計(jì)算機(jī)專業(yè)本科生課程成績(jī)的相關(guān)性分析

劉紅梅，李　京

(1.阜陽(yáng)師范學(xué)院 實(shí)驗(yàn)(網(wǎng)絡(luò))管理中心，安徽 阜陽(yáng) 236041；2.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，安徽 合肥 230026)

?

計(jì)算機(jī)專業(yè)本科生課程成績(jī)的相關(guān)性分析

劉紅梅1,2，李京2

(1.阜陽(yáng)師范學(xué)院 實(shí)驗(yàn)(網(wǎng)絡(luò))管理中心，安徽 阜陽(yáng) 236041；2.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，安徽 合肥 230026)

摘要：對(duì)本校計(jì)算機(jī)專業(yè)本科生期末考試成績(jī)進(jìn)行相關(guān)性分析，針對(duì)學(xué)生各學(xué)期成績(jī)之間、各類型課程成績(jī)之間及專業(yè)基礎(chǔ)課與專業(yè)課成績(jī)之間有很高的相關(guān)性，利用建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論解釋成績(jī)之間相關(guān)現(xiàn)象，得出學(xué)生成績(jī)的相關(guān)性與學(xué)習(xí)過(guò)程的連貫性、知識(shí)的連貫性有關(guān)。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)專業(yè)；學(xué)生成績(jī)；相關(guān)性分析；建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論

大學(xué)是學(xué)生系統(tǒng)掌握專業(yè)知識(shí)和專業(yè)技能的學(xué)習(xí)階段，從學(xué)生的角度來(lái)說(shuō)，成績(jī)是衡量學(xué)生學(xué)習(xí)效果、反映教學(xué)質(zhì)量的重要標(biāo)尺。學(xué)生課程成績(jī)之間有什么樣的關(guān)系、這種關(guān)系與哪些因素有關(guān)，得到了教學(xué)管理部門和教師的普遍關(guān)注。丁澍等[1]人通過(guò)分析學(xué)生第一至第七學(xué)期的學(xué)習(xí)成績(jī)的特點(diǎn)及變化規(guī)律，認(rèn)為大學(xué)階段各學(xué)期成績(jī)之間有很強(qiáng)的相關(guān)性；佟磊等[2]人應(yīng)用典型相關(guān)分析法對(duì)專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課成績(jī)相關(guān)性進(jìn)行分析，驗(yàn)證了基礎(chǔ)課對(duì)于專業(yè)課學(xué)習(xí)的促進(jìn)作用；王修信等[3]人利用相關(guān)系數(shù)法對(duì)成績(jī)之間的相關(guān)性進(jìn)行定量分析，得出專業(yè)課程成績(jī)不僅受到基礎(chǔ)課成績(jī)的影響，還受其他因素的綜合影響，但是沒(méi)有提及其他因素是什么。本文從學(xué)生各學(xué)期成績(jī)之間相關(guān)性、各類型課程成績(jī)之間相關(guān)性及專業(yè)基礎(chǔ)課與專業(yè)課成績(jī)之間相關(guān)性三個(gè)方面進(jìn)行分析，找出影響學(xué)生成績(jī)之間相關(guān)性的因素，并用建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論分析課程成績(jī)相關(guān)性背后的原因。

1分析對(duì)象及數(shù)據(jù)處理

抽取本校計(jì)算機(jī)學(xué)院本科生期末考試成績(jī)作為分析對(duì)象。因?yàn)閹煼渡谄邔W(xué)期安排教育實(shí)習(xí)且學(xué)習(xí)課程較少，考慮到學(xué)習(xí)成績(jī)的連續(xù)性，我們僅采用第一至第六學(xué)期的學(xué)習(xí)成績(jī)，剔除中途因退學(xué)、休學(xué)、轉(zhuǎn)專業(yè)、缺考、補(bǔ)考、作弊等原因造成課程成績(jī)記錄不完全的學(xué)生，收集到2009級(jí)和2010級(jí)6個(gè)班級(jí)共261名本科生第一到第六學(xué)期的考試成績(jī)。按照該專業(yè)本科學(xué)分制人才培養(yǎng)方案，前六個(gè)學(xué)期共開設(shè)46門必修課程，其中，第一、二、三學(xué)期以公共基礎(chǔ)課和專業(yè)基礎(chǔ)課為主，第四、五、六學(xué)期以專業(yè)主干課和專業(yè)拓展課為主，根據(jù)培養(yǎng)方案對(duì)46門課程進(jìn)行分類，將課程分成公共基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課(包括專業(yè)主干課和專業(yè)拓展課)、教師教育課四個(gè)類型。

由于課程的難易程度和教師評(píng)分的標(biāo)準(zhǔn)不同，因此，不宜直接比較不同課程的分?jǐn)?shù)，對(duì)學(xué)生的成績(jī)進(jìn)行歸一化處理。假設(shè)某門課程成績(jī)?yōu)閄，xi為學(xué)生i的成績(jī)，則處理后成績(jī)?yōu)?/p>

