計算機模擬教學的效果評價*

吳 峰 王 迪

（北京大學 教育學院，北京 100871）

計算機模擬教學的效果評價*

吳 峰 王 迪

（北京大學 教育學院，北京 100871）

隨著計算機智能技術的迅速發展，在未來的教學實踐中，計算機模擬教學會被應用得越來越廣泛。分析現有的研究文獻發現，從認知角度針對計算機模擬教學效果評價的文章較少。本研究選擇高校管理學科中的“運營管理模擬實驗教學系統”為研究對象，分別從定量與定性兩個方面進行分析，研究結論表明，計算機模擬教學對于學生的學習態度、學習動機、自我效能具有顯著的正面效果。

計算機模擬教學；評價；認知

一 研究問題與理論基礎

1 問題的提出

計算機模擬教學，就是利用計算機技術，為學生創造出一種模擬真實的環境，使得學生能體會所模擬的對象，并感受自己的操作給對象帶來的變化。計算機模擬對于教學相當重要，能還原、展示課堂教學無法表達的情景。隨著計算機技術的快速發展，計算機模擬技術被應用得越來越廣泛。

計算機模擬教學屬于計算機輔助教學范疇。對計算機輔助教學效果的相關文章進行梳理后發現，目前國內學者進行定性研究的文章較多、定量研究的文章較少。從計算機輔助教學應用所在的學科領域來看，工科、理科應用得較多，而在管理學科領域的應用較少。并且，目前已有的評價側重于以學生成績為標準，而基于認知層面的評價較少。因此，本文選擇管理學科中的計算機模擬教學應用為研究對象，從認知層面進行定量及定性評價，這在以往的研究中鮮見，是本文的創新點。本文的研究問題是，在管理學科中，應用計算機模擬技術輔助教學的效果是否顯著。本研究對于推廣計算機模擬技術在管理學科教學中的普及，具有指導意義。

2 相關理論

國內外一些學者基于不同的視角對教學效果評價進行了研究。國外代表性學者有Feldman、Marsh[1]、Wang S L等。Feldman[2]認為，教學效果評價應關注是否能激發起學習興趣和學習動機、是否能提高言語表達能力、授課時是否能為學生提供學習指導、是否對學生有所幫助等。Feldman在總結自己研究成果的基礎上，總結出一套廣泛且完整的學生評價教師有效教學的20項特質目錄。Marsh認為學生對教學效果的評價應該從9個維度來進行，分別為:學習價值感，教學熱情，組織清晰性，群體互動，氣氛和諧，知識寬度，考試/評分，作業/閱讀材料，功課量/難度。Wang S L和Hwang G J[3]從自我效能角度研究了計算機支持的協作學習中的學習效果和認知角色。Hwang G J和Chang H F[4]探究了移動學習改變學生學習興趣與學習態度的效果，研究結果表明，移動學習系統能夠提高學生的成績，同時能夠提高學生學習的積極性。

國內代表性學者有周月芝、李奇敬、蔣建波等。周月芝[5]總結了計算機輔助教學的效果，其中積極的作用包括計算機輔助教學能夠提高學生的學習興趣，加深學生對抽象知識的理解，能充分顯示學生在學習中的主體地位，提高學生課堂學習的參與度。李奇敬[6]提出對教學效果的評價應該包括學生對學習的積極性、主動性、學習效率、學生的滿意度、教師的滿意度、學生成績。蔣建波[7]提出了針對計算機輔助教學的三項評價維度，分別是模式滿意度、科技接受度和認知負荷。

綜上所述，基于認知層面可以將上述觀點歸納成三個方面，即計算機模擬教學可以導致學生學習態度、學習動機以及自我效能的改變，如表1所示。如果針對學習者進行前測與后測，并且進行假設檢驗，就可以判斷計算機模擬教學對于學生學習是否有顯著效果。

表1 評價維度的選擇

二 研究對象與研究方法

1 研究對象

本文選取某高校應用“運營管理模擬實驗教學系統”來輔助教學“運營管理”課程為對象進行研究。運營管理課程是管理類專業學生必修的一門核心課程，有兩個特點:第一，實踐性強。這是一門貫穿于企業日常經營管理活動的課程，但是因為傳統的教學方式使得理論與實際難以結合起來，很多學生希望熟練掌握運營管理課程在實際中的應用，所以通過計算機模擬技術為學生模擬出一種“類真實”的情境就非常有必要。第二，具有動態性。運營管理在企業的實際應用中需要處理時刻發生的事情，譬如每周制定產品數量計劃，就需要在每個計劃周根據具體的銷售、成本等情況而變動，而傳統的教學方式很難把整個動態的過程展示出來。如果使用計算機模擬技術對整個過程進行動態模擬，由學生掌握和控制其中重要的變量，然后由計算機系統逐步演示其中發展變化的過程，學生就容易理解。因此，針對運營管理課程，如果能以一種開放式的、交互式的、模擬現實的運營過程的形式展現給學生，就能提高學生的學習興趣及學習效果，讓學生能夠將理論知識與實際相結合。所以，本文選擇這門課程作為研究對象。

