賈璞 宋乃慶

[摘 ? 要] 數(shù)據(jù)素養(yǎng)是信息素養(yǎng)的一種具體形式，逐漸成為大數(shù)據(jù)時(shí)代公民不可或缺的基本素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)素養(yǎng)也成為新一輪中小學(xué)課程改革關(guān)注的重要課題。研究從提出背景、要素屬性、方法屬性和結(jié)構(gòu)屬性等方面回顧和分析了數(shù)據(jù)素養(yǎng)的理論基礎(chǔ)與概念演進(jìn)，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合中學(xué)生的發(fā)展需求與認(rèn)知特點(diǎn)，探討大數(shù)據(jù)時(shí)代下中學(xué)生需要培養(yǎng)的數(shù)據(jù)素養(yǎng)。研究認(rèn)為，中學(xué)生數(shù)據(jù)素養(yǎng)是指中學(xué)生掌握統(tǒng)計(jì)方法和信息技術(shù)，在真實(shí)情境中運(yùn)用數(shù)據(jù)的知識(shí)、技能和思維解決實(shí)際問題的綜合能力;中學(xué)生數(shù)據(jù)素養(yǎng)在社會(huì)發(fā)展、人才培養(yǎng)和課程教學(xué)三個(gè)方面具有重要價(jià)值;基于加涅學(xué)習(xí)結(jié)果分類理論，中學(xué)生數(shù)據(jù)素養(yǎng)的構(gòu)成維度主要包括數(shù)據(jù)知識(shí)、數(shù)據(jù)技能和數(shù)據(jù)思維三個(gè)要素維度。

[關(guān)鍵詞] 中學(xué)生; 數(shù)據(jù)素養(yǎng); 構(gòu)成維度; 學(xué)習(xí)結(jié)果分類理論; 信息素養(yǎng)

[中圖分類號(hào)] G434 ? ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A

[作者簡(jiǎn)介] 賈璞（1990—），男，四川南充人。博士研究生，主要從事教育統(tǒng)計(jì)與測(cè)評(píng)、基礎(chǔ)教育研究。E-mail：jiapuu @163.com。宋乃慶為通訊作者，E-mail：songnq@swu.edu.cn。

一、引 ? 言

在大數(shù)據(jù)時(shí)代，隨著信息技術(shù)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的交互與融合，形式多樣的數(shù)據(jù)應(yīng)用形態(tài)正在深刻地影響和改變?nèi)祟惿钆c工作的各個(gè)領(lǐng)域，數(shù)據(jù)的管理、分析和應(yīng)用受到國(guó)家和各行各業(yè)的廣泛重視，數(shù)據(jù)素養(yǎng)已成為大數(shù)據(jù)時(shí)代公民不可或缺的基本素養(yǎng)。由于長(zhǎng)期以來在基礎(chǔ)教育和社會(huì)普及宣傳中對(duì)此缺乏足夠的重視，我國(guó)普通民眾的數(shù)據(jù)素養(yǎng)總體處于較低水平[1]。因此，在我國(guó)新一輪基礎(chǔ)教育課程標(biāo)準(zhǔn)修訂中[2]，數(shù)學(xué)、物理、生物、科學(xué)和信息技術(shù)等STEM學(xué)科課程紛紛加強(qiáng)了對(duì)數(shù)據(jù)能力的要求 ，學(xué)生數(shù)據(jù)素養(yǎng)的培養(yǎng)正成為中小學(xué)課程改革關(guān)注的重要課題。中學(xué)階段是學(xué)生完成基礎(chǔ)教育、進(jìn)入社會(huì)工作或接受高等教育前的重要學(xué)習(xí)階段，是培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)未來社會(huì)挑戰(zhàn)必須具備的核心素養(yǎng)的關(guān)鍵時(shí)期[3]，鑒于此，本研究以中學(xué)生的數(shù)據(jù)素養(yǎng)為研究對(duì)象，在國(guó)內(nèi)外已有研究的基礎(chǔ)上，探究中學(xué)生數(shù)據(jù)素養(yǎng)的內(nèi)涵與價(jià)值;基于著名教育心理學(xué)家加涅的學(xué)習(xí)結(jié)果分類理論，討論中學(xué)生數(shù)據(jù)素養(yǎng)的構(gòu)成維度，以期為中小學(xué)生數(shù)據(jù)素養(yǎng)的培養(yǎng)與評(píng)價(jià)提供借鑒和參考。

二、數(shù)據(jù)素養(yǎng)的研究現(xiàn)狀：理論與概念

（一）數(shù)據(jù)素養(yǎng)提出的理論基礎(chǔ)

數(shù)據(jù)價(jià)值幾何。第一，在大數(shù)據(jù)時(shí)代，數(shù)據(jù)成為知識(shí)增長(zhǎng)的新途徑。伴隨數(shù)據(jù)密集型科學(xué)研究范式的興起[4]，數(shù)據(jù)成為科學(xué)知識(shí)生成過程的基礎(chǔ)，這個(gè)過程可以概括為：獲取新的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)新的事實(shí)，生成新的概念，產(chǎn)生新的知識(shí)體系和方法論原則[5]。第二，數(shù)據(jù)成為科學(xué)決策的重要依據(jù)?？茖W(xué)有效的決策日益仰賴于客觀數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)分析，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策的理念已經(jīng)成為現(xiàn)代決策理論的基本原則[6]。

