4.1.2 数据分析的一般过程课件-2025-2026学年浙教版高中信息技术选修三

该高中信息技术课件聚焦数据分析一般过程，系统讲解制定方案、收集数据、数据预处理等六个步骤，通过“中外在线教育数据分析”任务驱动，衔接数据分析发展脉络，以案例为支架帮助学生构建从理论到实践的知识体系。 其亮点在于以真实案例贯穿教学，通过文献计量分析、CNKI/SCIE数据库操作、VOSviewer可视化等实践，培养计算思维与数字化学习能力。采用任务驱动法，小结明确步骤与报告结构，学生能提升数据分析实操能力，教师可高效开展项目式教学。

数据分析基础 浙教版信息技术 数据分析基础 数据分析及其发展 数据分析的一般过程 常用的数据分析软件 统计分析 数据挖掘 大数据分析 SPSS SAS MATLAB Minitab Tableau R语言 4.1.2数据分析一般过程 本节课教学目标： 知道数据分析的步骤 对中外在线教育的数据进行分析并形成一份数据报告 挑战一下 4.1.2数据分析一般过程 数据分析过程通常可以分为六个步骤： 制定方案 数据预处理 数据可视化 收集数据 分析数据 报告撰写 4.1.2数据分析一般过程 这六个步骤的顺序不是固定的，视实际需要而定。 若先有数据，则根据数据特点制定分析目标和分析思路 若数据呈现复杂、非结构化，数据分析和数据可视化可同时进行 4.1.2数据分析一般过程 4.1.2数据分析一般过程 （1）制定方案 在接收到数据分析的任务时，首先需要分析目的， 理清具体的分析思路，搭建分析框架。搞清数据分析需要从哪几个角度来进行，采用怎样的分析方法最有效，最后制订出具体的数据分析方案。 4.1.2数据分析一般过程—制定方案 （1）制定方案 4.1.2数据分析一般过程—制定方案 （1）制定方案 中外在线教育 从那些角度来写？ 用什么方法实现？ 形成数据分析方案 分析出中外在线教育的热点，加以对比，从而为我们的在线教育提供建议 4.1.2数据分析一般过程—制定方案 （1）制定方案 中外在线教育 从那些角度来写？ 用什么方法实现？ 形成数据分析方案 可以采用文献计量分析原理，搜集在线教育主题的文献，提取其中的主题、学科分类等数据对其进行分析，从而得到热点 4.1.2数据分析一般过程—制定方案 （2）收集数据 数据分析的核心是数据。收集数据是为数据分析提供直接的素材和依据； 全面、准确地收集数据是科学开展数据分析的前提和保障。 尽可能获取一手数据，如原始数据。 4.1.2数据分析一般过程—收集数据 （2）收集数据 4.1.2数据分析一般过程—收集数据 （2）收集数据 可以搜集在线教育主题的文献 对 CNKI 和 SCIE 两个数据库中主题为在线教育的文献进行收集，获取一手数据 4.1.2数据分析一般过程—收集数据 （3）数据预处理 在获取数据后，需要对数据进行审查、验证、清洗、转换、分组等操作， 将数据整理成数据分析的样式。 我们对搜索过后的文献进行审查 排除不符合要求的文献 并对文献进行整理方便我们进行操作 4.1.2数据分析一般过程—数据预处理 （3）数据预处理 比如根据实际情况对噪声数据进行删除或转化， 对缺失数据进行删除或预估， 对重复数据进行合并， 对错误数据进行修改或删除等。 去噪声会引起信息损失， 并且不同的去噪方法造成的信息损失各不相同。 4.1.2数据分析一般过程—数据预处理 （4）分析数据 选择合适的分析方法和工具，对预处理过的数据进行分析，提取有价值的信息，形成有效结论。 4.1.2数据分析一般过程—分析数据 （4）分析数据 在这一过程中，可以采用数据统计、数值计算、信息处理等方法，采用已知的模型分析数据，计算与数据匹配的模型参数。 采用文献计量分析原理、VOSviewer软件 4.1.2数据分析一般过程—分析数据 （5）数据可视化 数据分析后得到的数据往往是原始数据的简化和抽象， 可视化借助人眼快速的视觉感知和人脑的智能认知能力，直接提高对信息认识的效率，起到清晰有效的传达和沟通的作用。可视化也能引导用户分析和推理出有效信息。 4.1.2数据分析一般过程—数据可视化 （5）数据可视化 俗话说“一图胜千言”，数据可视化能有效、直观地传递分析人员要表达的观点。 可视化也是数据分析的重要手段。 4.1.2数据分析一般过程—数据可视化 （6）报告撰写 在完成数据分析之后，需要展示分析结果并形成分析报告。 数据分析报告是对数据分析过程的总结和归纳，需要描述出分析的目的和思路、数据来源、分析的过程、分析的结论和要点。 