謝志龍，李 慶，邢 容，陳 巖

（西南財經(jīng)大學 經(jīng)濟信息工程學院，四川 成都 611130）

0 引言

信息技術(shù)已經(jīng)融入社會生活的方方面面，深刻改變著人類的思維、生產(chǎn)、生活和學習方式。計算思維，不僅是計算機專業(yè)學生應(yīng)該具備的素質(zhì)和能力，而且也成為所有大學生應(yīng)該具備的素質(zhì)和能力。因此，越來越多的非計算機專業(yè)，特別是財經(jīng)類專業(yè)，通過開設(shè)程序設(shè)計課程來訓練學生的計算思維能力和數(shù)據(jù)處理分析能力。然而，在授課過程中發(fā)現(xiàn)，學生對程序設(shè)計的接受能力有明顯差異，從而造成了教師在教學中無法達到需要的效果，學生在程序設(shè)計課程的學習過程中，也感到非常困難，學習痛苦，從而影響學生的學習意愿，造成學習效果不好。

本研究的主要目的是研究不同專業(yè)、性別、邏輯思考能力、學習策略和不同程序語言是否與財經(jīng)類學生程序設(shè)計能力的相關(guān)性。通過本研究的結(jié)果，可以幫助程序設(shè)計課程相關(guān)教師了解影響學生程序課程成績的原因，從而為課程內(nèi)容設(shè)計、授課進度以及授課形式安排提供參考，也可以為學生增加學習興趣、提高程序設(shè)計能力提供參考。

1 研究現(xiàn)狀

程序設(shè)計能力是大學生必須具備的基本技能，程序設(shè)計能力是指學生在程序設(shè)計課程中所獲得的知識與技能。

在影響學生程序設(shè)計能力的因素方面，文獻[1]的研究表明男生的程序設(shè)計能力高于女生，但文獻[2]的研究卻發(fā)現(xiàn)性別不同的學生在程序設(shè)計方面的表現(xiàn)并沒有顯著的不同。

在邏輯思考能力方面，程序設(shè)計課程包含了不同程度的科學概念與技能。文獻[3]的研究顯示邏輯思考能力與科學技能學習成就之間存在顯著相關(guān)性。邏輯思考能力指的是個人運用系統(tǒng)化思考程序和思考規(guī)則，對于物體或事物的理解、解釋及執(zhí)行上的能力。根據(jù)文獻[4]的分類，邏輯思考能力包括6 項：守恒、比例推理能力、控制變量能力、概率推理能力、相關(guān)推理能力和組合推理能力。

學習策略為一般的學習習慣、學習者內(nèi)在思考過程及判斷解決問題等復(fù)雜的心理歷程。文獻[5]將學習策略定義為學習訊息處理，以應(yīng)付記憶事件。文獻[6]認為學習策略的形成包括分析、計劃、執(zhí)行方法、監(jiān)控和修正5 個過程。認知心理學派以學生噓唏的基本策略層面及學習者的感覺、思考、推理、判斷解決問題等復(fù)雜的心理歷程為基礎(chǔ)，判斷學生的學習策略，以作為解決學生學習困擾的依據(jù)，但目前并沒有文獻就學習策略與程序設(shè)計能力進行研究。

目前，鮮有基于財經(jīng)類不同專業(yè)和不同程序語言對學生程序設(shè)計能力影響的研究。

2 研究方法

2.1 研究模型

本研究根據(jù)現(xiàn)有研究現(xiàn)狀，提出研究模型，如圖1 所示。

圖1 研究模型

2.2 研究假設(shè)

在以往的文獻中，學生性別差異與程序設(shè)計能力關(guān)系、邏輯思考能力對程序設(shè)計能力的影響都有研究，而學習策略、專業(yè)和程序語言類別與程序設(shè)計能力之間關(guān)系并沒有被研究過。在現(xiàn)實世界中，影響學生程序設(shè)計能力的因素是多方面的，因此本研究提出以下5 個假設(shè)。