數(shù)據(jù)何以致用。在信息科學(xué)的框架下，數(shù)據(jù)與信息、知識(shí)和智慧密切相關(guān)。DIKW金字塔模型描述了從數(shù)據(jù)到知識(shí)、智慧的連續(xù)轉(zhuǎn)化過程[7]，是數(shù)據(jù)管理、信息系統(tǒng)和知識(shí)管理等領(lǐng)域的基礎(chǔ)性理論，也是提出數(shù)據(jù)素養(yǎng)的理論基礎(chǔ)。如圖1所示，從數(shù)據(jù)中能夠挖掘信息、發(fā)現(xiàn)知識(shí)以及獲得智慧，可以幫助人們有效地進(jìn)行判斷與決策，可以指導(dǎo)人們科學(xué)地認(rèn)識(shí)與改造世界。

（二）數(shù)據(jù)素養(yǎng)的概念梳理

研究者依據(jù)不同領(lǐng)域的視角與需求提出了不同類型的數(shù)據(jù)素養(yǎng)概念。數(shù)據(jù)主要與統(tǒng)計(jì)科學(xué)和信息技術(shù)科學(xué)這兩個(gè)領(lǐng)域密切相關(guān)，因此，本研究從統(tǒng)計(jì)素養(yǎng)和信息素養(yǎng)這兩個(gè)視角梳理和探討數(shù)據(jù)素養(yǎng)的概念與內(nèi)涵。

1. 統(tǒng)計(jì)素養(yǎng)視角下的數(shù)據(jù)素養(yǎng)研究

從20世紀(jì)80年代開始，數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)圖表、概率等定量信息開始廣泛出現(xiàn)和應(yīng)用在公共管理、商業(yè)和傳媒等公眾領(lǐng)域，但大多數(shù)的成年公民和高中畢業(yè)生缺少分析這些定量信息的能力。國(guó)外數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)家為提升公民的定量分析能力提出了量化素養(yǎng)，即在日常生活中理解、解釋和交流數(shù)字和數(shù)學(xué)信息等定量信息的能力[8]。統(tǒng)計(jì)學(xué)家Katherine Wallman將量化素養(yǎng)聚焦到統(tǒng)計(jì)素養(yǎng)：理解與批判性地評(píng)價(jià)遍布日常生活中的統(tǒng)計(jì)結(jié)論，理解統(tǒng)計(jì)思維在進(jìn)行決策時(shí)能夠發(fā)揮重要作用的能力[9]。

從要素屬性的角度，Gal認(rèn)為，統(tǒng)計(jì)素養(yǎng)是能夠解釋和批判性地評(píng)價(jià)日常生活情境中的統(tǒng)計(jì)信息、與數(shù)據(jù)相關(guān)的觀點(diǎn)和隨機(jī)現(xiàn)象的能力，能夠討論和交流基于數(shù)據(jù)信息的統(tǒng)計(jì)觀點(diǎn)的能力[10];從方法（過程）屬性的角度，Schield將統(tǒng)計(jì)素養(yǎng)看作是一種方法科學(xué)，是能夠閱讀和解釋數(shù)據(jù)，以數(shù)據(jù)為依據(jù)作出判斷或者決策，能夠辯證地思考數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)信息的能力[11];從結(jié)構(gòu)屬性的角度，李金昌指出，統(tǒng)計(jì)素養(yǎng)是掌握統(tǒng)計(jì)基本知識(shí)的程度、統(tǒng)計(jì)理論方法水平及應(yīng)用能力和所具有的統(tǒng)計(jì)世界觀的總體[12]。除了必需的統(tǒng)計(jì)知識(shí)和技能，統(tǒng)計(jì)學(xué)家普遍重視個(gè)體對(duì)統(tǒng)計(jì)學(xué)本質(zhì)的理解和對(duì)統(tǒng)計(jì)的科學(xué)態(tài)度，如對(duì)數(shù)據(jù)信息保持批判性態(tài)度、對(duì)統(tǒng)計(jì)思維方式的理解與價(jià)值認(rèn)同[13]。統(tǒng)計(jì)學(xué)家認(rèn)為，統(tǒng)計(jì)素養(yǎng)是每個(gè)公民需要具備的思維習(xí)慣，是使用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法解決問題的能力。

2. 信息素養(yǎng)視角下的數(shù)據(jù)素養(yǎng)研究

自Paul Zurkowski于1974年首次提出信息素養(yǎng)的概念以來，信息素養(yǎng)成為信息化時(shí)代公民應(yīng)當(dāng)具備的基本素養(yǎng)[14]。國(guó)內(nèi)外不同教育研究組織制定的信息素養(yǎng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中均包含有理解、獲取、分析和利用數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)能力指標(biāo)[15]，數(shù)據(jù)素養(yǎng)被認(rèn)為是信息素養(yǎng)的重要組成部分。信息管理和教師教育等領(lǐng)域的研究者借鑒信息素養(yǎng)的邏輯框架建構(gòu)了數(shù)據(jù)素養(yǎng)，也稱為數(shù)據(jù)信息素養(yǎng)，主要包括面向科研人員和圖書館員等職業(yè)的科學(xué)數(shù)據(jù)素養(yǎng)[16]，以及面向教師與教育管理者的教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)[17]。

