СЕКЦИЯ
Цифровые образовательные практики

Ковалева Е. А.

Шелудяков И. А.

РГПУ им. А. И. Герцена,

г. Санкт-Петербург

Интерактивная визуализация данных: анализ применения дашбордов в образовательной среде

С появлением новых доступных технологий по анализу и интерпретации данных появляется больше возможностей для самоанализа и саморегуляции в цифровой образовательной среде. В статье исследуются возможности использования платформ для создания дашбордов в рамках школьного образовательного взаимодействия.

Kovaleva E. A.

Sheludyakov I. A.

HSPU

St. Petersburg, Russia

Interactive data visualization: analyzing the use of dashboards in an educational environment

With the advent of new available technologies for data analysis and interpretation, there are more opportunities for introspection and self-regulation in the digital educational environment. The article explores the possibilities of using platforms to create dashboards within the framework of school educational interaction.
Цифровизация активно трансформирует структуру современного общества, и система образования также подвергается этим изменениям. Внедрение цифровых технологий – это не просто следствие прогресса, а необходимость, диктуемая возрастающими требованиями к компетенциям выпускников. 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» [12]. 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.
Анализом данных, собираемых в процессе образовательного взаимодействия, занимается учебная аналитика. Учебная (или образовательная) аналитика (learning analytics) включает в себя «измерение, сбор, анализ и представление данных об учащихся и окружающем их контексте» [2]. Выделяют, что один из принципов учебной аналитики «заключается в извлечении полезной информации из большого объема данных, генерируемого в процессе обучения» [14]. Во время проведения анализа в образовательных данных определяют закономерности и особенности, которые могут представлять важные сведения о ходе учебного процесса и могут быть использованы как учащимся, так и педагогом, для усовершенствования образовательного взаимодействия.
Токтарова В.И. и Попова О.Г. определяют, что «образовательные данные могут применяться для принятия организационно-педагогических и управленческих решений в образовании» [11]. Одним из важных этапов анализа образовательных данных является интерпретация и визуализация результатов анализа, итоги которого могут быть использованы для принятия обоснованных педагогических решений.
Черкасова А.В. дает определение визуализации как «процесс представления данных в виде изображения с целью максимального удобства их понимания, усвоения» [13]. При использовании визуализации образовательных данных появляется возможность представить и интерпретировать результаты анализа наглядным и понятным способом.
Визуализация данных стала важной частью образовательного процесса, которая дает возможность учащимся отслеживать свои достижения, результаты, оценивать риски и проводить комплексный самоанализ. В то время как существует много доступных видов визуализации данных (например, графики, таблицы, тепловые карты, диаграммы), используются и специализированные способы представления информации, такие как – дашборды.

Гинько А.Ю. определяет, что дашборды это «прогресс клипового мышления, при котором человек воспринимает информацию фрагментарно, добрался и до анализа данных, и в результате прежние таблицы превратились в сжатые и очень лаконичные визуальные представления» [4]. Основная идея заключается в том, что дашборды, как и приборные панели, предоставляют возможность моментально оценить ключевые показатели, не углубляясь в детали и не тратя время на поиск нужной информации.
Визуализация данных в формате дашборда может значительно упростить восприятие и ускорить процесс анализа, что особенно важно в динамично изменяющейся среде. Бенко Е. В. и Томин Б. П. считают, что «ключевыми характеристиками дашбордов выступают: наглядность, интерактивность и автоматизация процессов» [3].
Сирбиладзе К.К. и Попова Т.С. рассмотрели в своей работе ряд преимуществ использования дашбордов в образовательном учреждении для преподавателей [10]:
  1. Мониторинг прогресса студентов. Например, отслеживание выполнения заданий, какие были ошибки при выполнении заданий, с какими заданиями были трудности и др.;
  2. Отслеживание посещаемости занятий. Анализ влияния посещаемости на оценки и результаты обучения, построение индивидуального маршрута учащегося;
  3. Контроль успеваемости. Оценивание успешности прохождения обучения и выявление учащихся, которые находятся в зоне риска;
  4. Анализ результатов экзаменов. Оценивание усвоения пройденного материала, с возможным определением тем, которые вызвали трудности и не были освоены в полном объеме.
Разработано множество различных программных продуктов и сервисов для создания дашбордов, например: Microsoft Power BI, Tableau, Яндекс Datalens, Яндекс Метрика, Google Analytics, Google Data Studio, Owox BI и многие другие. Все эти решения визуализации данных обладают рядом преимуществ и недостатков, ниже в таблице 1 приведено сравнение популярных и часто используемых [1, 6, 7]:

Таблица 1 – Сравнительная таблица программ и сервисов для построения дашбордов


Microsoft Power BI

Google Analytics

Yandex DataLens

Установка

Можно установить на компьютер как отдельное приложение,

можно установить приложение на android и ios

Используется Web-версия приложения, также можно установить приложение на android и ios

Используется в веб-версии (облачная BI-система)

Доступ

Необходима регистрация учетной записи Microsoft, есть бесплатный тариф

Необходима регистрация через Google аккаунт, полностью бесплатный

Необходимо иметь Яндекс ID, присутствует пробный период

Интеграции

Microsoft Dynamics, Google Analytics, Microsoft Excel, GitHub и др.