4.1.2数据分析一般过程—报告撰写 （6）报告撰写 一份好的数据分析报告，需要有一个好的分析框架，层次明晰、图文并茂，能够让阅读者一目了然。 数据分析报告必须有明确的结论、建议或解决方案。 4.1.2数据分析一般过程—报告撰写 数据分析过程通常可以分为六个步骤： 制定方案 数据预处理 数据可视化 收集数据 分析数据 报告撰写 本课小结： 4.1.2数据分析一般过程 4.1.2数据分析一般过程 一份数据分析报告由以下几个部分组成: (1)标题:展示分析报告的主要目的和关键结论。 (2)目录:体现数据分析报告的整体架构。 (3)前言:分析报告的目的和背景，现状或存在的的问题，需要解决的问题，分析思路、分析方法和模型，总结性的结论或者效果，数据来源。 (4)正文:架构清晰，结论明确，逻辑性强，可视化，术语说明。 4.1.2数据分析一般过程 4.1.2数据分析一般过程 数据挖掘是从大量数据中找到人们未知的、可能有用的、隐藏的规则，可以通过关联分析、聚类分析、时序分析等各种算法发现一些无法通过观察图表得出的深层次原因。 4.1.2数据分析一般过程 这个问题要求不是基于大数据的数据挖掘，所以寻找时要考虑被挖掘的数据源不能是大数据。 4.1.2数据分析一般过程 参考的例子：手机浏览器对用户进行画像，根据用户特征调整推荐条目和推送广告。首先，分析任务是属于预测性非描述性的，因此不属于统计分析。其次，浏览器分析的数据源是用户以往访问的数据，不是基于云端大数据的分析，因此不属于大数据分析。 4.1.2数据分析一般过程 分析时要抓住数据挖掘与统计分析的区别，数据源的数据量和复杂性。比如，超市预测用户购买行为进而推送广告;沃尔玛将啤酒和尿布摆在一起的促销手段;从写作风格对《红楼梦》前80回和后40回的分析判断作者是否同一人等。 谢谢 汇报人：WPS 2020年 11月 第 29卷 第 4期 中央民族大学学报( 自然科学版) Journal of MUC( Natural Sciences Edition) Nov．，2020 Vol． 29 No． 4 收稿日期: 2020－04－10 作者简介:王晓阳( 1995－) ，男( 汉族) ，河北衡水人，中央民族大学信息工程学院在读硕士，研究方向:智能学习。 通讯作者:蒋惠萍( 1975－) ，女( 汉族) ，河南南阳人，中央民族大学信息工程学院副教授，研究方向:情感计算，计算 智能。 中外在线教育的可视化分析 王晓阳，蒋惠萍，王宗楠 ( 中央民族大学 信息工程学院，北京 100081) 摘 要: 在线教育是建设学习型社会和构建终身学习体系的重要方式，是近年来学者研究的热点。文章采 用文献计量学的方法，以 CNKI和 Web of Science 为数据来源，对 2011－2019 年国内外在线教育数据进行整 理，主要从主题和学科分类、机构和作者、研究热点这 3个角度进行了具体的分析，通过对国内外在线教育相 互对比，从三个方面来总结了国内外在线教育研究的热点、前沿及其发展趋势，为国内外的在线教育研究提供 了借鉴和参考。 关键词: 可视化分析;在线教育; VOSviewer 中图分类号: G40－057 文献标识码: B 文章编号: 1005-8036( 2020) 04-0087-06 在线教育是依托互联网技术的新型教育，它可以让全世界各地的学子都能足不出户的享受到海量 的教学资源［1］，不仅可以减少外出被感染的几率，还可以在家接受到与在校一致或更好的教学资源。 从未来发展趋势来看，无论是国内的《教育信息化“十三五”规划》《教育信息化 2. 0 行动计划》［2］还是 国外的《地平线报告》，都对在线教育表达了支持和青睐。可视化分析技术主要是通过对大量、分散的 数据进行分析，最终给出完整的分析图表的技术［3］。文献计量法是通过对所研究的文献进行系统的、 定量的分析，从而弄清和揣测文献中本质性的内容或趋势［4］。本文采用文献计量学，通过可视化技术 分析中外在线教育的相关数据，从而揭示在线教育的热点、研究前沿及其发展趋势，为我国在线教育的 研究和开展提供借鉴［5］。 1 数据来源 本文采用文献计量分析原理，对 CNKI和 Web of Science两个数据库中主题为在线教育的文献进行 了可视化分析。在 Web of Science数据库中，采用 Web of Science 核心合集 ( 2011－至今) 为数据来源， 主题词为: “online education”或“online courses”或“network education”，时间跨度为所有年份 ( 2011 － 2019) ，其中最新更新日期: 2019－11－14，再对出版年进行精炼，选择 2011年到 2019年，共检索出 12910 个结果。