從要素屬性的角度，張靜波將科學(xué)數(shù)據(jù)素養(yǎng)看作是數(shù)據(jù)技能的集合，認(rèn)為科學(xué)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、共享與協(xié)同利用等方面的數(shù)據(jù)能力， 研究者在數(shù)據(jù)活動(dòng)過程中應(yīng)遵守道德倫理與行為規(guī)范[18];從方法屬性的角度，Mandinach和Gummer認(rèn)為，教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)是教師有效地、符合倫理地獲取、解釋和運(yùn)用各種類型的教育數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)化為具有操作性的教學(xué)和實(shí)踐知識(shí)，以此指導(dǎo)教師教學(xué)決策和提升學(xué)生學(xué)習(xí)效果的專業(yè)能力[19];從結(jié)構(gòu)屬性的角度，張進(jìn)良和李保臻認(rèn)為，數(shù)據(jù)素養(yǎng)由數(shù)據(jù)意識(shí)、數(shù)據(jù)能力和數(shù)據(jù)倫理三個(gè)維度組成[20]，與信息素養(yǎng)的構(gòu)成維度類似。與統(tǒng)計(jì)素養(yǎng)相比，信息素養(yǎng)視角下的數(shù)據(jù)素養(yǎng)以解決實(shí)際問題為導(dǎo)向，關(guān)注在特定職業(yè)情境下利用數(shù)據(jù)資源發(fā)現(xiàn)、分析與解決實(shí)際問題的過程和必需的數(shù)據(jù)技能[21]，以及數(shù)據(jù)活動(dòng)與社會(huì)交互過程中的倫理道德;同時(shí)，數(shù)據(jù)素養(yǎng)是在信息化背景下提出的，重視信息技術(shù)與工具的使用。

綜上所述，數(shù)據(jù)素養(yǎng)的內(nèi)涵表述會(huì)因?yàn)檫m應(yīng)具體的情境需求而呈現(xiàn)情境化的差異，通過梳理可以發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)素養(yǎng)具有三個(gè)主要特征：第一，數(shù)據(jù)素養(yǎng)的實(shí)質(zhì)是基于數(shù)據(jù)的問題解決能力，部分研究者認(rèn)為其是數(shù)據(jù)技能的集合，部分研究者認(rèn)為其是基于數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)知識(shí)與作出決策的過程性能力;第二，從組成要素來看，都需要數(shù)據(jù)知識(shí)、數(shù)據(jù)技能、數(shù)據(jù)意識(shí)、批判性態(tài)度、道德倫理和價(jià)值觀等要素，但是不同研究視域下構(gòu)建的結(jié)構(gòu)維度差異較大;第三，數(shù)據(jù)素養(yǎng)不僅是一種跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的能力，統(tǒng)計(jì)學(xué)家更將它作為一種看待世界與解決問題的思維方式。從概念辨析的角度，數(shù)據(jù)被看作是一種信息形式，數(shù)據(jù)素養(yǎng)是信息素養(yǎng)的子集;統(tǒng)計(jì)素養(yǎng)和數(shù)據(jù)信息素養(yǎng)都是基于數(shù)據(jù)的能力或素養(yǎng)，它們是數(shù)據(jù)素養(yǎng)的子集，是數(shù)據(jù)素養(yǎng)的主要表現(xiàn)形式。統(tǒng)計(jì)素養(yǎng)側(cè)重于統(tǒng)計(jì)理論方法和思維方式的發(fā)展，數(shù)據(jù)信息素養(yǎng)側(cè)重于問題解決過程中數(shù)據(jù)技能與信息技術(shù)的培養(yǎng)。

三、何謂中學(xué)生數(shù)據(jù)素養(yǎng)：內(nèi)涵與價(jià)值

（一）素養(yǎng)的內(nèi)涵

作為教育目標(biāo)時(shí)，歐盟將素養(yǎng)定義為對(duì)個(gè)人成就、社會(huì)參與和就業(yè)能力等至關(guān)重要的知識(shí)、技能和態(tài)度傾向的綜合[22];經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織認(rèn)為，素養(yǎng)是在特定情境中調(diào)動(dòng)學(xué)科知識(shí)、技能和態(tài)度等所有心理資源滿足不同情境中復(fù)雜需求的能力[22]。素養(yǎng)不僅僅是知識(shí)、技能和態(tài)度三要素的簡(jiǎn)單組合，更重要的是如何恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用這些要素解決現(xiàn)實(shí)世界中的復(fù)雜問題。因此，李藝、孔凡哲等學(xué)者認(rèn)為，在發(fā)展學(xué)生素養(yǎng)時(shí)還應(yīng)重視思維的培養(yǎng)，包括思考與解決問題時(shí)所需要的學(xué)科思維方法與價(jià)值觀[23-24]。