Google play, adsense, adwords, google +

и др.

ClickHouse, Yandex Cloud, Microsoft Excel, Google Sheets и др.

Преимущества

Встроенные библиотеки и инструменты для объединения данных из различных источников, построение сложных аналитических отчетов

Режим реального времени, встроенный функционал машинного обучения

Интуитивный интерфейс,

Есть бесплатный учебный курс от разработчиков с подробными инструкциями и высокая скорость обработки данных

Недостатки

Требуется больше времени для обработки больших объемов информации,

невозможность прямого редактирования данных

Ограниченность в обработке больших объемов данных и низкая скорость их обновления,

отсутствие глубокой персонализации, сложен в освоении и имеет ограничения в точности данных, нет аналитики на малых наборах данных

Предлагает меньше возможностей для кастомизации визуализаций и имеет ограниченную поддержку сторонних источников данных


В школьном образовании сейчас все чаще отдают предпочтение отечественным сервисам для изучения новых технологий. 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. Поэтому платформа Yandex DataLens открывает перед школьным образованием широкие перспективы, а также предоставляет огромные возможности для визуализации данных и создания интерактивных отчетов. Сложные статистические данные, результаты экспериментов, географические данные – все это можно представить в интуитивно понятном виде: диаграммы, графики, карты. Ученики смогут «увидеть» математическую функцию, проанализировать динамику исторических событий или сравнить географические показатели разных регионов. Интерактивность Yandex DataLens позволяет ученикам активно взаимодействовать с данными, исследовать их с разных ракурсов, самостоятельно строить выводы. Это способствует более глубокому пониманию материала и развитию исследовательских навыков.

Одним из примеров применения Yandex DataLens в образовании со стороны учащегося является дашборд для Всероссийской олимпиады школьников [9], с помощью которого можно наглядно увидеть рейтинг школ по предметам, в соответствии с следующими показателям: количество участников по предмету, средние знания в школе по определенному предмету, максимальные баллы по предмету и другие. Размер кружков на дашборде зависит от количества участников, цвет показывает максимальные и средние результата. Отмечено на дашборде, что чем больше и зеленее круг, тем сильнее выступила школа по конкретному предмету и выбранному классу.
Большое количество подробных инструкций и примеров создания дашбордов с помощью Yandex Datalens можно увидеть в учебном пособии В.Б. Яковлевой [15]. Описано подключение к базам данных и создание первых датасетов. Например, для данных о числе вузов и численности студентов в регионах, построены различные визуализации: карты, древовидная диаграмма, линейчатая диаграмма и другие.
Yandex DataLens – это быстро развивающаяся платформа. Яндекс разработал и активно продвигает серию бесплатных обучающих курсов различной сложности. Эти курсы адаптированы под разные уровни подготовки, от начинающих пользователей до опытных аналитиков и охватывают широчайший спектр тем [5, 8].
На рисунке 1 приведен один из вариантов дашборда в Yandex Datalens, собранного на анализе образовательных данных о 6607 учащихся (https://www.kaggle.com/datasets/lainguyn123/student-performance-factors/data). Данный дашборд позволяет проанализировать влияние различных факторов на оценки студентов. Например, проанализировав чарт «распределение оценок по диапазонам среднего времени сна и физической активности» можно сделать вывод, что наивысший средний балл у тех студентов, которые спят более 7 часов в день, также можно обратить внимание, что физическая активность не сильно влияет на оценки обучающихся. На другом чарте «зависимость между посещаемостью, часами обучения и оценками» выстраивается закономерность, позволяющая понять студентам, как ответственный подход к посещению занятий и высокое количество часов, потраченных на самообразование, влияют на оценки.

Рис.1 – Дашборд «Влияние различных факторов на успеваемость студентов»

Работа с данными в Yandex DataLens требует анализа, интерпретации и формулировки выводов. Ученики учатся не просто потреблять информацию, но и критически ее оценивать, выявлять закономерности и делать обоснованные прогнозы. Yandex DataLens позволяет создавать индивидуальные дашборды для отслеживания прогресса каждого ученика, выявлять трудности в обучении или успехи, адаптируя учебный процесс под его потребности. Это особенно актуально при работе с школьниками с различными темпами усвоения материала и с разным уровнем начальных знаний. Учитель может использовать Yandex DataLens для представления результатов тестирования, анализа успеваемости класса, демонстрации сложных концепций и обсуждения результатов с учениками в интерактивном режиме.
Yandex DataLens представляет собой мощный инструмент для модернизации школьного образования. Его использование позволяет сделать обучение более эффективным, увлекательным и персонализированным, развивая у учащихся аналитические, исследовательские и критические навыки, необходимые в современном мире. Дальнейшее изучение и внедрение этой платформы в учебный процесс, например, как внеурочное занятие, способствует подготовке нового поколения, готового к изменениям в сфере образования. Однако, необходимо отметить важность обучения учителей работе с платформой и разработку соответствующих методических материалов для успешного внедрения Yandex DataLens в школьную практику.

