Разработка учебно-методических материалов в поддержку обучения интерактивной визуализации данных с применением дашбордов (Российский Государственный Педагогический Университет)
Проведено анкетирование.
База исследования: Российский Государственный Педагогический Университет.
Выборка: 60 человек.
Есть приложения.
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ИНТЕРАКТИВНОЙ ВИЗУАЛИЗАЦИИ ДАННЫХ В ОБУЧЕНИИ 7
1.1. Основные понятия об использовании визуализации данных в обучении 7
1.2 Характеристика цифровых инструментов для визуализации данных 13
1.3 Среда Yandex Datalens, как современный инструмент для обучения визуализации данных 18
1.4 Исследование осведомленности и значимости интерактивных дашбордов в обучении 20
Выводы по главе 1 25
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ В ПОДДЕРЖКУ ОБУЧЕНИЯ ИНТЕРАКТИВНОЙ ВИЗУАЛИЗАЦИИ ДАННЫХ С ПРИМЕНЕНИЕМ ДАШБОРДОВ 26
2.1 Характеристика учебно-методических материалов 26
2.2 Разработанные учебные материалы 28
2.3 Апробация результатов выполнения лабораторных работ 34
Выводы по главе 2 39
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 40
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 41
Приложение 1. Лабораторная работа 1. «Введение в Дашборды и Yandex Datalens. Первичная обработка данных.» 45
Приложение 2. Лабораторная работа 2. «Визуализация данных: построение графиков и диаграмм для дашбордов в Yandex DataLens.» 52
Приложение 3. Лабораторная работа 3. «Визуализация данных: построение линейной диаграммы с несколькими переменными для дашбордов в Yandex DataLens.» 60
Приложение 4. Лабораторная работа 4. «Визуализация данных: построение индикаторов и диаграмм зависимостей переменных для дашбордов в Yandex DataLens.» 65
Приложение 5. Лабораторная работа 5. «Сборка дашборда в Yandex DataLens.» 69
Цифровизация активно трансформирует систему образования. Внедрение цифровых технологий открывает новые возможности для реализации образовательного процесса и, в связи с чем возрастают требования к компетенциям выпускников педагогических направлений. В ФГОС основного общего образования отмечается, что «портрет выпускника школы» включает в себя такие качества, как: «умеющий учиться, осознающий важность образования и самообразования для жизни и деятельности, способный применять полученные знания на практике» [17]. Сегодня существует значительное количество массовых открытых онлайн-курсов и дополнительных программ, некоторые из которых могут проходить даже без взаимодействия с преподавателем (например, Яндекс Практикум, Skillbox, Skyeng и многие другие). При самообразовании важно учитывать достигаемые результаты и оценивать их самостоятельно, для чего может быть использован анализ образовательных данных, собранных в цифровой образовательной среде [10].
Учебная (или образовательная) аналитика (learning analytics) включает в себя «измерение, сбор, анализ и представление данных об учащихся и окружающем их контексте» [3]. Благодаря использованию средств и методов учебной аналитики появляется возможность анализа большого объема данных об учащихся. Во время проведения анализа определяют закономерности и особенности, которые могут представлять важные сведения о ходе учебного процесса и могут быть использованы как учащимися, так и педагогом, для усовершенствования образовательного взаимодействия.
Одним из важных этапов анализа образовательных данных является интерпретация и визуализация результатов анализа, итоги которого могут быть использованы для принятия обоснованных педагогических решений. С помощью использования визуализации данных можно наглядно увидеть закономерности, которые могут выявить учащихся, которые рискуют не закончить вовремя обучение или наоборот выявить высокомотивированных, оценить востребованность учебно-методических материалов, предсказать результаты курса и многое другое.
Значение интерактивной визуализации данных заключается в том, что она помогает структурировать информацию, делая ее более понятной и доступной для восприятия. Традиционные методы обучения, зачастую основанные на текстовой информации, могут быть недостаточно эффективны для восприятия и усвоения сложных концепций.
В связи с вышеизложенным, целью является разработка учебно-методических материалов для поддержки обучения интерактивной визуализации данных с применением дашбордов. Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:
1. Проанализировать существующие подходы и инструменты для интерактивной визуализации данных, включая дашборды.
2. Разработать структуру и содержание учебно-методических материалов для обучения интерактивной визуализации данных с использованием дашбордов.
3. Апробировать набор разработанных учебно-методических материалов.
4. Проанализировать результаты апробации, скорректировать задания, сделать выводы об успешности их использования в учебном процессе.
Объектом исследования является процесс интерактивной визуализации данных с использованием дашбордов.
Предметом исследования являются учебно-методические материалы, предназначенные для обучения интерактивной визуализации образовательных данных с применением дашбордов.
Практическая значимость данной дипломной работы заключается в том, что разработанные учебно-методические материалы могут быть использованы учителями и учащимися для улучшения качества анализа образовательных данных, отслеживания прогресса, выявления трудностей и адаптации учебного процесса под индивидуальные потребности.
База исследования: РГПУ им. А. И. Герцена, 8 студентов 4 курса, направления подготовки 44.03.01 Педагогического образования, направленность (профиль) «Информатика и информационные технологии в образовании». Исследование проводилось в весенний период.
В ходе исследования были проведены следующие этапы:
1. Аналитический этап: изучение теоретических основ визуализации образовательных данных и анализ существующих инструментов и подходов.
2. Разработка учебно-методических материалов: создание структуры и содержания материалов, разработка практических заданий.
3. Внедрение и апробация: внедрение разработанных материалов в учебный процесс и оценка их эффективности на основе анализа результатов обучения.
Работа состоит из введения, теоретической части, практической части и заключения.
Дашборды могут быть внедрены в учебный процесс, как способ визуализации данных об участниках образовательного процесса для преобразования разнородных данных в наглядные материалы. Преимущество, направленное на возможность включения интерактивности взаимодействия с элементами дашборда, позволяет отметить на одном графике зависимость различных показателей друг от друга.
Такая форма визуализации данных дает представление не только о возможностях визуализации за счет построения различных графиков, но и требует понимания процесса анализа образовательных данных и в дальнейшем важность интерпретации созданных дашбордов. Изучение дашбордов может способствовать развитию аналитических умений в области учебной аналитики и анализа образовательных данных.
Были изучены теоретические основы визуализации образовательных данных и проведен анализ существующих инструментов и подходов. Проведено вводное анкетирование о понимании и знаниях о визуализации данных с помощью дашбордов. Разработаны учебно-методические материалы, а также внедрены и апробированы.
В перспективе исследования планируется дополнить лабораторными работами, направленными на добавление карт местности (геоаналитика), статистики (например, построение тепловой карты и линейная регрессия), а также дополнить про возможности вычисления и объединения нескольких баз данных.