假設(shè)1，專業(yè)對程序設(shè)計課程學習效果有顯著影響

在財經(jīng)類高校中，大部分專業(yè)偏向于文科類，學生在中學期間的數(shù)學訓練、邏輯思維能力訓練相對較少，對于這類學生在教授程序設(shè)計課程時，使用的方法、課程的內(nèi)容、教學的進度是否應(yīng)該不同？這一直是困擾財經(jīng)類高校程序設(shè)計課程相關(guān)教師的難題。因此，本研究提出該假設(shè)，用以揭示在財經(jīng)類院校中專業(yè)對程序設(shè)計課程學習效果的影響。

假設(shè)2，性別對程序設(shè)計課程學習效果有顯著差異

在性別對程序設(shè)計課程學習效果研究中，有些研究認為性別差異會影響學生的程序設(shè)計能力[1]；也有研究卻表明男、女學生在程序設(shè)計方面的表現(xiàn)并無顯著差異[2]。鑒于現(xiàn)有文獻并沒有對性別差異是否影響學生程序設(shè)計能力做出結(jié)論，本研究提出該假設(shè)，用以探究在財經(jīng)類院校中性別對程序設(shè)計能力的影響。

假設(shè)3，邏輯思考能力與程序設(shè)計能力有關(guān)

程序設(shè)計課程包含了不同程度的科學概念與技能。由于目前文獻對邏輯思考能力與程序設(shè)計能力相關(guān)性的研究不足，故提出上述假設(shè)。

假設(shè)4，學習策略與程序設(shè)計能力有關(guān)

文獻[7]認為建立良好的習慣，將可改善學生的學習成績。文獻[8—9]則發(fā)現(xiàn)學習習慣與學習成就成正相關(guān)；為研究學習策略與程序設(shè)計能力關(guān)系，故提出以上假設(shè)。

假設(shè)5，不同程序語言與程序設(shè)計課程學習效果有關(guān)

目前財經(jīng)類高校開設(shè)的程序設(shè)計基礎(chǔ)課程中，使用的程序語言有多種，包括C、C++、Java、Basic、Python 等。這些語言均有不同的特點和側(cè)重點。為探索哪種程序語言更加適合財經(jīng)類高校學生進行程序設(shè)計能力的訓練，故提出上述假設(shè)。

2.3 研究對象

本研究以西南財經(jīng)大學學生作為研究對象，研究數(shù)據(jù)為西南財經(jīng)大學金融學院、會計學院、統(tǒng)計學院和經(jīng)濟信息工程學院2018—2019 學年-2 程序設(shè)計課程期末考試成績，包括的程序語言有：C++、Java、VB 和Python，同時對試題中的題目根據(jù)對邏輯思考能力測試的目的進行了分類及分數(shù)統(tǒng)計。依據(jù)研究目的，隨機選取了金融學院、會計學院、統(tǒng)計學院和經(jīng)濟信息工程學院2018 級共1 000 名本科一年級學生作為調(diào)查問卷對象。其中135 份為無效問卷，故共有865份有效問卷。

2.4 研究工具

1）邏輯思考能力評量工具。

本研究采用Roadranga 與Padilla 的邏輯思考測驗GALT（Group Assessment of Logical Thinking），該測試包含邏輯思考測驗項目有守恒、比例推理、因變量控制、概率推理、相關(guān)推理和組合推理等。本研究將期末考試試題進行分類，以學生的得分來測得學生的6 項邏輯思考能力。

2）程序設(shè)計能力。

程序設(shè)計能力是指的學生在程序設(shè)計課程學習中獲得的知識與技能，在本研究中是指的西南財經(jīng)大學2018 級學生在程序設(shè)計課程中的考試成績?？紤]到任課教師的不同，故將學生程序設(shè)計課程的原始分數(shù)轉(zhuǎn)換成標準分數(shù)后，再來衡量受測者的程序設(shè)計能力。