在 CNKI数据库中，输入检索条件: 主题为“在线教育”或含“网络教育”或者主题为“在线教 育”或含“在线课程”，发表时间从 2011 年 1 月 1 日到 2019 年 11 月 14 日，再选择中文文献，共检索出 10319条结果。 中央民族大学学报( 自然科学版) 第 29卷 2 数据统计及分析 2. 1 主题和学科分类分析 如图 1所示，在线教育前十的主题文献量，其中除了数量高的在线教育、在线课程、网络教育、网上 教育、在线教育、在线学习这 6个相似的概念之外，MOOC、学习者、在线教育平台、翻转课堂也是中国学 者重点研究对象。如图 2学科分支所示，教育文献数量达到 6785 篇，位居第一，计算机文献数量为 588 篇，位居第二，关于语言的文献数量达到 275篇，位居第三，往后都是 200 篇以下，且前四位数量相差十 分悬殊，从分析数据中可以看出中国学者在在线教育领域对教育学科、计算机学科和语言学科是比较偏 爱的。从两组数据结合来看，CNKI在在线教育领域主要研究方向为教育的教育者和教学模式相关要素 和计算机科学知识。 图 1 CNKI主题前十分布文献量 Fig．1 Number of top 10 papers on CNKI 图 2 CNKI在线教育学科分类 Fig．2 CNKI online education subject classification 在图 3中，Web of Science在线教育学科分类中把这些研究学科分为三大类: 教育类、健康医学类和 计算机类，其中健康医学类占比重比较大，分的学科最为细致。 根据图 4，Web of Science研究方向前十分布的文献量数据中可以分为四大类: 教育类、计算机类、 健康医学类、工程学类。其中医学健康类数量最多，研究方向也更加细致。从两组数据结合来看，Web of Science在在线教育领域主要研究方向为教育自身的研究，计算机科学的研究还有健康医学的研究， 其中对健康医学的研究数量大且分科细致。 88 第 4期 王晓阳等: 中外在线教育的可视化分析 图 3 2011年－2019年 Web of Science在线教育学科 Fig．3 Online education discipline of web of science from 2011 to 2019 图 4 2011年－2019年 Web of Science研究方向前十分布文献量 Fig．4 Top 10 papers of web of science from 2011 to 2019 从上述四组数据可以看出，CNKI中在线教育领域主要研究方向为教育的教育者、教育方式相关要素和 计算机科学的知识。Web of Science在在线教育领域主要研究方向为教育自身的研究、计算机科学的研 究还有健康医学的研究。两者既有相交的部分，即教育和计算机科学，但各自有各自的侧重点。在国 内，学者重点研究教育里面的教育者和教学模式，对教育研究比较细致。在国外，学者则侧重于对健康 医学的研究。 2. 2 机构和作者分析 经过对 CNKI在线教育前十机构分布文献量的分析可知，华中师范大学( 107 ) 、华东师范大学 ( 101) 、北京师范大学( 100) 位居前三。通过对 CNKI 在线教育前五作者文献量的数据分析可以得出: 北京师范大学的陈丽、广东省汕头市广播电视大学的肖俊洪和北京师范大学的郑勤华位居前三。从表 1的数据来看，排名第一的陈丽( 30 篇) 与第五名的魏顺平( 10 篇) 发文量相差巨大且第一名陈丽( 30 篇) 与第二名肖俊洪( 17篇) 发文量相差 13篇，相差篇数是第二名的 76. 47%，也是比较大的。通过查看 北京师范大学陈丽的文章，发现陈丽的研究主题大体分布为: 远程教育、远程教学、moocs、教学相互、翻 转课堂等内容。 表 1 2011年－2019年 CNKI在线教育前五作者文献量 Tab．1 Literature quantity of top 5 authors of CNKI online education from 2011 to 2019 排名 姓名 所在机构 发文量 所占比重 1 陈丽 北京师范大学 30 36. 14% 2 肖俊洪 广东省汕头市广播电视大学 17 20. 48% 3 郑勤华 北京师范大学 16 19. 