（二）中學(xué)生數(shù)據(jù)素養(yǎng)的內(nèi)涵與特征

基于素養(yǎng)的內(nèi)涵和數(shù)據(jù)素養(yǎng)的構(gòu)成要素，綜合中學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)以及中學(xué)生在日常生活、課程學(xué)習(xí)和未來職業(yè)發(fā)展中的數(shù)據(jù)能力需求，我們將中學(xué)生數(shù)據(jù)素養(yǎng)界定為：中學(xué)生掌握統(tǒng)計(jì)方法和信息技術(shù)，在真實(shí)情境中運(yùn)用數(shù)據(jù)的知識(shí)、技能和思維解決實(shí)際問題的綜合能力，包括能夠通過數(shù)據(jù)的視角觀察真實(shí)世界，利用數(shù)據(jù)的思維思考實(shí)際問題，運(yùn)用數(shù)據(jù)的分析作出科學(xué)決策，基于批判性的眼光評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)觀點(diǎn)。

中學(xué)生數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育的最終目標(biāo)就在于，讓中學(xué)生會(huì)運(yùn)用數(shù)據(jù)的視角、數(shù)據(jù)的思維、數(shù)據(jù)的分析和批判性的眼光在真實(shí)世界中發(fā)現(xiàn)和提出問題、分析問題、解決問題以及評(píng)價(jià)問題解決結(jié)果。中學(xué)生數(shù)據(jù)素養(yǎng)具有基礎(chǔ)性的特征，是中學(xué)生在未來生活、高等教育或職業(yè)訓(xùn)練中發(fā)展科學(xué)數(shù)據(jù)素養(yǎng)、教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)等職業(yè)數(shù)據(jù)素養(yǎng)的基礎(chǔ)，也是大數(shù)據(jù)時(shí)代的公民完成基礎(chǔ)教育后應(yīng)當(dāng)具備的公民素養(yǎng)。

中學(xué)生數(shù)據(jù)素養(yǎng)具有二元屬性：工具屬性與思維屬性。首先，數(shù)據(jù)素養(yǎng)是一種工具化的能力，是通過數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)知識(shí)與作出決策的能力與手段;其次，數(shù)據(jù)素養(yǎng)也是一種學(xué)習(xí)與思考的思維方式。數(shù)據(jù)思維和統(tǒng)計(jì)方法是通過客觀事物的量化數(shù)據(jù)與數(shù)量特征來揭示其內(nèi)在發(fā)展規(guī)律和現(xiàn)象本質(zhì)的思維方式，為我們提供了觀察與探索客觀世界的新視角。陳希孺指出：“統(tǒng)計(jì)學(xué)不止是一種方法或技術(shù)，還含有世界觀的成分——它是看待世界上萬事萬物的一種方法。我們常講某事從統(tǒng)計(jì)觀點(diǎn)看如何如何，指的就是這個(gè)意思。”[25]

（三）中學(xué)生數(shù)據(jù)素養(yǎng)的價(jià)值

在大數(shù)據(jù)時(shí)代，數(shù)據(jù)不僅深刻地影響著經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的發(fā)展模式，而且潛移默化地改變著我們的生活方式、工作方式以及教育價(jià)值觀，發(fā)展中學(xué)生數(shù)據(jù)素養(yǎng)在社會(huì)發(fā)展、人才培養(yǎng)和課程教學(xué)等方面具有重要價(jià)值。

1. 數(shù)據(jù)素養(yǎng)有助于公民應(yīng)對(duì)大數(shù)據(jù)時(shí)代社會(huì)發(fā)展的挑戰(zhàn)，是未來公民的基本素養(yǎng)

大數(shù)據(jù)和數(shù)字化成了當(dāng)今信息化時(shí)代的鮮明特征，數(shù)據(jù)的管理和利用將在生產(chǎn)生活、社會(huì)管理和科學(xué)研究等領(lǐng)域中扮演越來越重要的角色?！坝脭?shù)據(jù)說話，用數(shù)據(jù)決策，用數(shù)據(jù)管理，用數(shù)據(jù)創(chuàng)新”的觀念逐漸成為我們未來生活和工作中的一項(xiàng)基本準(zhǔn)則，使用統(tǒng)計(jì)學(xué)的思想與方法科學(xué)有效地分析和利用數(shù)據(jù)，成為我們表達(dá)和交流自己的觀點(diǎn)、作出科學(xué)的決策、解決新的問題和創(chuàng)造新的知識(shí)的有效方式。大數(shù)據(jù)時(shí)代的社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)要求未來公民具備數(shù)據(jù)素養(yǎng)以應(yīng)對(duì)大數(shù)據(jù)帶來的挑戰(zhàn)，數(shù)據(jù)素養(yǎng)正成為未來公民必須具備的基本素養(yǎng)。

2. 數(shù)據(jù)素養(yǎng)有助于培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，是學(xué)生終身學(xué)習(xí)的重要能力