2.5 研究方法

本研究將收集的資料利用Python 進行描述性統(tǒng)計分析、t 檢驗、皮爾森相關(guān)系數(shù)分析和方差分析進行研究。

3 研究結(jié)果

3.1 基本統(tǒng)計分析

學生樣本數(shù)據(jù)顯示，大多數(shù)學生的程序設(shè)計課程標準換之后的成績集中在72～87 分之間（70%）；學生在邏輯思考能力總平均得分為14.5，學生在比例推理能力上的平均能力較好；學生在學習策略上的表現(xiàn)則不夠理想。

3.2 專業(yè)差異分析

以t 檢驗法鑒定不同專業(yè)的學生在程序設(shè)計能力上是否有顯著差異，結(jié)果見表1。從表1 中可以看出，不同專業(yè)學生的程序設(shè)計能力上并無顯著差異，故假設(shè)1 不成立?？紤]到在西南財經(jīng)大學學生入校成績中，金融和會計專業(yè)的學生入學成績大幅領(lǐng)先于其他專業(yè)。在通常理解下，這2 個專業(yè)學生的學習成績應(yīng)普遍高于其他專業(yè)。但從分析結(jié)果可以看出，不同專業(yè)的學生在程序設(shè)計課程中的成績并無明顯差異，這可能和學生相關(guān)方面的學習能力有關(guān)。

表1 不同專業(yè)學生的程序設(shè)計能力分析

3.3 性別差異分析

以t 檢驗法鑒定男、女在程序設(shè)計能力上是否有顯著差異，結(jié)果見表2。從表2 中可以看出，不同性別在程序設(shè)計能力上并無顯著差異，故假設(shè)2 不成立。這一結(jié)果可能與大一新生在高考時已經(jīng)經(jīng)過了分數(shù)的篩選有關(guān)，并且大一學生在各方面均有相同的特質(zhì)與能力，經(jīng)歷了高考后，學生得到的訓練較為相似，故性別差異并不顯著。

表2 性別差異的程序設(shè)計能力分析

3.4 邏輯思考能力和程序設(shè)計能力相關(guān)分析

本研究將樣本所測得的邏輯思考能力總分與各項得分均納入分析，經(jīng)皮爾森相關(guān)分析后，結(jié)果見表3。從表3 可以看出，比例推理能力及控制變量能力和程序設(shè)計能力顯著正相關(guān)。因此，假設(shè)3 成立。

表3 邏輯思考能力與程序設(shè)計能力相關(guān)分析

學生控制變量能力可以由學生是否具備有效的“處理錯誤”得到驗證?！疤幚礤e誤”是程序設(shè)計過程中一個相當重要的步驟，“處理錯誤”能力的好壞，是影響程序設(shè)計能力的一個重要因素。一般而言，程序發(fā)生錯誤的主要原因有語法錯誤和邏輯錯誤2 種，語法錯誤通?？梢栽诰幾g或執(zhí)行的時候被發(fā)現(xiàn)，但邏輯錯誤卻往往很難發(fā)現(xiàn)。學生如果能夠利用程序執(zhí)行過程中變量存儲值的改變以及變量間值的相對變化以發(fā)現(xiàn)錯誤的原因；或固定一個變量值，以了解其他變量值的變化，這就是一種有效的處理錯誤的方法，也和學生的控制變量能力有關(guān)，所以學生的控制變量能力越強，則其程序設(shè)計能力越好。

3.5 學習策略與程序設(shè)計能力關(guān)系分析

以方差分析分別鑒定不同學習策略在程序設(shè)計能力上是否有顯著影響。統(tǒng)計分析結(jié)果見表4。根據(jù)表4 可以看出，在學習策略中僅有解決困難能力在程序設(shè)計能力上有顯著差異，因此假設(shè)4成立；并且解決困難能力為普通及良好者具有更好的程序設(shè)計能力。此結(jié)果顯示，能夠自行解決學習困難的學生，其程序設(shè)計能力往往更好。