Литература:
  1. Compare Google Analytics vs Microsoft Power BI URL: https://comparisons.financesonline.com/google-analytics-vs-microsoft-power-bi (дата обращения: 13.02.2025)
  2. Белоножко П.П. Анализ образовательных данных: направления и перспективы применения / П.П. Белоножко, А.П. Карпенко, Д.А. Храмов // Вестник евразийской науки. – 2017. – №4 (41). – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/analiz-obrazovatelnyh-dannyh-napravleniya-i-perspektivy-primeneniya (дата обращения: 12.02.2025).
  3. Бенко Е. В. Дашборд как эффективный инструмент анализа данных в системе образования / Е. В. Бенко, Б. П. Томин // Научно-методическое обеспечение оценки качества образования. 2023. №1 (17). – С. 75-81. – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/dashbord-kak-effektivnyy-instrument-analiza-dannyh-v-sisteme-obrazovaniya (дата обращения: 13.02.2025)
  4. Гинько А.Ю. Анализ и визуализация данных в Yandex DataLens. Подробное руководство: от новичка до эксперта. – М.: ДМК Пресс, 2023. – 356 с.
  5. Инструменты для визуализации данных и бизнес-анализа. URL: https://practicum.yandex.ru/datavis-and-bi-tools (дата обращения: 13.02.2025)
  6. Кадыргулова А. А. система принятия управленческих решений на основе анализа данных с применением дашборда / А. А. Кадыргулова // New science award - 2024 : сборник статей Международного научно-исследовательского конкурса, Петрозаводск, 06 марта 2024 года. – Петрозаводск: Международный центр научного партнерства «Новая Наука» (ИП Ивановская И.И.), 2024. – С. 30-36. – EDN TPJZBT.
  7. Плюсы и минусы Power BI: яркая и скучная сторона визуализации. – URL:https://biconsult.ru/products/plyusy-i-minusy-power-bi-yarkaya-i-skuchnaya-storona-vizualizacii?ysclid=m784wducc3600310797 (дата обращения: 13.02.2025)
  8. Практикум по Yandex Cloud DataLens. – URL: https://practicum.yandex.ru/ycloud-datalens (дата обращения: 13.02.2025)
  9. Сервис для сверстников: как работает дашборд для участников олимпиад. – URL: https://yandex.cloud/ru/blog/posts/2020/12/servis-dlya-sverstnikov (дата обращения: 13.02.2025)
  10. Сирбиладзе К.К. Дашборды в образовании как инструмент маркетинговых коммуникаций / К.К. Сирбиладзе, Т.С. Попова // Практический маркетинг. – 2024. – №6. – С. 79. – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/dashbordy-v-obrazovanii-kak-instrument-marketingovyh-kommunikatsiy (дата обращения: 13.02.2025)
  11. Токтарова В.И. Анализ образовательных данных взаимосвязи успешности обучения и поведения студентов в цифровой образовательной среде вуза / В.И. Токтарова, О.Г. Попова // Информатика и образование. – 2022. – Т. 37, № 4. – С. 54-63. – DOI 10.32517/0234-0453-2022-37-4-54-63. – EDN ESVZJD.
  12. ФГОС Основное общее образование. Приказ Минобрнауки России от 17.12.2010 № 1897 (ред. от 11.12.2020). – URL: https://fgos.ru/fgos/fgos-ooo (дата обращения: 13.02.2025)
  13. Черкасова Л. В. Технология визуализации учебного материала как способ формирования у школьников информационной компетентности // Вестник Сургутского государственного педагогического университета. – 2019. – №1 (58). – C. 132-141. – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/tehnologiya-vizualizatsii-uchebnogo-materiala-kak-sposob-formirovaniya-u-shkolnikov-informatsionnoy-kompetentnosti (дата обращения: 13.02.2025);
  14. Ядова Е. Н. Образовательная аналитика: как обучающемуся пользоваться данными / Е. Н. Ядова, Т. А. Отбеткина, А. А. Волков // Педагогический журнал. – 2023. – Т. 13, № 9-1. – С. 20-30. – DOI 10.34670/AR.2023.61.44.003. – EDN PBGUGJ;
  15. Яковлев В. Б. Анализ и визуализация данных в Yandex DataLens : учебное пособие / В. Б. Яковлев. – Москва : Эдитус, 2023. – 136 с. – EDN WUCSQF.
ВОПРОСЫ И КОММЕНТАРИИ
Made on
Tilda