2分析方法

相關(guān)分析是研究觀測(cè)值之間是否存在某種依存關(guān)系，并探討具有依存關(guān)系的變量之間相關(guān)方向、相關(guān)程度，是研究隨機(jī)變量之間相關(guān)關(guān)系的一種統(tǒng)計(jì)方法。根據(jù)變量數(shù)的多少，相關(guān)關(guān)系可分為雙變量之間的簡(jiǎn)單相關(guān)和多變量之間的偏相關(guān)。在此，僅對(duì)學(xué)生成績(jī)的各變量做兩兩之間的簡(jiǎn)單相關(guān)統(tǒng)計(jì)分析。由于學(xué)生成績(jī)?yōu)檫B續(xù)性數(shù)據(jù)，因此，使用Pearson相關(guān)系數(shù)

來(lái)表示兩個(gè)成績(jī)變量之間的相關(guān)性，變量之間不分自變量和因變量，相關(guān)系數(shù)的正負(fù)號(hào)反映變量正相關(guān)或負(fù)相關(guān)。變量之間關(guān)系強(qiáng)弱，依據(jù)表1中的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判斷。

表1　變量之間相關(guān)系數(shù)—相關(guān)強(qiáng)度對(duì)應(yīng)關(guān)系

3成績(jī)的相關(guān)性分析

3.1　各學(xué)期成績(jī)的相關(guān)性

對(duì)學(xué)生第一學(xué)期到第六學(xué)期成績(jī)(將每個(gè)學(xué)期開設(shè)課程成績(jī)歸一化處理后的加權(quán)和)進(jìn)行相關(guān)性分析，生成各個(gè)學(xué)期學(xué)生成績(jī)的相關(guān)系數(shù)矩陣。

由表2的統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出，各學(xué)期成績(jī)之間相關(guān)系數(shù)均大于0.5，說(shuō)明各學(xué)期成績(jī)之間存在較強(qiáng)的相關(guān)性。從相關(guān)系數(shù)來(lái)看，相鄰兩個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)成績(jī)相關(guān)性很大，各學(xué)期學(xué)習(xí)成績(jī)之間的相關(guān)性隨著時(shí)間間隔的增加而降低。

表2　各學(xué)期成績(jī)之間的相關(guān)系數(shù)

3.2　各類課程成績(jī)的相關(guān)性

對(duì)公共課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課及教師教育課4類課程的成績(jī)(每一類課程的成績(jī)?yōu)橄鄳?yīng)課程成績(jī)歸一化處理后加權(quán)和)進(jìn)行相關(guān)性分析，生成各類課程學(xué)生成績(jī)的相關(guān)系數(shù)矩陣。

由表3的統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出，各類型課程成績(jī)之間相關(guān)系數(shù)均大于0.5，說(shuō)明各類型課程成績(jī)之間存在很強(qiáng)的相關(guān)性，從相關(guān)系數(shù)來(lái)看，專業(yè)基礎(chǔ)課與專業(yè)課成績(jī)之間的關(guān)聯(lián)性最大，公共課成績(jī)與專業(yè)課成績(jī)之間的關(guān)聯(lián)性次之。因此，作為大一、大二所開設(shè)的公共課和專業(yè)基礎(chǔ)課對(duì)學(xué)生專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)起到重要的作用。

表3　各類型課程成績(jī)之間的相關(guān)系數(shù)

3.3　專業(yè)基礎(chǔ)課及專業(yè)課成績(jī)的相關(guān)性

按照該專業(yè)本科生教學(xué)計(jì)劃，從第一到第六學(xué)期共開設(shè)的24門專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課，通過(guò)對(duì)成績(jī)進(jìn)行相關(guān)性分析，可以得出課程成績(jī)之間的相關(guān)系數(shù)。由于課程較多，為方便觀察課程成績(jī)之間的相關(guān)關(guān)系，使用pajet工具軟件對(duì)課程成績(jī)之間的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行可視化處理。首先對(duì)課程成績(jī)之間的相關(guān)系數(shù)r做離散化處理，根據(jù)課程成績(jī)之間關(guān)系的強(qiáng)弱，將相關(guān)系數(shù)分為四種等級(jí)(表4)，構(gòu)成一個(gè)以課程之間相關(guān)等級(jí)為元素的24×24矩陣，然后利用pajet軟件生成各課程之間的相關(guān)關(guān)系圖(圖1)，課程之間連線的粗細(xì)代表關(guān)聯(lián)程度的強(qiáng)弱。

