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

1、科學(xué)素養(yǎng)是指個人對科學(xué)所應(yīng)了解的程度，包括對科學(xué)的本質(zhì)和科學(xué)目標(biāo)的認(rèn)識，以及對更重要的科學(xué)思想和方法的理解和認(rèn)同。青少年的科學(xué)素養(yǎng)反映了青少年對科學(xué)基本知識的了解、青少年的獨立思維能力等，青少年的科學(xué)素養(yǎng)水平將決定了未來國家的綜合實力。目前國際上比較著名的科學(xué)素養(yǎng)評測有TIMSS、NAEP和PISA三大評測系統(tǒng)，中國目前尚沒有對青少年科學(xué)素養(yǎng)評測的完善系統(tǒng)。本研究的目的是建立適合青少年科學(xué)素養(yǎng)評測研究的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，探索數(shù)據(jù)挖掘方法在科學(xué)

2、教育中的應(yīng)用。
　　本研究選擇臺灣PISA-2006版樣卷作為本次評測的問卷和數(shù)據(jù)源。并按照科學(xué)素養(yǎng)的三個維度對試題進行分類和編碼，以便于在數(shù)據(jù)庫中存儲和進行數(shù)據(jù)挖掘。為支持網(wǎng)絡(luò)評測，本研究采用電子量表的方式進行數(shù)據(jù)取樣。用PHP語言搭建了一個青少年科學(xué)素養(yǎng)評測平臺，將紙質(zhì)評測問卷電子化，并運用數(shù)據(jù)庫支持，實現(xiàn)被試在計算機平臺上完成調(diào)查問卷。該平臺的運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、填補缺失值、編碼等一系列

3、操作，方便后續(xù)在數(shù)據(jù)庫中進行數(shù)據(jù)分析。隨后用BI Dev studio對數(shù)據(jù)庫進行建模，用決策樹算法預(yù)測了各個維度分?jǐn)?shù)的走勢;用關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘發(fā)現(xiàn)了學(xué)生的得分與學(xué)生背景中各個因素都有著密不可分的關(guān)系。
　　決策樹挖掘結(jié)果顯示，被試得分主要與院系、專業(yè)、高中分科和母親文化程度四個因素有關(guān)，每個因素對各個的維度得分的預(yù)測有很大影響。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)挖掘進行青少年科學(xué)素養(yǎng)評測研究的可行性，為青少年科學(xué)素養(yǎng)評測，乃至整個教育學(xué)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)評測都提供了新的方法和視角。數(shù)據(jù)挖掘?qū)⒊蔀橐环N新的評測手段，在教育學(xué)領(lǐng)域大放異彩。
　　本文的創(chuàng)新點是將數(shù)據(jù)挖掘算法應(yīng)用到教育學(xué)中。目前國內(nèi)對于科學(xué)素養(yǎng)的研究有很