表象訓(xùn)練提高程序類課程教學(xué)效果之實(shí)證研究

◆鄧 銳 趙 莉 湯旭蓉 彭順生

(湖南信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院)

表象訓(xùn)練提高程序類課程教學(xué)效果之實(shí)證研究

◆鄧 銳 趙 莉 湯旭蓉 彭順生

(湖南信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院)

大量研究表明，成績和表象能力之間存在著極大的相關(guān)性，表象清晰度高者占有優(yōu)勢。計(jì)算機(jī)程序類課程的抽象性和動態(tài)性適合進(jìn)行表象訓(xùn)練。實(shí)驗(yàn)表明，參加表象訓(xùn)練的實(shí)驗(yàn)班學(xué)成績優(yōu)于控制班，且存在顯著差異。

表象訓(xùn)練 計(jì)算機(jī)程序類課程 表象

一、引言

認(rèn)知風(fēng)格是個(gè)體在認(rèn)知活動中表現(xiàn)出來的人格傾向和人格特征上的差異。它直接指向?qū)W習(xí)者處理信息的習(xí)慣，描述了學(xué)習(xí)者感知、思考、記憶和問題處理的類型模式，反映了個(gè)體知覺信息時(shí)的特定偏好。從事不同職業(yè)的成員具有共性的認(rèn)知風(fēng)格。軟件開發(fā)人員指從軟件行業(yè)從事開發(fā)的應(yīng)用型人員，既不包含算法研究等理論研究人員，也不包含軟件開發(fā)管理人員。

R.賴丁認(rèn)為有兩種基本的認(rèn)知風(fēng)格維度:整體－分析和言語－表象維度。而現(xiàn)代EEG、ERP等實(shí)驗(yàn)為兩個(gè)風(fēng)格維度提供了有力的證據(jù)。

二、研究方法

研究方法主要是文獻(xiàn)研究法、調(diào)查法和實(shí)驗(yàn)法。

通過文獻(xiàn)研究，課題組對Riding的認(rèn)知風(fēng)格測試系統(tǒng)分別從表象、言語、整體和分析四個(gè)維度對試題內(nèi)容和試題表現(xiàn)形式進(jìn)行了改進(jìn)，開發(fā)了一個(gè)CSA系統(tǒng)(軟著登字第0175615號)。

隨后課題組用調(diào)查法，利用該系統(tǒng)測試了本地多個(gè)軟件公司的軟件開發(fā)人員和軟件專業(yè)的優(yōu)秀學(xué)生以及其它非軟件專業(yè)人士。測試時(shí)將被試分為A組(軟件開發(fā)人員和優(yōu)秀的學(xué)習(xí)者)和B組(普通被試)。對數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選、排查，最終確定有效數(shù)據(jù)75個(gè)，其中A組36個(gè)，B組39個(gè)。然后在SPSS中進(jìn)行分組、分維度的對比研究。調(diào)查與分析方法在“A Study on the Cognitive Style of Software Developers”一文中已詳細(xì)描述，最終結(jié)論是:與普通被試相比，軟件開發(fā)人員的認(rèn)知風(fēng)格的言語表象維度是明顯偏向表象的。

在理論和實(shí)證分析的同時(shí)，課題組也進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)比較研究。課題組對軟件專業(yè)基礎(chǔ)相同的兩個(gè)平行班進(jìn)行了對比研究。其中，將計(jì)軟0801班標(biāo)記為控制組，計(jì)軟0802班標(biāo)記為實(shí)驗(yàn)組。課題組將針對同一教學(xué)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)班采用表象訓(xùn)練，控制班采用非表象訓(xùn)練，然后對同一項(xiàng)目進(jìn)行測試。結(jié)果表明實(shí)驗(yàn)班學(xué)成績優(yōu)于控制班，且存在顯著差異。從而通過實(shí)驗(yàn)法驗(yàn)證上述結(jié)論。

三、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

時(shí)間及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):2009年03月02日，一二節(jié) 計(jì)軟0801，45人，控制組;三四節(jié) 計(jì)軟0802，44人，實(shí)驗(yàn)組。

內(nèi)容:2.3.2 鏈表(單鏈表)

第一節(jié)課與第三節(jié)課兩班授課內(nèi)容均為2.3.2鏈表中的單鏈表的添加節(jié)點(diǎn)。

其中，0801班上課主要是通過傳統(tǒng)在黑板上畫的形式表示單鏈，沒有作表象訓(xùn)練。如圖1所示:

圖1

而第三節(jié)課在0802班便采用了利用兩個(gè)動畫作了表象訓(xùn)練。如圖2所示:

并且借助這兩個(gè)動畫，組織學(xué)生分別進(jìn)行了2分鐘的表象訓(xùn)練。然后，對學(xué)生進(jìn)行了一個(gè)小測驗(yàn)。

第一題，是在黑板上板述的原題，用來測試學(xué)習(xí)者對已學(xué)知識的記憶和理解，記1分;

第二題，將已學(xué)的一個(gè)指針改成了二個(gè)指針。此題主要想通過部分遷移能力，測試學(xué)生對原題部分的理解力，記2分;

第三題，是針對未講的內(nèi)容，即雙向鏈表的結(jié)點(diǎn)插入，用于測試學(xué)生對未學(xué)知識的遷移能力，記3分。

圖2 添加一個(gè)結(jié)點(diǎn)動畫演示

通過統(tǒng)計(jì)分析求出相應(yīng)成績的平均值，結(jié)果如表1和圖3所示:

表1 相應(yīng)成績的平均值

其中:1為控制組，total為總分，score1，score2，score3分別為第一至第三題得分。

圖3 兩班各項(xiàng)成績均值比較

表1和圖3可看出，實(shí)驗(yàn)組0802班的各項(xiàng)成績均優(yōu)于控制組。

繼續(xù)對兩樣本做“兩獨(dú)立樣本的曼－惠特尼U檢驗(yàn)”，結(jié)果如表2和表3所示。

表2 兩獨(dú)立樣本的曼－惠特尼U檢驗(yàn)

表3 Test Statistics

其中，P值＜a(0.05)，可以認(rèn)為兩總體由于教學(xué)方法的影響而存在顯著差異。

四、研究結(jié)論

綜上所述，參加表象訓(xùn)練的實(shí)驗(yàn)班學(xué)習(xí)成績優(yōu)于控制班，且存在顯著差異。從而通過實(shí)驗(yàn)法驗(yàn)證“軟件開發(fā)人員具有表象加工傾向”的假設(shè)結(jié)論的正確性。

[1]R.賴丁，S.雷納著.龐維國譯.認(rèn)知風(fēng)格與學(xué)習(xí)策略.上海:華東師范大學(xué)出版社，2003.41 －43.

[2]Deng Rui，A Study on the Cognitive Style of Software Developers.ACM Inroads，2011，2(9):3.

1.湖南省教育科學(xué)十一五規(guī)劃課題(XJK08CXJ005);2.教育部高等學(xué)校高職高專計(jì)算機(jī)類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會2012年規(guī)劃課題(JZW590112043)。