2 研究方法

在上述評價框架的基礎之上，選擇與本研究相關的人員進行訪談，分別是計算機模擬系統的開發者、使用過該系統進行教學的3位教師，使用過該系統的5位同學。按照學習態度、學習動機、自我效能三個維度，設計了含有38道量表類型題目的問卷，每道題目都是程度量表題目，從低值到高值設計選項，1分代表程度最低，5分代表程度最高。

問卷實行前測與后測。前測是在學生應用計算機模擬系統之前，后測是在學生應用計算機模擬系統之后。回收有效問卷33份。當參與評價的學生達到20人，則評價具有一致性[8][9]，因此本研究收集33名學生的數據進行評價是可信的。

三 數據收集及分析

針對學生在應用計算機模擬教學前后學習態度、學習動機、自我效能的變化，我們分別采取問卷收集數據然后進行定量研究的方法，以及訪談收集文本數據然后定性分析的方法。

1 學習態度

（1）學習態度變化定量分析

表2 學習態度統計量

根據上表數據，我們得到前后的學習態度統計量如表2所示。從中可以觀察出，學生應用之前的學習態度均值是3.6623，應用之后的學習態度均值是4.3160，兩者有所差異。為了檢驗是否在0.05水平上顯著性差異，我們進一步假設:

H0:應用計算機模擬教學前后學生學習態度沒有變化。

H1:應用計算機模擬前后學生學習態度有變化。

選用配對樣本T檢驗的方法，我們比較學生學習態度的變化，如表3所示。

表3 學習態度前、后配對樣本T檢驗

進行配對樣本T檢驗，Sig.=0.000〈0.05，因此拒絕H0假設，接受H1假設，因此，在使用系統進行學習前后的學習態度具有顯著性差異。結合基本數據描述可以得出，學生的學習態度在使用該系統進行學習后，比使用該系統進行學習前有顯著提高。

（2）學習態度變化定性分析

模擬實驗教學的方法有助于改善學生的學習態度，A同學就是一個典型的例子——在進行實驗前，他覺得課程并不重要，理論知識的學習也是可有可無；而在進行了實驗教學后，他理解了這門課程理論知識學習的重要性。當學生意識到這門課程的重要性后，就會好好地學習，并且會主動查詢與課程內容有關的資料進行自主性學習。在訪談中，A同學這樣描述了他接觸實驗課后的表現:

“上課之前我完全沒有管理學的背景，基礎知識有所欠缺。上完實驗課后，我發現這個課程對我以后會非常有用。因此，課后我會自主搜尋相關的知識，努力把自己不足的地方彌補上。”

可見，對于A同學這類以前學習態度不好、缺乏知識背景的學生，計算機模擬教學對于改變、端正他們的學習態度起到了很好的作用。正因為A同學覺得這門學科“就應該這樣學，通過模擬來進行，否則沒有任何效果”，所以他的學習態度一直很端正。和A類似的學生非常多，在進行計算機模擬教學課前，學生對待本門課程相當冷淡，而上完實驗課后，他們中的大部分表示“很有意思”。正是這種對課程的興趣，引導著學生不斷地對學科進行探索、不斷地進步。在訪談中，B學生是這樣說的:

“課后我也會和同學進行討論，有時討論實驗的內容，有時我會和以前專業的同學討論相關編程的問題。閑暇的時候，我經常會想這個系統如何進行優化會更好，等到想法成熟的時候，我還會和我的老師進行探討。很多時候，我也會萌生出自己編寫一套這樣的程序的想法。慢慢的，我發現實驗內容還是很有趣的，更像是讓我們在游戲中對知識點進行學習和運用。”

計算機模擬技術讓學生能夠真實感受實際過程，便于知識的更深層次的理解。建構主義的學習理論告訴我們，在學習的過程中，學生并不是對老師給予的刺激簡單地做出反應，而是在一定的情境之下，借助于他人的幫助或是一定的資料來建構自己的知識。這個理論在這個計算機模擬系統中也得到了充分體現。

