基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的青少年科學(xué)素養(yǎng)評(píng)測(cè)方法的研究.pdf

1、科學(xué)素養(yǎng)是指?jìng)€(gè)人對(duì)科學(xué)所應(yīng)了解的程度，包括對(duì)科學(xué)的本質(zhì)和科學(xué)目標(biāo)的認(rèn)識(shí)，以及對(duì)更重要的科學(xué)思想和方法的理解和認(rèn)同。青少年的科學(xué)素養(yǎng)反映了青少年對(duì)科學(xué)基本知識(shí)的了解、青少年的獨(dú)立思維能力等，青少年的科學(xué)素養(yǎng)水平將決定了未來(lái)國(guó)家的綜合實(shí)力。目前國(guó)際上比較著名的科學(xué)素養(yǎng)評(píng)測(cè)有TIMSS、NAEP和PISA三大評(píng)測(cè)系統(tǒng)，中國(guó)目前尚沒(méi)有對(duì)青少年科學(xué)素養(yǎng)評(píng)測(cè)的完善系統(tǒng)。本研究的目的是建立適合青少年科學(xué)素養(yǎng)評(píng)測(cè)研究的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，探索數(shù)據(jù)挖掘方法在科學(xué)

2、教育中的應(yīng)用。
　　本研究選擇臺(tái)灣PISA-2006版樣卷作為本次評(píng)測(cè)的問(wèn)卷和數(shù)據(jù)源。并按照科學(xué)素養(yǎng)的三個(gè)維度對(duì)試題進(jìn)行分類(lèi)和編碼，以便于在數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)和進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘。為支持網(wǎng)絡(luò)評(píng)測(cè)，本研究采用電子量表的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)取樣。用PHP語(yǔ)言搭建了一個(gè)青少年科學(xué)素養(yǎng)評(píng)測(cè)平臺(tái)，將紙質(zhì)評(píng)測(cè)問(wèn)卷電子化，并運(yùn)用數(shù)據(jù)庫(kù)支持，實(shí)現(xiàn)被試在計(jì)算機(jī)平臺(tái)上完成調(diào)查問(wèn)卷。該平臺(tái)的運(yùn)用不僅可以提高采集效率，還有助于數(shù)據(jù)的提取、篩選、清理、填補(bǔ)缺失值、編碼等一系列

3、操作，方便后續(xù)在數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。隨后用BI Dev studio對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行建模，用決策樹(shù)算法預(yù)測(cè)了各個(gè)維度分?jǐn)?shù)的走勢(shì);用關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘發(fā)現(xiàn)了學(xué)生的得分與學(xué)生背景中各個(gè)因素都有著密不可分的關(guān)系。
　　決策樹(shù)挖掘結(jié)果顯示，被試得分主要與院系、專(zhuān)業(yè)、高中分科和母親文化程度四個(gè)因素有關(guān)，每個(gè)因素對(duì)各個(gè)的維度得分的預(yù)測(cè)有很大影響。關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘結(jié)果顯示，不同的父母受教育程度和職業(yè)屬性對(duì)青少年科學(xué)素養(yǎng)的得分結(jié)果有很大影響，父母受教育程度越

4、高，父母的職業(yè)為腦力活動(dòng)的家庭，青少年科學(xué)素養(yǎng)的得高分的可能性較大;父母受教育程度越低，父母的職業(yè)為體力勞動(dòng)的家庭，青少年科學(xué)素養(yǎng)得高分的可能性不大。
　　以上研究成果展示了用數(shù)據(jù)挖掘進(jìn)行青少年科學(xué)素養(yǎng)評(píng)測(cè)研究的可行性，為青少年科學(xué)素養(yǎng)評(píng)測(cè)，乃至整個(gè)教育學(xué)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)評(píng)測(cè)都提供了新的方法和視角。數(shù)據(jù)挖掘?qū)⒊蔀橐环N新的評(píng)測(cè)手段，在教育學(xué)領(lǐng)域大放異彩。
　　本文的創(chuàng)新點(diǎn)是將數(shù)據(jù)挖掘算法應(yīng)用到教育學(xué)中。目前國(guó)內(nèi)對(duì)于科學(xué)素養(yǎng)的研究有很