信息化社會(huì)的變革與發(fā)展對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)方式和能力培養(yǎng)提出了新的要求，為此，世界主要國(guó)家和國(guó)際組織紛紛提出了面向21世紀(jì)人才培養(yǎng)的核心素養(yǎng)框架[26]。在我國(guó)的學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)框架中，數(shù)據(jù)素養(yǎng)體現(xiàn)了“理性思維”“批判質(zhì)疑”“信息意識(shí)”“問題解決”等核心素養(yǎng)的關(guān)鍵成分，是眾多核心素養(yǎng)共同關(guān)注的認(rèn)知能力，是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容。信息技術(shù)的發(fā)展為學(xué)生提供了豐富的數(shù)字化學(xué)習(xí)工具和資源[27]。學(xué)生可以使用數(shù)字化工具獲取、組織和分析數(shù)據(jù)信息，自主地探究和解決問題，發(fā)現(xiàn)有效的信息并將其轉(zhuǎn)化為個(gè)人知識(shí)，這種數(shù)字化學(xué)習(xí)方式正成為自主學(xué)習(xí)與終身學(xué)習(xí)的一種重要形式[28]。數(shù)據(jù)素養(yǎng)則是在信息化社會(huì)中實(shí)現(xiàn)終身學(xué)習(xí)不可缺少的重要能力。

3. 數(shù)據(jù)素養(yǎng)有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力，是STEM學(xué)科課程中的關(guān)鍵能力

數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)分析是STEM學(xué)科課程中重要的學(xué)習(xí)目標(biāo)，數(shù)據(jù)素養(yǎng)是數(shù)學(xué)素養(yǎng)、信息素養(yǎng)和科學(xué)素養(yǎng)的重要組成部分。在我國(guó)中小學(xué)數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)[29-30]中，統(tǒng)計(jì)與概率是主要的學(xué)習(xí)領(lǐng)域之一，數(shù)據(jù)素養(yǎng)被看作是數(shù)學(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng)。在我國(guó)普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)[31]中，數(shù)據(jù)與計(jì)算知識(shí)是主要的課程模塊，合理利用數(shù)據(jù)獲取知識(shí)、利用數(shù)字化資源和工具進(jìn)行學(xué)習(xí)與創(chuàng)新的能力則是信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容。在國(guó)內(nèi)外基礎(chǔ)教育階段的科學(xué)教育課程標(biāo)準(zhǔn)[32-33]中，基于數(shù)據(jù)的科學(xué)探究是科學(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng)，它要求中小學(xué)生在科學(xué)與工程實(shí)踐活動(dòng)中運(yùn)用數(shù)據(jù)開展科學(xué)探究活動(dòng)，通過實(shí)驗(yàn)或調(diào)查獲取、分析和解釋數(shù)據(jù)以進(jìn)行推理和論證。數(shù)據(jù)思維可以看作是基于數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)探究與決策的跨學(xué)科思維方式，是一種創(chuàng)造性思維[34]。與設(shè)計(jì)思維、計(jì)算思維和批判性思維類似[35]，作為跨學(xué)科思維的數(shù)據(jù)思維也應(yīng)是STEM教育中的重要思維與能力。面對(duì)復(fù)雜問題時(shí)，數(shù)據(jù)素養(yǎng)能夠幫助學(xué)生淡化學(xué)科形式，注重問題實(shí)質(zhì)[36]，以數(shù)據(jù)為線索、以問題為導(dǎo)向提出創(chuàng)新的觀點(diǎn)和見解;能夠幫助學(xué)生通過數(shù)據(jù)視角觀察世界，利用數(shù)據(jù)思維思考問題，從數(shù)據(jù)中探索未知的規(guī)律并創(chuàng)造性地解決問題，因而有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)造力。

四、何以構(gòu)成中學(xué)生數(shù)據(jù)素養(yǎng)：結(jié)構(gòu)與維度

（一）分析框架與結(jié)構(gòu)模型

從學(xué)習(xí)與心理科學(xué)的視角來看，素養(yǎng)是后天習(xí)得的，而非與生俱來的心理特征[22];素養(yǎng)的習(xí)得是在后天學(xué)習(xí)環(huán)境中逐步養(yǎng)成的，是一個(gè)持續(xù)的學(xué)習(xí)過程。那么，我們所說的“素養(yǎng)”正是教育心理學(xué)家加涅（R.M.Gagné）在其學(xué)習(xí)結(jié)果分類理論中論述的人類后天習(xí)得的學(xué)習(xí)結(jié)果[37]。加涅的學(xué)習(xí)結(jié)果分類理論認(rèn)為，學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果分為五種基本類型：言語信息、智慧技能、動(dòng)作技能、認(rèn)知策略和態(tài)度[38]，其中前四種屬于后天習(xí)得的能力范疇。學(xué)習(xí)結(jié)果分類理論對(duì)相對(duì)泛化的知識(shí)、技能和能力等術(shù)語作了明確的解釋，科學(xué)地分析和劃分了學(xué)習(xí)的目標(biāo)與過程，為學(xué)生學(xué)習(xí)與教師教學(xué)提供了科學(xué)的心理學(xué)依據(jù)[39]，因此，本研究以學(xué)習(xí)結(jié)果分類理論為分析框架來分析和建構(gòu)中學(xué)生的數(shù)據(jù)素養(yǎng)。