2 學習動機

（1）學習動機變化定量分析

表4 學習動機統計量

根據上表數據，我們得到前后的學習動機統計量如表4所示。從中可以觀察出，學生應用之前的學習動機均值是3.6970，應用之后的學習動機均值是4.3636，兩者有所差異。為了檢驗是否在0.05水平上顯著性差異，我們進一步假設:H0:應用計算機模擬前后學生學習動機沒有變化。H1:應用計算機模擬前后學生學習動機有變化。選用配對樣本T檢驗的方法，比較了學生學習動機的變化，如表5所示。

表5 學習動機前、后配對樣本T檢驗

在配對樣本T檢驗的結果中，Sig.=0.000〈0.05，因此拒絕H0假設，接受H1假設。該結果說明，使用系統進行學習前后，學生的學習動機具有顯著性差異。結合基本數據描述可知，學生的學習動機在使用該系統進行學習后，比在使用系統進行學習前有顯著提高。

（2）學習動機變化定性分析

在傳統教育心理學中，學習動機是指激發和維持學習行為的動力，它強調的是動機強度的大小[10]。學習動機是學習的原動力，當學生對學習產生需求時，便形成了學習動機。學生對學習的需求，是社會和教育對學生學習的客觀要求在學生頭腦中的反映，它表現為學習的意向、愿望、對學習的興趣、對學習之必要性的認識以及理想、信念等。這種需求越強，學習成效就會越高[11]。

利用計算機模擬技術設計的模擬實驗對于學習動機的改變，是通過提升學生的學習興趣、讓學生意識到學習的必要性、對學習的反省和對成就的自豪感而達成的。計算機模擬教學的效果就在于，它提升了學生對學習的需求，從而提升了學習成效。提升了學生的學習動機，也就是提升了學生從學習中獲得益處的傾向。

C同學:“最開始我真不理解學概念有什么用，后來進行完實驗就明白了，也就開始好好學習了。雖然我的第一次實驗以失敗告終，但我不相信自己不能做得比別人好，因此我就更加努力，后來這門課越學越好，實驗也就越做越順手了。”

D同學:“每一期實驗都要關注市場，要敏感；每一期的決策都會影響以后決策的成果，難度大，需要持續的投入。而為了在實驗中勝出，我會加倍認真努力。”

就如訪談中所述，學生剛開始并不想在這門課程中取得很好的成績，而進行了實驗學習后，他們學習的積極性被調動起來了，特別是實驗中引入競爭的元素，更加強化了他們的學習動機。

3 自我效能

（1）自我效能定量分析

自我效能指人對自己是否能夠成功地進行某一成就行為的主觀判斷。譬如，學生判斷自己能否在本門課程取得好成績，能否學會課程的方法技能，能否理解最難懂的內容部分等。

表6 自我效能統計量

根據上表數據，我們得到前后的自我效能統計量如表6所示。從中可以觀察出，學生應用之前的自我效能均值是3.6182，應用之后的自我效能均值是4.1818，兩者有所差異。為了檢驗是否在0.05水平上顯著性差異，我們進一步假設:H0:應用計算機模擬前后學生自我效能沒有變化。H1:應用計算機模擬前后學生自我效能有變化。選用配對樣本T檢驗的方法，比較了自我效能的變化，如表7所示。

表7 自我效能前、后配對樣本T檢驗

在配對樣本T檢驗的結果中，Sig.=0.001〈0.05，拒絕H0假設，接受H1假設。該結果說明，使用系統進行學習前后，學生的自我效能具有顯著性差異。結合基本數據描述可知，學生的自我效能在使用該系統進行學習后，比在使用系統進行學習前有顯著提高。

（2）自我效能定性分析

自我效能實際上體現了學生對知識的理解及掌握程度。運營管理如果僅僅進行課堂教學，學生難免會覺得困難，難于理解。而模擬實驗的方法，可以讓知識更容易被理解，學生的自信心增加，成就感上升，自我效能因此增加。

運營管理課程本身具有內容廣、難度大的特點，在學習之初，當學生因此而對這門課程產生畏懼心理、覺得自己不能取得良好成績時，也就是自我效能低的時候，他就會對學習喪失信心，最終會影響他的學習成果[12]。很多學生對學習喪失信心都是源于課程內容困難，如果能夠使難度降低，那么就會大大增加他們的學習信心。在訪談中，E同學是這樣說的:

“有時候我們思考問題總是局限在問題的本身，希望用學到的理論知識去直接解決，眼光總是局限在一小塊，忘記了其實可以從問題本身跨出去來進行思考。在使用這個系統進行學習之前，我就經常這樣。但在做完這個系統中的某些模塊后，再經過老師的講解，與原有問題進行連接，我突然發現原來問題是可以這樣來思考、來解決的。很多之前本以為用相關理論解決不了的問題，換個視角度也就理解了。”