28% 4 李立勋 北京商报 10 12. 05% 5 魏顺平 国家开放大学 10 12. 05% 通过对 Web of Science 在线教育前十机构分布文献量分析可知，UNIVEＲSITY OF CALIFOＲNIA SYSTEM( 488) 、HAＲVAＲD UNIVEＲSITY( 398) 、UNIVEＲSITY OF TOＲONTO( 328) 位居前三。从 Web of 98 中央民族大学学报( 自然科学版) 第 29卷 Science在线教育前五作者文献量的数据来看，AGAＲWAL N、HANSBEＲＲY DＲ、LEE J 位居前三。通过 表 2的数据可知，排名第一的 AGAＲWAL N( 30篇) 比排名第二的 HANSBEＲＲY DＲ( 24 篇) 发文量相差 6篇，相差篇数占第二名 25%，差别不大。 表 2 2011年－2019年 Web of Science在线教育前五作者文献量 Tab．2 Literature quantity of top 5 authors of web of science online education from 2011 to 2019 排名 姓名 发文量 所占比重 1 AGAＲWAL N 30 27. 52% 2 HANSBEＲＲY DＲ 24 22. 02% 3 LEE J 21 19. 27% 4 JOHNSON M 17 15. 60% 5 ZHANG Y 17 15. 60% 经过对国内外在线教育领域内的机构和作者深入分析发现: 国外钻研在线教育的机构无论是在发 文总量上还是在单个排名发文量上都比国内在线教育的发文量要多。单从作者来看，中国前五名发文 总量上略少于国外，但是前五名差距大，且发文量集中在第一名( 陈丽) ，国外则相反，发文量相对比较 分散，没有出现发文量特别集中的情况。 2. 3 在线教育研究热点分析 将 CNKI数据库中搜索到的 10319条结果导入到 VOSviewer软件，选择 Create a map based on biblio- graphic data，Type of analysis为 Co-occurrence，Counting method为 Full counting，Unit of analysis为 All key- words，Minimum number of occurrences of a keyword选择 25，这样就会有 8865个关键词，见图 5。前 17的 关键词除去搜索关键词: 在线教育、在线课程、网络教育、在线学习，可以把国内在线教育研究热点大致 分为以下 3个方面: ( 1) Mooc、慕课的研究。Mooc 中文也称为慕课，其本身字面的意思也就是代表着 Massive ( 大规 模) 、Open( 开放) 、Online( 在线) 、Course( 课程) ，就是在线开放的大规模课程［6］。最早产生于 2011 年， 首先在美国大规模流行，2013 年引进中国，中国大学 MOOC ( 慕课) 就是 Mooc 的具体例子。现在的 Mooc根据社会的需求衍生出很多类型: PMOOC( 个性化慕课) 、DLMOOC( 深度慕课) 、MobiMOOC( 移动 慕课) 等等［7－8］。慕课本身不仅可以通过在线视频给予学子知识，而且通过慕课的评论还可以进行文本 情感计算来获得具体的学子在在线学习中的直接观感。所以直到现在慕课也是学者研究的热点。 ( 2) 互联网+、大数据、教育信息化等互联网技术的发展。在线教育就是在互联网技术上发展起来 的教育，所以互联网技术的高低直接影响在线教育的发展水平和发展方式。2013 年、2014 年 4G 推动 中国的在线教育走向繁荣，可见互联网技术对在线教育的推动。如今随着第五代移动通信技术的发展 和商业应用，在线教育必然会朝向一个更高的台阶发展。从国家政策方面来看，国务院总理李克强同志 在其政府工作报告中提及“互联网+”行动计划。在《教育信息化“十三五”规划》中也明确指出积极开 展“互联网+教育”的计划［9］。在《教育信息化十年发展规划( 2011－2020 年) 》中也提出发展教育信息 化的规划［10］。综合政府的相关文件中可以发现互联网技术是当今在线教育研究的热点。 ( 3) 对教育改革的研究。在《教育信息化“十三五”规划》中就提及改革创新推动教育发展，其中提 及要着力推进教育教学的改革，在《教育信息化 2. 0 行动计划》中就涉及对现行教育的改变和转变，所 以教学改革是现在教育面临的重文问题。