劉 放，趙希武，徐行健，孟繁軍

（內(nèi)蒙古師范大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010022）

0 引言

教育部印發(fā)的《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》提出，持續(xù)推進(jìn)信息技術(shù)和智能技術(shù)深度融入教育教學(xué)全過(guò)程，推動(dòng)改進(jìn)教學(xué)、優(yōu)化管理、提升績(jī)效［1］。信息技術(shù)如何融入學(xué)習(xí)分析并從多維度進(jìn)行綜合動(dòng)態(tài)評(píng)估與分析［2］，仍是當(dāng)前教育領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究問(wèn)題。傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)分析存在一定局限，研究者一般從整體、靜態(tài)的角度收集和分析學(xué)習(xí)者及學(xué)習(xí)情境的數(shù)據(jù)［3］。為了更好地探究學(xué)習(xí)分析，本文引入一種定量分析新方法，即認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)分析法（Epistemic Network Analysis，簡(jiǎn)稱ENA），它可以動(dòng)態(tài)地呈現(xiàn)學(xué)習(xí)者認(rèn)知元素之間的連接關(guān)系，進(jìn)一步反映學(xué)習(xí)者的認(rèn)知特征［4］。對(duì)于計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)課程而言，日常教學(xué)、隨堂測(cè)驗(yàn)借助程序設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)輔助教學(xué)平臺(tái)（PTA）完成，具備運(yùn)用學(xué)習(xí)分析開展評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)條件，可以從監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)、診斷和預(yù)測(cè)等方面支持教學(xué)并輔助教育決策［5］。本文采用認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)分析法對(duì)不同組別和性別的學(xué)習(xí)者階段性測(cè)評(píng)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化分析，為一線教師開展信息化教學(xué)和評(píng)價(jià)提供借鑒。

1 研究現(xiàn)狀

1.1 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)下的學(xué)習(xí)分析

學(xué)習(xí)分析的開展依賴于系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化的海量數(shù)據(jù)［6］。牟智佳等［7］以布魯姆教學(xué)目標(biāo)分類學(xué)和Q矩陣?yán)碚摓橐罁?jù)，構(gòu)建基于測(cè)評(píng)數(shù)據(jù)的個(gè)性化評(píng)價(jià)模型，通過(guò)對(duì)學(xué)習(xí)者的測(cè)評(píng)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)，為教師的因材施教提供個(gè)性化分析及參考。王改花等［8］采用決策樹方法對(duì)學(xué)習(xí)者的行為和成績(jī)進(jìn)行預(yù)測(cè)，發(fā)現(xiàn)不同性別和學(xué)科背景的學(xué)習(xí)者存在差異，便于教師深入了解每類學(xué)習(xí)者的特征，實(shí)施精準(zhǔn)化的干預(yù)和幫扶。在Petersen的數(shù)據(jù)信息教學(xué)中，績(jī)效數(shù)據(jù)主要用來(lái)診斷學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)差距，便于在每學(xué)年開始時(shí)制定有針對(duì)性的教學(xué)計(jì)劃，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)［9］。顧小清等［10］指出，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和可視化分析可以實(shí)現(xiàn)對(duì)課程和教學(xué)的監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)，以便為學(xué)生提供更有針對(duì)性的教學(xué)干預(yù)并設(shè)計(jì)滿足學(xué)生需求的學(xué)習(xí)內(nèi)容。數(shù)據(jù)本身不會(huì)產(chǎn)生教學(xué)價(jià)值，要基于教育理論對(duì)數(shù)據(jù)加以詮釋，給數(shù)據(jù)賦能，才能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)下的學(xué)習(xí)分析。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)下的教育變革，改進(jìn)了傳統(tǒng)的終結(jié)性評(píng)價(jià)，建立了多樣化、多角度、多方式的評(píng)價(jià)指標(biāo)［11］。