由訪談得知，實驗教學讓學生覺得“學習到更多的內容”，“對于新知識的學習非常有幫助”，“讓我這門課學得更好”等。E同學認為，“這種實驗的方式，與我高中時上化學實驗課的感覺很像，我能直接感受過程是如何發生的，并且自己就是那個掌控過程的人。”實際上，整個實驗的設計，并不僅僅是對于已學知識的再加工、再理解，而是添加了許多與課程密切關聯的知識點。這樣做，不僅有利于拓展學生的知識面，鍛煉學生的發散思維，而且能夠讓學生學到很多新的、有別于書本上的知識。由此可見，運用計算機模擬技術改變課程的授課方式，有助于學生提升他們的自我效能。

四 結語

通過定性及定量研究發現，學生對計算機模擬教學方式的整體評價較高；學生在使用系統進行學習前后，學習態度、學習動機、自我效能具有顯著性差異；使用系統進行學習后，這三個方面均有顯著提升。對學生而言，模擬教學可以形成對理論講授的有益補充，提高學生的學習興趣和學習積極性，促進學生知識的構建，增強學生的成就感與自信心。

與以往的計算機模擬教學大多應用于理工學科有所不同的是，本研究中的計算機模擬教育應用于管理學科。理工學科屬于自然科學范疇，而管理學科屬于社會科學范疇，在社會科學中，計算機模擬教學實驗的呈現往往是多人協作共同完成的結果。本研究表明，計算機模擬教學在管理學科等社會科學范疇同樣具有很大的價值，能顯著提升學生的學習效果。

[1]Marsh H W. Students’ evaluations of university teaching: Dimensionality, reliability, validity, potential biases, and utility[J]. Journal of Educational Psychology, 1984,(5):707-754.

[2]Feldman K A. Effective college teaching from the students’ and faculty’s view: Matched or mismatched priorities? [J]. Research in Higher Education, 1988,(4):291-344.

[3]Wang S L, Hwang G J. The role of collective efficacy, cognitive quality, and task cohesion in computer-supported collaborative learning[J]. Computers & Education, 2012,(2):679-687.

[4]Hwang G J, Chang H F. A formative assessment-based mobile learning approach to improving the learning attitudes and achievements of students [J]. Computers & Education, 2011,(1):1023-1031.

[5]周月芝.多媒體計算機技術輔助教學效果總結與探析[J].中國科教創新導刊.2008,(13):153.

[6]李奇敬.多媒體教學評價體系初探[J].渝州大學學報(自然科學版).2001,(9):96-98.

[7]蔣劍波.大學生評價教師多媒體教學效果研究[D].上海:華東師范大學,2007:46-48.

[8]魏紅,胡祖瑩.高校學生評價教師教學質量的可行性研究[J].教師教育研究,1993,(6):68-73.

[9]魏紅,胡祖瑩.關于學生評價教師教學質量指標體系的研究[J].高等師范教育研究.1993,(3):56-62.

[10]鄭美娟.學習動機的研究綜述[J].四川教育學院學報.2009,(08):84-86.

[11]劉貴忠.理科大學生學習行為的調查分析[J].德州學院學報.2009,(12):106-110.

[12]王迪.計算機模擬技術于《運營管理》教學效果研究[D].北京:北京大學.2014:36-37.

The Effect Evaluation of Computer Simulation Teaching

WU Feng WANG Di
(Graduate School of Education, Peking University, Beijing, China 100871)

With the rapid development of computer intelligence technology, teaching computer simulation will be used more and more widely in the future teaching practice. From the current study, there was few papers involving computer simulation for the evaluation of teaching effectiveness from the perspective of cognitive level. This study took operational management simulation teaching system as research object and analyzed from the aspects of quantitative and qualitative analysis. Research results indicated that computer simulation teaching has significant positive effect on students’ learning attitudes, motivation and self-efficacy.

computer simulation teaching; evaluation; cognitive

G40-057

A【論文編號】1009—8097（2015）06—0051—07【DOI】10.3969/j.issn.1009-8097.2015.06.008

編輯:小西

本文為國家社會科學基金教育學一般課題“基于四維度模型的企業大學創新體系研究”（課題批準號：BKA120085）的研究成果。

吳峰，副教授，博士生導師，研究方向為人力資源開發、數字化學習等，郵箱為wufeng@pku.edu.cn。

2014年10月14日