面对教学改革，研究热点中才会出现新形式的教学模式:翻转 课堂、混合式教学、spoc、Mooc、在线开放课程等，教学改革在大部分的高校和高等教育施行，所以在研究 热点中会出现高校和高等教育的研究热点，比如甘健侯等发表的《创新混合教学模式，推进高等教育在 线教学改革》就可以证明。 将 Web of Science数据库中搜索到的 12910条结果导入到 VOSviewer软件，选择 Create a map based 09 第 4期 王晓阳等: 中外在线教育的可视化分析 on bibliographic data，Type of analysis为 Co-occurrence，Counting method为 Full counting，Unit of analysis为 All keywords，Minimum number of occurrences of a keyword选择 25，这样就会有 35251 个关键词，见图 6。 前 17的关键词大体分为四个方面:对教育自身的研究( education) 、对健康医学的研究( health) 、对互联 网技术的研究( internet) 、对教学方式和结果的研究( performance) ［11－12］。从中可以看出国外的在线教育 发展方面比较多元化，其中医学领域是国外在线教育研讨的重要范围。 通过上述数据的呈现与分析可以看出，中国在在线教育领域研究方面比较单一，重点研究教育方式 方面和计算机方面;国外在线教育方面研究领域比较广，除了研究教育方式和计算机方面，国外在线教 育还把研究方向转向医学方面，这是中国可以借鉴学习的地方，在线教育医学方面的研究从近期来看可 以缓解中国医疗资源分布不均衡等现实问题，从长远发展来看可以使更多的医学从事者获得更加丰富 的学习资源，为医学领域培养高质量的研究人员。 图 5 CNKI在线教育研究热点 Fig．5 Ｒesearch hotspots of CNKI online education 图 6 Web of Science在线教育研究热点 Fig．6 Ｒesearch hotspots of web of science online education 3 讨 论 本文采用文献计量学的分析方法，对 CNKI和 Web of Science中 2011－2019年关于在线教育的文献 进行分析得出以下结论: 从 2011－2019年在线教育文献主题和学科分类研究中发现: 国内非常重视教育效果，对影响教育 的因素做了纵向深入的研究。国外除了重视影响在线教育的最终效果之外，还比较重视在线教育应用 的广度。在细节方面，无论是国外文献主题还是学科分类，大多数都是健康医学的研究，可以看出国外 在在线教育的健康医学领域是比较火热的，而且分类也非常细致，近年来中国也开始重视互联网医疗， 出台了《关于促进“互联网+医疗健康”发展的意见》等文件，在疫情期间国家卫生健康委员会办公厅印 发了《关于在疫情防控中做好互联网诊疗咨询服务工作的通知》，可见在线教育在健康医疗方面是有很 大发展前景的。 通过对国内外在线教育前五机构分布、作者文献量的分析，可以得出国内外在在线教育领域中领先 的机构和作者，还可以了解到学者的高质量文献。这样可以提示我国在线教育研究人员在疫情期间与 这些机构、作者进行探讨与合作，在研究在线教育的相应领域的时可以参考这些高质量的文献，借疫情 期间广大学子在家接受在线教育的时机和 5G的发展推动我国在线教育方面朝着高质量的方向发展。 通过对在线教育研究热点分析可以得出: 中国对在线教育领域研究热点更加专注于对教育的深入 研究，而国外的研究热点注重对在线教育应用领域的延伸。这也从一方面佐证了在从 2011－2019 年在 线教育文献主题和学科分类研究发现分析出来的结果。本文做更加细致的对比不难发现，国外在线教 19 中央民族大学学报( 自然科学版) 第 29卷 育的热点不仅仅有对在线教育的其他研究领域有所探索，而且还对教育领域深层次的探究。由此可见 对教育深层次的研究是整个世界的特点，中国学者应紧跟潮流，在医学健康领域进行更加深刻的研究。 参考文献: ［1］ 张劲松，章凤君． 在线教育平台用户持续使用意愿影响因素实证研究［J］． 价值工程，2019，38( 05) : 140－143． ［2］ 范福兰． 我国教育信息化实证测评与发展战略研究［D］．武汉:华中师范大学，2016． ［3］ 陈佳艳． 基于 Tableau实现在线教育大数据的可视化分析［J］． 