1.2 認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)分析在教育中的應(yīng)用

在教育領(lǐng)域，認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)分析被廣泛應(yīng)用于測(cè)量評(píng)價(jià)與學(xué)習(xí)分析。朱旭［12］從復(fù)雜教學(xué)環(huán)境角度入手，遵循“以證據(jù)為中心”的思想理念，融合認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)可視化分析技術(shù)，構(gòu)建基于學(xué)習(xí)者認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)分析的評(píng)價(jià)模型，從多角度評(píng)價(jià)不同經(jīng)歷和水平學(xué)習(xí)者的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，從而改進(jìn)了傳統(tǒng)的教育評(píng)價(jià)。借助網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)中產(chǎn)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，解釋學(xué)習(xí)者的知識(shí)建構(gòu)過(guò)程也是在教育領(lǐng)域的另一個(gè)應(yīng)用。冷靜等［13］收集Coursera平臺(tái)中的MOOC討論數(shù)據(jù)和成績(jī)數(shù)據(jù)等，結(jié)合自然語(yǔ)言處理方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼再進(jìn)行認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)分析，研究發(fā)現(xiàn)高分組和低分組在認(rèn)知和個(gè)人領(lǐng)域具有顯著性差異。認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)分析不僅可以作為一種學(xué)生評(píng)價(jià)工具，同時(shí)在評(píng)價(jià)教師專業(yè)能力方面也十分奏效。在數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中，Orrill等［14］認(rèn)為ENA可以用來(lái)理解教師在任務(wù)中使用的關(guān)于數(shù)學(xué)的細(xì)粒度概念之間的聯(lián)系，可以作為提煉專家型教師和新手型教師差異研究的第一步。吳忭等［15］運(yùn)用認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)分析法基于非良構(gòu)的中醫(yī)領(lǐng)域問(wèn)題，分析不同引導(dǎo)風(fēng)格的教師對(duì)學(xué)生學(xué)科思維能力的影響存在顯著差異。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前教育評(píng)價(jià)的重點(diǎn)逐漸從知識(shí)內(nèi)容的掌握轉(zhuǎn)向關(guān)注認(rèn)知領(lǐng)域的評(píng)價(jià)。

2 研究方案設(shè)計(jì)

2.1 研究工具

認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)分析是一種識(shí)別和量化編碼數(shù)據(jù)中各元素之間的連接，并將其表示在動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)模型中的新方法。這些模型說(shuō)明了連接的結(jié)構(gòu)，測(cè)量了網(wǎng)絡(luò)中各元素之間的關(guān)聯(lián)強(qiáng)度，它們隨著時(shí)間的推移量化了連接的組成和強(qiáng)度的變化。認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)分析可以直接進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)比較，也可以通過(guò)匯總統(tǒng)計(jì)進(jìn)行比較。因此，在假設(shè)數(shù)據(jù)中的關(guān)聯(lián)模式有意義的情況下，該方法可以用來(lái)探索廣泛的定性和定量研究問(wèn)題［16］。威斯康星大學(xué)麥迪遜校區(qū)教育學(xué)院Shaffer等學(xué)者開發(fā)了ENA Webkit，并使用該平臺(tái)創(chuàng)建和探索網(wǎng)絡(luò)模型。ENA Webkit執(zhí)行兩個(gè)主要功能：其一，它處理編碼數(shù)據(jù)，讀取數(shù)據(jù)表，將行分成節(jié)，按節(jié)積累代碼，創(chuàng)建一組鄰接矩陣，累積不同節(jié)的鄰接矩陣，表示每個(gè)分析單元的編碼對(duì)象之間的連接結(jié)構(gòu)，并產(chǎn)生一個(gè)降維用以表示數(shù)據(jù)集，形成由X和Y組成的二維坐標(biāo)系［17］，建模過(guò)程如圖1所示；其二，ENA使用這種分析結(jié)果以創(chuàng)建可視化，促進(jìn)對(duì)數(shù)據(jù)的探索和解釋。

Fig.1 Coding and modeling steps of ENA圖1 認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)分析法的編碼與建模步驟

2.2 研究問(wèn)題

本研究首先在程序設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)輔助教學(xué)平臺(tái)中選擇C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)綜合訓(xùn)練的一次隨堂測(cè)驗(yàn)數(shù)據(jù)，然后統(tǒng)計(jì)測(cè)驗(yàn)試題的難度、知識(shí)元素和認(rèn)知維度，確認(rèn)試題編碼，再將答題情況進(jìn)行二進(jìn)制編碼，之后后進(jìn)行認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)分析和統(tǒng)計(jì)分析，探究學(xué)生的認(rèn)知差異，為后續(xù)教學(xué)設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)和參考。具體研究流程如圖2所示。