在圖2所示的分析框架中，根據(jù)加涅劃分的五種學(xué)習(xí)結(jié)果的特征，我們將中學(xué)生數(shù)據(jù)素養(yǎng)包含的知識(shí)、技能、思維、態(tài)度和倫理等組成要素整合為數(shù)據(jù)知識(shí)、數(shù)據(jù)技能和數(shù)據(jù)思維三個(gè)構(gòu)成維度。在圖3所示的結(jié)構(gòu)模型中，維度間的相互關(guān)系可以根據(jù)學(xué)習(xí)結(jié)果分類理論進(jìn)行闡釋[37-38]。在數(shù)據(jù)素養(yǎng)的學(xué)習(xí)過程中，數(shù)據(jù)知識(shí)是學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)技能的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)思維不能單獨(dú)教學(xué)，需要在數(shù)據(jù)知識(shí)和技能的學(xué)習(xí)過程中才能領(lǐng)悟與發(fā)展數(shù)據(jù)思維。在數(shù)據(jù)素養(yǎng)的應(yīng)用過程中，首先需要運(yùn)用數(shù)據(jù)思維發(fā)現(xiàn)與理解問題，思考與設(shè)計(jì)問題解決方案，然后調(diào)控和選擇解決問題必需的數(shù)據(jù)技能和知識(shí)來執(zhí)行問題解決計(jì)劃，最后生成新的知識(shí)或決策。

（二）數(shù)據(jù)知識(shí)：數(shù)據(jù)素養(yǎng)的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)

言語信息是指能用語言表達(dá)的知識(shí)，包括符號(hào)、名稱、定義、概念和事實(shí)等知識(shí)類型，也被稱為陳述性知識(shí)，是狹義上所說的知識(shí)，用于回答“是什么”的問題。言語信息正是“雙基”教學(xué)中所重視的“基礎(chǔ)知識(shí)”，因此，將與數(shù)據(jù)相關(guān)的言語信息整合為“數(shù)據(jù)知識(shí)”維度，是學(xué)習(xí)與發(fā)展數(shù)據(jù)素養(yǎng)的基礎(chǔ)。在大數(shù)據(jù)時(shí)代基于數(shù)據(jù)解決實(shí)際問題時(shí)，不僅需要掌握數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)知識(shí)、信息技術(shù)知識(shí)，還需要掌握業(yè)務(wù)領(lǐng)域知識(shí)[40]，即實(shí)際問題的背景知識(shí)或情境知識(shí)。因此，我們認(rèn)為中學(xué)生需要掌握的數(shù)據(jù)知識(shí)包括四個(gè)方面，即數(shù)學(xué)知識(shí)、統(tǒng)計(jì)知識(shí)、信息技術(shù)以及情境知識(shí)。

數(shù)學(xué)知識(shí)是理解統(tǒng)計(jì)概念和使用數(shù)據(jù)分析工具的基礎(chǔ)，是學(xué)習(xí)和使用統(tǒng)計(jì)知識(shí)時(shí)必需的輔助性知識(shí)，包括數(shù)學(xué)測(cè)量、數(shù)學(xué)運(yùn)算、方程與函數(shù)等知識(shí)。統(tǒng)計(jì)知識(shí)是收集、處理和分析數(shù)據(jù)所需的統(tǒng)計(jì)概念、統(tǒng)計(jì)方法和統(tǒng)計(jì)思想，是數(shù)據(jù)知識(shí)的核心部分與理論基礎(chǔ)，包括概率知識(shí)、數(shù)據(jù)收集與抽樣方法、數(shù)據(jù)整理方法、統(tǒng)計(jì)圖表、描述性統(tǒng)計(jì)量、統(tǒng)計(jì)推斷和預(yù)測(cè)方法等內(nèi)容。信息技術(shù)是為數(shù)據(jù)獲取、處理和統(tǒng)計(jì)計(jì)算提供信息化工具的技術(shù)知識(shí)，也是數(shù)據(jù)知識(shí)的核心部分，能夠極大地提高數(shù)據(jù)管理和分析的效率，包括數(shù)據(jù)特征與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、電子表格（Excel等）和數(shù)據(jù)庫等數(shù)據(jù)管理和分析軟件的知識(shí)。情境知識(shí)是實(shí)際問題相關(guān)的背景知識(shí)，也是數(shù)據(jù)知識(shí)不可或缺的組成部分，它幫助我們理解和分析實(shí)際問題，提出數(shù)據(jù)問題以及解釋統(tǒng)計(jì)信息。例如，Gummer和Mandinach在構(gòu)建教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)框架時(shí)指出，在教學(xué)實(shí)踐中需要把統(tǒng)計(jì)知識(shí)和學(xué)科專業(yè)知識(shí)、教學(xué)專業(yè)知識(shí)等教學(xué)情境知識(shí)相結(jié)合，才能有效地將教育數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為有用的決策信息和實(shí)踐知識(shí)[41]。