江苏商论，2018，( 02) : 123－125． ［4］ 韩勇，梁辰，曾宪涛，等． 国外医院管理研究现状的文献计量学分析［J］． 中国循证医学杂志，2017，( 12) : 98－ 102． ［5］ 谢佳睿． 在线教育研究热点的可视化分析［J］． 中国教育信息化·高教职教，2016，( 12) : 14－18． ［6］ 戴晓宇． 关于高校思想政治教育 MOOC课程的建设研究［D］．太原:山西财经大学，2016． ［7］ 黄龙，何晓萍． 在线教育研究热点与前沿的可视化分析［J］． 情报探索，2015，( 09) : 87－92． ［8］ 众告． 慕课与微课［J］． 开放教育研究，2017，( 3) : 121． ［9］ 徐维兵．中小学校信息教育中心建设与应用研究初探［J］．教育现代化，2018，5( 19) : 210－211，214． ［10］ 洪玲． 智慧校园信息化建设公众满意度测评研究［D］．湘潭:湘潭大学，2017． ［11］ WALKEＲ A W，INCE J，DUNCAN S H，et al． Dominant and diet-responsive groups of bacteria within the human colon- ic microbiota［J］． The ISME Journal，2011，5( 02) : 220－230． ［12］ SMINK F Ｒ E，HOEKEN D，HOEK H W． Epidemiology of eating disorders: incidence，prevalence and mortality rates ［J］． Current Psychiatry Ｒeports，2012，14( 04) : 406－414． Visual Analysis of Chinese and Foreign Online Education WANG Xiaoyang，JIANG Huiping，WANG Zongnan ( School of Information Engineering，Minzu University of China，Beijing 100081，China) Abstract: Online education is an important way to build a learning-oriented society and a lifelong learning system． In the face of today＇s new coronary pneumonia outbreak of special conditions，the article adopts the method of literature metrology，in CNKI and Web of Science for the database，in 2011－2019 data of online education home and abroad，mainly from the subject and the subject clas- sification，institutions and authors，hot spots，the three point of specific analysis，through to the do- mestic and foreign online education and online education at home and abroad contrast each other，fi- nally from three aspects to summarize the outbreak before development hotspot of online education at home and abroad，the research frontier and developing trend，for our country during the outbreak of the online education research provide reference，Provide reference for international scholars studying online education． Key words: visual analysis; online education; VOSviewer ［责任编辑: 王向华］ 29 $