Fig.2 Research process圖2 研究流程

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)體系的重要組成部分，C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)綜合訓(xùn)練課程是針對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)而設(shè)計(jì)的一個(gè)綜合應(yīng)用項(xiàng)目，是相關(guān)專業(yè)課知識(shí)的串聯(lián)，要求學(xué)生運(yùn)用其所學(xué)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)和開發(fā)，從而將知識(shí)融會(huì)貫通、整理、提升及擴(kuò)展。由于實(shí)驗(yàn)課程的特殊性，在程序設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)輔助教學(xué)平臺(tái)考核過(guò)程中存在難以精準(zhǔn)評(píng)價(jià)和考察學(xué)生專業(yè)認(rèn)知結(jié)構(gòu)問(wèn)題。為了解計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生在隨堂測(cè)驗(yàn)過(guò)程中所形成的專業(yè)認(rèn)知結(jié)構(gòu)特征，本文采用認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)分析法，研究問(wèn)題將聚焦于以下兩個(gè)方面：

問(wèn)題一：不同績(jī)效水平的學(xué)生在專業(yè)認(rèn)知結(jié)構(gòu)中有什么差異？

問(wèn)題二：不同性別的學(xué)生在專業(yè)認(rèn)知結(jié)構(gòu)中有什么差異？

2.3 研究數(shù)據(jù)收集與編碼

本文以某師范大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院的43名學(xué)生為研究對(duì)象，首先對(duì)試題數(shù)據(jù)依據(jù)如圖3所示進(jìn)行編碼標(biāo)記，內(nèi)容包括試題難度、涉及的知識(shí)要素和認(rèn)知維度分類，分別旋轉(zhuǎn)三層表盤排列組合，即可查詢編碼含義，例如R1.FZ表示該題考察了記憶理解層面中賦值調(diào)用問(wèn)題難度為1。接著，使用二進(jìn)制“0”和“1”對(duì)試題作答情況進(jìn)行編碼如表1所示，若試題回答正確則記“1”，回答錯(cuò)誤則記“0”，依據(jù)測(cè)驗(yàn)成績(jī)，將學(xué)生分為高績(jī)效組和低績(jī)效組，大于等于60分為高績(jī)效組，小于60分為低績(jī)效組最后，將每名學(xué)生的測(cè)驗(yàn)數(shù)據(jù)作為一個(gè)節(jié)，節(jié)的大小設(shè)置為4，將編碼后的數(shù)據(jù)在ENA Webkit工具（http：//www.epistemicnetwork.org/）中進(jìn)行認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)分析。

Table 1 Coding table表1 編碼表

Fig.3 Test question coding disk圖3 試題編碼盤

3 分析與討論

3.1 不同績(jī)效水平的學(xué)生在認(rèn)知特點(diǎn)上具有明顯差異

針對(duì)問(wèn)題1，研究依據(jù)測(cè)驗(yàn)成績(jī)將學(xué)生分為高績(jī)效組和低績(jī)效組，其中高績(jī)效組12人，低績(jī)效組31人，按照編碼框架將不同績(jī)效水平學(xué)生的編碼結(jié)果導(dǎo)入至ENA在線分析工具后，生成兩組群體的認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)質(zhì)心圖，如圖4所示。其中，小圓形為每名學(xué)生的認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)圖的質(zhì)心，實(shí)心正方形表示組別內(nèi)所有學(xué)生的認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)圖的平均質(zhì)心，質(zhì)心相對(duì)于網(wǎng)絡(luò)中不同節(jié)點(diǎn)的位置遠(yuǎn)近反映認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)圖側(cè)重構(gòu)建了哪些編碼間的關(guān)聯(lián)，檢驗(yàn)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)圖的質(zhì)心位置差異可以作為判斷認(rèn)知框架差異的統(tǒng)計(jì)學(xué)依據(jù)［18］，質(zhì)心外側(cè)的虛框表示95%的置信區(qū)間?？梢钥闯觯瑑山M在Y維度上并沒(méi)有明顯差距，在X維度A組和B組質(zhì)心位置相距較遠(yuǎn)，這表明不同類型的學(xué)生在測(cè)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生了不同的認(rèn)知水平和結(jié)構(gòu)。

Fig.4 High performance group and low performance group epistemic network centroid map圖4 高績(jī)效組和低績(jī)效組認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)質(zhì)心圖

為了從統(tǒng)計(jì)意義上分析兩個(gè)組別的認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)差異，本研究使用雙樣本T檢驗(yàn)，分析兩個(gè)組別在X維度和Y維度的差異，結(jié)果如表2所示。

Table 2 T-test results of epistemic network differences among different groups of students表2 不同組別學(xué)生認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)差異T檢驗(yàn)結(jié)果

