能很好地解決這個問題，它可以把四個維度的數(shù)據(jù)整合到二維圖中進行觀察。

操作1：導(dǎo)入Excel數(shù)據(jù)

打開Origin，用選擇菜單命令【File】→【Open Excel】或單擊標準工具欄的按鈕，導(dǎo)入Excel文件，選擇“Open as Origin Worksheet”，重命名列名稱，得到Origin工作表。

操作2：定制和生成圖形

選 擇 菜 單 命 令 【Plot】→【Bubble/Color Mapped】→【Bubble】生成圖形。在【PlotDetail】中設(shè)置【Symbol】選項卡內(nèi)的“Symbol”選擇“Increment”，選擇起始顏色，軟件會按自帶的色階順序給18個數(shù)據(jù)點附上18種顏色。如圖4所示，橫坐標為及格率，縱坐標為優(yōu)秀率，氣泡的大小表示區(qū)分度，氣泡顏色代表各班級。

圖4 及格率-優(yōu)秀率-區(qū)分度彩色氣泡圖

操作3：數(shù)據(jù)分析與評價

對于氣泡圖，我們可以從“面”“區(qū)”“點”三方面進行分析。

（1）“面”分析：整體來看，氣泡集中分布在及格率0.85以上、優(yōu)秀率0.50以上的區(qū)域，整體水平較高。氣泡大小不均，班際區(qū)分度存在較大差異。

（2）“區(qū)”分析：我們可以采取劃分區(qū)域的方法對氣泡的集中度進行分析。劃分界限的標準根據(jù)使用者的需要而制定，如圖5所示，劃分四大區(qū)域，每個區(qū)域內(nèi)分別包含大、小兩個氣泡。每個字符串中首字母表示橫坐標數(shù)值的高低，中間字母表示縱坐標數(shù)值的高低，尾字母表示氣泡的大小。在“及格率-優(yōu)秀率-區(qū)分度彩色氣泡圖”中，我們進行如下區(qū)域劃分：

圖5 四分區(qū)域集中度分析圖

①區(qū)LHB：及格率低，優(yōu)秀率高，區(qū)分度大，兩極分化現(xiàn)象很嚴重。

①區(qū)LHS：及格率低，優(yōu)秀率高，區(qū)分度小，反?，F(xiàn)象，不可能出現(xiàn)。

②區(qū)HHB：及格率高，優(yōu)秀率高，區(qū)分度大，高分段內(nèi)部分化較明顯。

②區(qū)HHS：及格率高，優(yōu)秀率高，區(qū)分度小，整體水平高，理想狀態(tài)。

③區(qū)HLB：及格率高，優(yōu)秀率低，區(qū)分度大，中等層次水平內(nèi)部分化較明顯。

③區(qū)HLS：及格率高，優(yōu)秀率低，區(qū)分度小，大部分達標，但缺乏優(yōu)生。

④區(qū)LLB：及格率低，優(yōu)秀率低，區(qū)分度大，大部分不達標，且內(nèi)部分化明顯。

④區(qū)LLS：及格率低，優(yōu)秀率低，區(qū)分度小，整體不達標，非理想狀態(tài)，試題不合適。

圖4中，各班的及格率和優(yōu)秀率都偏高，在此基礎(chǔ)上，我們再以及格率0.95和優(yōu)秀率0.80為分界線進行劃分，就可得到新四區(qū)進行定性與半定量的分析。圖4中，高一2、5、6和18班遙遙領(lǐng)先位于②區(qū)HHS，達到理想的教學(xué)目標。沒有班級位于①區(qū)，說明沒有異常情況出現(xiàn)。

（3）“點”分析：若要得到個別班級的具體情況，我們可以從圖形數(shù)據(jù)點坐標中讀取信息。下面結(jié)合圖4分析某任課教師的教學(xué)效果。A教師教授高一1班、13班和16班的物理。三個班的優(yōu)秀率在全年級中偏低，反映出該教師可能沒有充分地激發(fā)優(yōu)生的潛力。而三個班的及格率和區(qū)分度有較大差異：13班及格率全年級最低，區(qū)分度最大；16班及格率100%，區(qū)分度小。導(dǎo)致這種矛盾現(xiàn)象的具體原因則需要深入了解：到底是教師原因，還是學(xué)生自身水平差異的原因，抑或是不同班級教與學(xué)的匹配不一致的原因？在沒有調(diào)查清楚實際情況之前，我們不能夠武斷地單憑定量指標對教師教學(xué)效果進行價值判斷。

由此可見，Origin的氣泡圖尤其適用于三維或四維的數(shù)據(jù)整合，從而彌補二維圖的缺陷，結(jié)合集中度分析法更有利于迅速把握整體情況和挑出個別特例，從而有針對性地進行下一步分析與評價。

三、結(jié)語

Origin作為一款專業(yè)的數(shù)據(jù)分析與科技繪圖軟件，應(yīng)用于考試數(shù)據(jù)分析與評價的優(yōu)勢體現(xiàn)在：一、可以內(nèi)嵌Excel工作簿，基于模板操作，容易上手；二、教育測量與統(tǒng)計功能專業(yè)、完善；三、可視化圖形表征豐富，能夠解決橫向?qū)Ρ?、多維度整合分析等評價問題。總的來說，把Origin引進一線教學(xué)評價領(lǐng)域，既有利于拓寬教師應(yīng)用數(shù)字化軟件進行數(shù)據(jù)處理和分析的技術(shù)途徑，獲得充分的評價信息，也有利于促進其教學(xué)評價觀念的更新，促進“從考試到評價”的轉(zhuǎn)變。

［1］鄒敏，譚頂良.數(shù)學(xué)模型在新課改背景下學(xué)習(xí)評價中的應(yīng)用［J］.教育測量與評價（理論版），2011（1）：9～13.

［2］張警鵬，鄭啟躍.“從考試到評價”的實例分析［J］.教育測量與評價（理論版），2008（1）:39～42.

［3］王鑫，吳先球，蔣珍美等.用Origin剔除線性擬合中實驗數(shù)據(jù)的異常值［J］.山西師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2003（1）：45～49.

［4］方安平，葉衛(wèi)平.Origin8.0實用指南［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2012.

［5］李文玲，張厚粲，舒華.教育與心理定量研究方法與統(tǒng)計分析［M］.北京：北京師范大學(xué)出版社，2008.

［6］［7］劉新平，劉存?zhèn)b.教育統(tǒng)計與測評導(dǎo)論［M］.北京：科學(xué)出版社，2004.