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]:
- Мониторинг прогресса студентов. Например, отслеживание выполнения заданий, какие были ошибки при выполнении заданий, с какими заданиями были трудности и др.;
- Отслеживание посещаемости занятий. Анализ влияния посещаемости на оценки и результаты обучения, построение индивидуального маршрута учащегося;
- Контроль успеваемости. Оценивание успешности прохождения обучения и выявление учащихся, которые находятся в зоне риска;
- 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.