結(jié)果顯示，高績(jī)效組和低績(jī)效組在X維度存在顯著差異（p＜=0.01）。圖5、圖6分別為高績(jī)效組、低績(jī)效組的認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)圖，圖中結(jié)點(diǎn)代表試題涉及的知識(shí)要素，它與知識(shí)要素出現(xiàn)頻次相關(guān)，結(jié)點(diǎn)間連線的粗細(xì)與相應(yīng)知識(shí)要素共現(xiàn)頻次相關(guān)。生成的認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)圖形與原始數(shù)據(jù)有較高的擬合優(yōu)度，其中X維度的相關(guān)性系數(shù)為0.98（Pearson）和0.97（Spearman），Y維度的相關(guān)性系數(shù)為0.96（Pearson）和0.96（Spearman）。

Fig.5 Epistemic network of high-performance group圖5 高績(jī)效組認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)

Fig.6 Epistemic network of low-performance group圖6 低績(jī)效組認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)

從兩組的認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)圖可以發(fā)現(xiàn)，圖5高績(jī)效組的質(zhì)心向X軸左側(cè)偏移，共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)完整、均勻、復(fù)雜。在難度較高的枚舉類型、結(jié)構(gòu)體變量、結(jié)構(gòu)體指針和綜合實(shí)踐建立了較強(qiáng)的連接，說(shuō)明高績(jī)效組不僅內(nèi)化了概念和定義類知識(shí)，同時(shí)具備運(yùn)用程序性知識(shí)解決綜合實(shí)踐問(wèn)題的能力。圖6低績(jī)效組的質(zhì)心向X軸右側(cè)偏移，共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)局限性特征，在難度較低的結(jié)構(gòu)體概念、結(jié)構(gòu)體賦值和結(jié)構(gòu)體調(diào)用建立連接，而對(duì)綜合實(shí)踐類編程題很少共現(xiàn)。為了更清晰地看到兩個(gè)群體在專業(yè)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上的差異，本研究對(duì)兩組認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)圖進(jìn)行做差操作，這種方法可以比較編碼間關(guān)聯(lián)在對(duì)應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中的差異，結(jié)果如圖7所示。兩組網(wǎng)絡(luò)相互抵消后，剩余的連接大部分是高績(jī)效組，在綜合實(shí)踐、枚舉類型和結(jié)構(gòu)體類型結(jié)點(diǎn)高績(jī)效組共現(xiàn)連接較為突出，而低績(jī)效組則側(cè)重于難度較低的概念性結(jié)點(diǎn)連接。

Fig.7 Epistemic network of differences between high-performance and low-performance students圖7 高績(jī)效與低績(jī)效組學(xué)生的差異認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)

3.2 不同性別的學(xué)生在認(rèn)知特點(diǎn)上各有所長(zhǎng)

針對(duì)問(wèn)題2，依據(jù)性別將學(xué)生分為男性組和女性組，其中男性組21人，女性組22人，按照編碼框架將不同性別學(xué)生的編碼結(jié)果導(dǎo)入至ENA在線分析工具，生成如圖8所示的兩組群體的認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)質(zhì)心圖。為了從統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上分析不同性別學(xué)生的專業(yè)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征差異，通過(guò)雙樣本t檢驗(yàn)分析X維度與Y維度的組間差異，結(jié)果如表3所示。

Table3 T-test results of epistemic network differences between students of different genders表3 不同性別學(xué)生認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)差異T檢驗(yàn)結(jié)果

Fig.8 Epistemic network centroid map of male and female groups圖8 男性組和女性組認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)質(zhì)心圖

結(jié)果顯示，男性組和女性組在X維度存在顯著差異（p＜=0.01）。圖9、圖10分別是男性組、女性組的認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)圖，生成的認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)圖形與原始數(shù)據(jù)有較高的擬合優(yōu)度，其中 X維度的相關(guān)性系數(shù)為0.96（Pearson）和0.95（Spearman），Y維度的相關(guān)性系數(shù)為0.98（Pearson）和0.98（Spearman）。

Fig.9 Male group epistemic network圖9 男性組認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)

Fig.10 Female group epistemic network圖10 女性組認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)