表4 學習策略與程序設(shè)計能力ANOVA 分析

3.6 不同程序語言與程序設(shè)計課程學習效果有關(guān)

通過分析C++、Java、VB 和Python 等4 種語言中學生的學習成績，以t 檢驗法來鑒定不同語言的學習效果是否有顯著差異，結(jié)果見表5。從表5 可以看出，不同的程序語言對于學習效果存在顯著不同，故假設(shè)5 成立。Python 具有語法簡潔、易掌握的特性，因此更適合于財經(jīng)類非計算機專業(yè)學生學習。

表5 不同程序語言的學生學習效果分析

4 結(jié)語

4.1 結(jié)論

不同專業(yè)的學生在程序設(shè)計課程中的學習能力并沒有顯著差異；不同性別的學生在程序設(shè)計能力上并沒有顯著差異；邏輯思考能力與程序設(shè)計能力相關(guān)；邏輯思考能力中的推理能力及控制變量能力與程序設(shè)計能力有顯著正相關(guān)；學習策略與程序設(shè)計能力相關(guān)。學習策略中解決困難能力與程序設(shè)計能力有顯著相關(guān)關(guān)系；不同程序語言對程序設(shè)計課程學習效果存在顯著不同，Python 語言更加適合財經(jīng)類非計算機專業(yè)學生學習。

4.2 建 議

1）對教師授課的改進。

教師可在第一次上課時測試所有學生的邏輯思考能力，從而了解學生邏輯思考的平均能力，除了作為教師上課進度和上課內(nèi)容的參考之外，也可以掌握邏輯思考能力（尤其是比例推理、控制變量能力）較弱的特定學生，從而加強數(shù)學運算、邏輯推理或程序設(shè)計等訓練，使其程序設(shè)計能力不至于落后班級平均程度太多，這對于上課教師在教學進度及教學內(nèi)容、范圍上的掌握上有極大幫助。同時，教師也可以通過和教授數(shù)學課程的相關(guān)教師溝通，由基本的數(shù)學運算與邏輯推理的訓練，加強學生的邏輯思考能力。此外，教師在教授程序設(shè)計課程時，也可以準備多種類型的練習題目作為教學范例；在解說過程中，除語法和設(shè)計原則外也應(yīng)該強調(diào)解題的關(guān)鍵方法和觀念，以此示范并強化學生解決困難的能力。

2）對學生學習的幫助。

除根據(jù)教師所安排的進度學習外，學生在平時應(yīng)該有自我學習與自我成長的觀念。在面臨到學習瓶頸而無法突破時，學生應(yīng)該勇于面對問題，并積極與教師或同學討論，集思廣益以解決問題，并可以培養(yǎng)“自我學習、自我成長、面對問題、解決問題”的能力。尤其對必須學習多樣知識的學生來說，該觀念和能力的培養(yǎng)可以克服程序設(shè)計相關(guān)課程的學習困難，對其他課程的學習成效和將來就業(yè)的競爭力上也有較大幫助。

3）對教學管理部門的建議。

對于財經(jīng)類高校的學生來說，不同特點的程序語言接受程度不一樣。教學管理部門可以根據(jù)學生所在專業(yè)的要求，對不同專業(yè)學生開設(shè)不同程序語言的課程，做到有的放矢。

4.3 展 望

本研究僅以西南財經(jīng)大學部分學生作為研究對象，研究成果可能不具備太大的代表性，后續(xù)研究將擴大研究對象，以更加全面了解性別、邏輯思考能力、學習策略與學生程序設(shè)計能力的相關(guān)性。另外，本研究僅針對學生的程序設(shè)計能力進行研究，并沒有考慮不同程序語言的學習特性，后續(xù)研究可針對不同的程序語言的特性分別進行研究或比較，以使研究更加完整。最后，本研究中不同語言課程成績并未考慮試題本身的難度差異，對研究結(jié)果會有一定影響，后續(xù)研究可采用相同試題的測試成績進行。

致 謝

本文受金融智能與金融工程四川省重點實驗室資助。