（三）數(shù)據(jù)技能：數(shù)據(jù)素養(yǎng)的問題解決手段

智慧技能是指運(yùn)用概念和規(guī)則辦事的能力，等價(jià)于布魯姆教育目標(biāo)分類學(xué)中的程序性知識(shí)。動(dòng)作技能是指通過練習(xí)獲得的、按一定規(guī)則協(xié)調(diào)自身運(yùn)動(dòng)的能力。在中學(xué)生數(shù)據(jù)素養(yǎng)中，使用統(tǒng)計(jì)學(xué)的概念、原理與方法屬于智慧技能，使用信息技術(shù)工具，如操作統(tǒng)計(jì)軟件分析數(shù)據(jù)，則主要屬于動(dòng)作技能的范疇，它們都是對(duì)外辦事的手段，回答“怎么辦”的問題，因此，將智慧技能和動(dòng)作技能歸納為“數(shù)據(jù)技能”維度，反映了運(yùn)用數(shù)據(jù)素養(yǎng)解決問題的執(zhí)行手段。數(shù)據(jù)技能也被看作是一種活動(dòng)方式，與數(shù)據(jù)活動(dòng)的過程密切關(guān)聯(lián)。在DIKW模型中，信息流動(dòng)的方向是真實(shí)世界—數(shù)據(jù)—信息—知識(shí)，相對(duì)應(yīng)的運(yùn)用數(shù)據(jù)解決問題的過程主要包括從真實(shí)世界中提出數(shù)據(jù)問題、收集與管理數(shù)據(jù)、從數(shù)據(jù)中提取統(tǒng)計(jì)信息、解釋與評(píng)價(jià)統(tǒng)計(jì)信息以獲取知識(shí)等四個(gè)階段。因此，中學(xué)生需要掌握的數(shù)據(jù)技能包括四個(gè)方面，即提出數(shù)據(jù)問題、數(shù)據(jù)收集與管理、統(tǒng)計(jì)分析以及數(shù)據(jù)解釋與評(píng)價(jià)。

提出數(shù)據(jù)問題技能是指在真實(shí)世界中發(fā)現(xiàn)、理解和表征實(shí)際問題，構(gòu)建數(shù)據(jù)與客觀世界的關(guān)系模型，將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為通過數(shù)據(jù)解答的數(shù)據(jù)問題，明確數(shù)據(jù)分析目標(biāo)，確定問題解決的策略和步驟。發(fā)現(xiàn)與提出問題是運(yùn)用數(shù)據(jù)解決問題的第一步，也是最重要的步驟，是成功解決問題的基礎(chǔ)[42]。數(shù)據(jù)收集與管理技能是指根據(jù)數(shù)據(jù)問題和問題解決步驟，結(jié)合信息技術(shù)和統(tǒng)計(jì)方法來收集和整理數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化，直觀地展示數(shù)據(jù)的趨勢(shì)與特征。統(tǒng)計(jì)分析技能是指選擇合適的統(tǒng)計(jì)方法和信息技術(shù)工具來分析和探索數(shù)據(jù)中的隱藏規(guī)律與統(tǒng)計(jì)特征，尋找有價(jià)值的統(tǒng)計(jì)信息。數(shù)據(jù)解釋與評(píng)價(jià)技能是指結(jié)合問題情境解釋統(tǒng)計(jì)信息，基于數(shù)據(jù)的證據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)和決策;表達(dá)和交流數(shù)據(jù)觀點(diǎn)與結(jié)論;合理質(zhì)疑和批判性評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)結(jié)論的真實(shí)性和客觀性。

（四）數(shù)據(jù)思維：數(shù)據(jù)素養(yǎng)的理性邏輯

認(rèn)知策略是指運(yùn)用有關(guān)如何學(xué)習(xí)、記憶、思維的規(guī)則支配人的學(xué)習(xí)、記憶或認(rèn)知行為的能力，屬于對(duì)內(nèi)調(diào)控的策略性知識(shí)和反省性知識(shí)，可以大致等同于人們常說的思維方法[37]。態(tài)度指習(xí)得的對(duì)人、對(duì)事、對(duì)物、對(duì)己的反應(yīng)傾向。作為素養(yǎng)的態(tài)度是價(jià)值內(nèi)化的結(jié)果，屬于社會(huì)性態(tài)度[43]，是對(duì)個(gè)人和社會(huì)發(fā)展起重要作用并得到社會(huì)廣泛承認(rèn)的價(jià)值觀，如遵守法律與社會(huì)規(guī)范。數(shù)據(jù)素養(yǎng)中的認(rèn)知策略和態(tài)度都與個(gè)體在現(xiàn)實(shí)世界中運(yùn)用數(shù)據(jù)來分析和解決問題的認(rèn)知過程密切相關(guān)，主要回答“如何用”的問題，因此，將二者整合為“數(shù)據(jù)思維”維度。數(shù)據(jù)思維是中學(xué)生習(xí)得數(shù)據(jù)素養(yǎng)的重要發(fā)展目標(biāo)，是指導(dǎo)我們?nèi)绾芜\(yùn)用數(shù)據(jù)素養(yǎng)解決實(shí)際問題的理性邏輯。對(duì)于中學(xué)生來說，不可或缺的數(shù)據(jù)思維主要包括四個(gè)方面，即數(shù)據(jù)倫理、數(shù)據(jù)意識(shí)、統(tǒng)計(jì)思維和批判性思維，前兩者屬于態(tài)度范疇，后兩者屬于認(rèn)知策略范疇。