從兩組認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)圖可以看出，男性組認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)圖的共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)各結(jié)點(diǎn)共線性均衡，較為復(fù)雜，在難度系數(shù)較高的枚舉類型和結(jié)構(gòu)體變量上有更多聯(lián)系，這說(shuō)明運(yùn)用理解難度較高的題有利于綜合實(shí)踐題的解決。女性組認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)較為局限和集中，對(duì)綜合實(shí)踐、數(shù)組和枚舉類型連接較弱，女性組僅停留在解決難度較低的基礎(chǔ)題目，比如記憶理解，未能運(yùn)用前置知識(shí)解決更高階的實(shí)踐問(wèn)題。將兩組認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)圖進(jìn)行做差操作，結(jié)果如圖11所示，兩組都存在剩余連接，說(shuō)明男性組和女性組分別存在各自擅長(zhǎng)的認(rèn)知領(lǐng)域。

Fig.10 Difference epistemic network between male and female students圖11 男性組與女性組學(xué)生的差異認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

本研究通過(guò)對(duì)程序設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)輔助教學(xué)平臺(tái)中學(xué)生測(cè)評(píng)數(shù)據(jù)的內(nèi)容進(jìn)行編碼與認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)建模，得到了高績(jī)效組學(xué)生和低績(jī)效組學(xué)生的認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)圖，以及男性組學(xué)生和女性組學(xué)生的認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)圖。通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)圖結(jié)構(gòu)的量化分析和比較，得出如下結(jié)論：

4.1.1 不同績(jī)效組的學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握存在差異

從認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)圖可以發(fā)現(xiàn)，高績(jī)效組在多數(shù)節(jié)點(diǎn)建立了較強(qiáng)的連接，即他們將課堂所講授的知識(shí)進(jìn)行了有意義學(xué)習(xí)。布魯姆教育目標(biāo)分類學(xué)中將知識(shí)維度分為：事實(shí)性知識(shí)、概念性知識(shí)、程序性知識(shí)和元認(rèn)知知識(shí)。在傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)課程中，教師往往采用循序漸進(jìn)的教學(xué)原則，從基礎(chǔ)事實(shí)性知識(shí)和概念性知識(shí)出發(fā)由淺入深地上升到程序性知識(shí)，使學(xué)生系統(tǒng)地掌握基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，形成嚴(yán)密的邏輯思維能力。而從低績(jī)效組的認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)圖可以明顯看出，在低難度的基礎(chǔ)知識(shí)上體現(xiàn)出較為集中的共線性，但綜合實(shí)踐能力偏弱，低績(jī)效組較重視對(duì)知識(shí)的記憶和理解，但無(wú)法運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，說(shuō)明低績(jī)效組學(xué)生的頭腦里并沒(méi)有完整地構(gòu)建和組織知識(shí)，無(wú)法使用下位經(jīng)驗(yàn)影響較高層次的上位經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行垂直遷移。這說(shuō)明，教師在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)往往會(huì)出現(xiàn)重理論、輕實(shí)踐的現(xiàn)象。

4.1.2 不同性別組對(duì)知識(shí)的掌握有各自特征

從男女認(rèn)知差異網(wǎng)絡(luò)圖可以發(fā)現(xiàn)，不同性別組對(duì)知識(shí)元素的掌握有各自的特征。女性組在識(shí)記和理解的認(rèn)知維度上占有較大優(yōu)勢(shì)，男性組在應(yīng)用和分析的認(rèn)知維度上占較大優(yōu)勢(shì)。加德納在20世紀(jì)80年代提出多元智能理論，他認(rèn)為多元智力框架中相對(duì)獨(dú)立地存在8種智能，分別是：語(yǔ)言智能、音樂(lè)智能、空間智能、邏輯數(shù)學(xué)智能、身體動(dòng)覺(jué)智能、自然智能、自我認(rèn)知智能、人際智能。加德納認(rèn)為，男性和女性的智力總體水平是平衡的，但是在8種智能的發(fā)展上各有所長(zhǎng)。計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)課程需要較強(qiáng)的邏輯思維和數(shù)理知識(shí)，這是也是女性較薄弱的地方。而非智力因素中，女性在視覺(jué)空間方面的智力較強(qiáng)，主要指辨別和記憶能力，因而女性較為擅長(zhǎng)定義和概念類試題。這意味著人類能力是有多樣性的，隨著專業(yè)學(xué)習(xí)的深入，教育者應(yīng)尊重性別差異，設(shè)計(jì)和開發(fā)情景化下適用于多種智能組合的課程。

4.2 建議

4.2.1 創(chuàng)設(shè)目標(biāo)為導(dǎo)向的教學(xué)，注重因材施教

教師應(yīng)轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)觀念，結(jié)合實(shí)驗(yàn)課程特點(diǎn)，構(gòu)建問(wèn)題驅(qū)動(dòng)的教學(xué)情景，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性。立足于發(fā)展的教育目標(biāo)導(dǎo)向，改進(jìn)教學(xué)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用多學(xué)科知識(shí)的能力，促進(jìn)學(xué)生原有水平的提高，幫助不同績(jī)效水平的學(xué)生全面認(rèn)識(shí)自己，對(duì)低績(jī)效水平的學(xué)生進(jìn)行適當(dāng)?shù)膸头龊透深A(yù)。以發(fā)展的眼光看待每一名學(xué)生，既為學(xué)生學(xué)習(xí)搭建手腳架，又要成為學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者、激勵(lì)者和共同學(xué)習(xí)者。同時(shí)，提高教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)水平和信息化教學(xué)能力，培養(yǎng)教師合理解釋和有意義使用數(shù)據(jù)的能力，以教育信息化支撐引領(lǐng)教育現(xiàn)代化。

4.2.2 營(yíng)造良好的師生交流氛圍，尊重性別差異

隨著學(xué)年增長(zhǎng)和專業(yè)知識(shí)的深入，男性和女性在知識(shí)掌握上各有所長(zhǎng)，對(duì)實(shí)驗(yàn)的態(tài)度、自信心和興趣也有所差異。因此，教師應(yīng)注意并尊重性別差異，營(yíng)造良好的師生交流氛圍，避免在工程學(xué)科上對(duì)女性產(chǎn)生刻板印象。在小組合作學(xué)習(xí)背景下運(yùn)用同伴教學(xué)法，注重以學(xué)生為中心的教學(xué)，最大程度地發(fā)揮男性和女性優(yōu)勢(shì)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，促進(jìn)師生互動(dòng)，提升課堂教學(xué)效果。

4.2.3 評(píng)價(jià)主體、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)內(nèi)容多元化

在情景教學(xué)模式中，教師應(yīng)展示多種評(píng)估手段，重視非正式評(píng)價(jià)，將真實(shí)自然環(huán)境下的評(píng)估與封閉考試環(huán)境下的評(píng)估相結(jié)合，將量化評(píng)價(jià)與質(zhì)性評(píng)價(jià)相結(jié)合，以學(xué)生為中心，圍繞學(xué)生的認(rèn)知、情感和技能開展評(píng)價(jià)。在評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)上，教師和學(xué)生共同制定評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，避免教師按照主觀經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，例如在小組答辯、實(shí)驗(yàn)匯報(bào)和論文成果中側(cè)面觀察和評(píng)判學(xué)生的協(xié)作學(xué)習(xí)能力、自我展示能力和語(yǔ)言表達(dá)能力，有利于教師及時(shí)掌握學(xué)生學(xué)習(xí)效果，從而對(duì)學(xué)生進(jìn)行精準(zhǔn)幫扶。引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主評(píng)價(jià)和自我反思，提高自我監(jiān)控的元認(rèn)知能力。

5 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前，認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)分析法在教育評(píng)價(jià)領(lǐng)域的應(yīng)用越發(fā)廣泛，本研究通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)試題數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，運(yùn)用定量分析的教育研究方法，對(duì)學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)進(jìn)行解讀和對(duì)比，并根據(jù)此提出對(duì)教師教學(xué)的策略建議。未來(lái)基于認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)分析法全方位評(píng)價(jià)學(xué)生測(cè)評(píng)結(jié)果問(wèn)題時(shí)，可以從以下方面加以改進(jìn)：首先，編碼量表避免使用單一測(cè)評(píng)數(shù)據(jù)，可以結(jié)合小組匯報(bào)和課堂觀察的非良構(gòu)問(wèn)題進(jìn)行統(tǒng)計(jì)編碼；其次，細(xì)化編碼種類，尋求教育理論支持下的分類依據(jù)，重視理論在數(shù)據(jù)分析中所扮演的角色；最后，在可視化分析層面，注意合理使用數(shù)據(jù)，防止利用數(shù)據(jù)制約和束縛學(xué)生。在信息技術(shù)與教育深度融合的新時(shí)代，重視過(guò)程性的動(dòng)態(tài)教育評(píng)價(jià)不僅能監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)學(xué)生學(xué)習(xí)情況，而且為教師開展差異性和個(gè)性化教學(xué)提供了指導(dǎo)。