數(shù)據(jù)倫理是社會(huì)價(jià)值觀和社會(huì)規(guī)范的體現(xiàn)，要求中學(xué)生在獲取和使用數(shù)據(jù)時(shí)必須遵守社會(huì)道德和習(xí)俗、國(guó)家法律法規(guī)和相關(guān)機(jī)構(gòu)行業(yè)的行為規(guī)范，尊重?cái)?shù)據(jù)的真實(shí)性和數(shù)據(jù)隱私，具有對(duì)他人和社會(huì)負(fù)責(zé)的積極態(tài)度。在大數(shù)據(jù)時(shí)代，數(shù)據(jù)是有價(jià)值、有產(chǎn)權(quán)的資源，獲取和使用數(shù)據(jù)需要遵守?cái)?shù)據(jù)倫理，不能損害他人利益、社會(huì)秩序與國(guó)家安全，是開展數(shù)據(jù)活動(dòng)的前提條件。

數(shù)據(jù)意識(shí)是從數(shù)據(jù)的視角觀察世界的意識(shí)，是關(guān)于數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)分析的科學(xué)價(jià)值觀，等同于統(tǒng)計(jì)學(xué)家提出的統(tǒng)計(jì)觀念，是學(xué)生發(fā)展數(shù)據(jù)素養(yǎng)的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力。數(shù)據(jù)意識(shí)要求中學(xué)生能夠理解與認(rèn)同數(shù)據(jù)在信息社會(huì)中扮演的角色、在科學(xué)決策中發(fā)揮的作用;有意識(shí)地關(guān)注數(shù)據(jù)與日常生活的聯(lián)系，積極探索數(shù)據(jù)背后的規(guī)律;能夠認(rèn)識(shí)到基于數(shù)據(jù)進(jìn)行決策是可靠的問題解決方式，是觀察與認(rèn)識(shí)世界的科學(xué)方法[44]。

統(tǒng)計(jì)思維是自覺地運(yùn)用數(shù)據(jù)對(duì)客觀事物的數(shù)量特征和發(fā)展規(guī)律進(jìn)行描述、分析、判斷和推理的思維方式[34]，包含統(tǒng)計(jì)思維過程與統(tǒng)計(jì)思想兩部分。統(tǒng)計(jì)思維過程就是運(yùn)用數(shù)據(jù)解決實(shí)際問題的過程。統(tǒng)計(jì)學(xué)的基本思想是從足夠多的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定的規(guī)律，通過有代表性的樣本數(shù)據(jù)去推理全局的總體規(guī)律[45]。統(tǒng)計(jì)思維的本質(zhì)是通過數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納推理，數(shù)據(jù)收集、分析與解讀的視角與方法不是唯一的，因此，統(tǒng)計(jì)結(jié)論的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)只有“好壞”，而不是“對(duì)錯(cuò)”[46]。

批判性思維是現(xiàn)代學(xué)校教育的重要目標(biāo)和訴求，是重視面對(duì)觀點(diǎn)、論述、命題等陳述時(shí)保持審慎和反思的態(tài)度[47]，也是數(shù)據(jù)思維的重要組成部分。正因?yàn)閿?shù)據(jù)分析或統(tǒng)計(jì)學(xué)是基于歸納推理，體現(xiàn)了使用者的觀點(diǎn)與立場(chǎng)，數(shù)據(jù)分析的結(jié)論就具有一定的主觀傾向性，因此，批判性思維應(yīng)該貫穿數(shù)據(jù)分析的整個(gè)過程。批判性思維要求個(gè)體面對(duì)數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)結(jié)論與觀點(diǎn)時(shí)保持批判性和獨(dú)立思考的態(tài)度。在解決實(shí)際問題時(shí)，或者從廣告、自媒體等外部環(huán)境接收數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)信息時(shí)，首先要審視數(shù)據(jù)的來源是否是真實(shí)可靠的、具有代表性的，然后要反思數(shù)據(jù)分析的整個(gè)過程是否是科學(xué)的、完善的，最后要批判性地評(píng)價(jià)統(tǒng)計(jì)結(jié)論是否是客觀的、符合邏輯的，由此，才能透過數(shù)據(jù)的表象和陷阱獲取真實(shí)有效的信息和知識(shí)。

五、結(jié) ? 語

本研究在回顧和分析國(guó)內(nèi)外數(shù)據(jù)素養(yǎng)研究文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，以培養(yǎng)問題解決能力為導(dǎo)向，闡釋了中學(xué)生數(shù)據(jù)素養(yǎng)的內(nèi)涵，以學(xué)習(xí)結(jié)果分類理論為分析框架構(gòu)建了中學(xué)生數(shù)據(jù)素養(yǎng)的結(jié)構(gòu)模型與構(gòu)成維度。它整合數(shù)學(xué)、信息技術(shù)和科學(xué)等STEM課程所關(guān)注的與數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容和學(xué)習(xí)目標(biāo)，建構(gòu)了融合的數(shù)據(jù)素養(yǎng)模型，能夠?yàn)檫@些課程中相關(guān)主題的教學(xué)提供借鑒。大數(shù)據(jù)時(shí)代中小學(xué)數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育依然面臨著不小的挑戰(zhàn)，學(xué)生數(shù)據(jù)素養(yǎng)的培養(yǎng)不僅需要對(duì)課堂教學(xué)的重視、STEM課程間的合作互動(dòng)，還需要學(xué)生在生活中的積極實(shí)踐，以及社會(huì)輿論的關(guān)注和宣傳。

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