表4　相關(guān)系數(shù)離散化處理后的對(duì)應(yīng)值

從圖1可以看到，24門課程除DELPHI與其他課程成績(jī)的相關(guān)性較弱以外，其余課程成績(jī)都與許多課程成績(jī)之間有較強(qiáng)的相關(guān)性。從圖1中刪除成績(jī)低度相關(guān)課程之間的連線，由成績(jī)相關(guān)程度較高的課程之間連線生成一個(gè)成績(jī)相關(guān)性的簡(jiǎn)化圖，為方便觀察，把課程節(jié)點(diǎn)按照學(xué)期的順序進(jìn)行組合排列(圖2)。在圖2中課程成績(jī)之間相關(guān)關(guān)系形成以《高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》、《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》、《數(shù)字邏輯》、《離散數(shù)學(xué)》、《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》、《組成原理》、《數(shù)據(jù)庫(kù)原理》、《操作系統(tǒng)》為中心(節(jié)點(diǎn)度數(shù)大于4)的網(wǎng)絡(luò)；第二、三、四學(xué)期課程成績(jī)之間關(guān)聯(lián)性較多且相關(guān)程度較高；專業(yè)課成績(jī)與專業(yè)基礎(chǔ)課成績(jī)有較強(qiáng)的相關(guān)性，如圖2中虛線①、②連接的第二學(xué)期開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》、《數(shù)字邏輯》、第五學(xué)期開設(shè)的專業(yè)課《微機(jī)原理與接口技術(shù)》這三門課程之間成績(jī)的相關(guān)性。但是，也有一些課程內(nèi)容相關(guān)性不大，但課程成績(jī)之間卻有很強(qiáng)的相關(guān)性，如圖2 中虛線③、④連接的第一學(xué)期開設(shè)的《高等數(shù)學(xué)(一)》、第四學(xué)期開設(shè)的《CAI與課件制作》、第五學(xué)期開設(shè)的《微機(jī)原理與接口技術(shù)》。

圖1各課程成績(jī)之間的相關(guān)關(guān)系圖

從以上分析可以看到，每學(xué)期學(xué)習(xí)成績(jī)之間、各個(gè)類型課程成績(jī)之間、專業(yè)基礎(chǔ)課成績(jī)與專業(yè)課成績(jī)之間有較強(qiáng)的相關(guān)性，從課程的開設(shè)時(shí)間和開設(shè)順序來(lái)看表現(xiàn)為在整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中學(xué)習(xí)成績(jī)是連續(xù)的、高度相關(guān)的，那么這種連續(xù)性與課程內(nèi)容連貫性有多大關(guān)系，我們將通過(guò)專業(yè)基礎(chǔ)課成績(jī)和專業(yè)課成績(jī)之間關(guān)系做進(jìn)一步的分析。

首先將專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的成績(jī)分別進(jìn)行歸一化加權(quán)求和，對(duì)得出兩種類型課程成績(jī)離散化，將成績(jī)分為5類，“A”(成績(jī)≥0.8)、“B”(0.8>成績(jī)≥0.6)、“C”(0.6>成績(jī)≥0.4)、“D”(0.4>成績(jī)≥0.2)、“E”(成績(jī)<0.2)，統(tǒng)計(jì)出專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課成績(jī)每個(gè)等級(jí)的人數(shù)及等級(jí)的轉(zhuǎn)換情況(表5)。

表5　專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課成績(jī)等級(jí)及人數(shù)轉(zhuǎn)移矩陣

由表中可以看到，專業(yè)基礎(chǔ)課成績(jī)等級(jí)為A和B的學(xué)生，專業(yè)課成績(jī)也很好(23.3%的學(xué)生成績(jī)?yōu)锳，72%的學(xué)生成績(jī)?yōu)锽)；專業(yè)基礎(chǔ)課成績(jī)等級(jí)為C和D的學(xué)生，專業(yè)課成績(jī)也受到很大的影響(94%的學(xué)生成績(jī)?cè)贐級(jí)以下)。

4解釋與討論

對(duì)學(xué)生而言，大學(xué)的學(xué)習(xí)與之前的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和經(jīng)歷有很大的不同，大學(xué)學(xué)習(xí)更側(cè)重于學(xué)生的自學(xué)，學(xué)習(xí)是如何發(fā)生的，在什么情況下會(huì)促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，學(xué)習(xí)是信息被學(xué)習(xí)者以當(dāng)前的認(rèn)知結(jié)構(gòu)同化或順應(yīng)的過(guò)程，新知識(shí)的學(xué)習(xí)取決于學(xué)習(xí)者當(dāng)前的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，最有意義的學(xué)習(xí)發(fā)生在解決現(xiàn)實(shí)世界任務(wù)的過(guò)程中[5]。在學(xué)校學(xué)習(xí)中，成績(jī)是衡量學(xué)習(xí)效果和知識(shí)掌握的水平標(biāo)準(zhǔn)之一，本文中，我們認(rèn)為成績(jī)的高低能夠代表學(xué)生知識(shí)掌握的水平。

4.1　學(xué)生成績(jī)的相關(guān)性與學(xué)習(xí)過(guò)程的連貫性

表2和表3顯示各學(xué)期及各類型課程成績(jī)之間的較高相關(guān)性，從時(shí)間的維度我們可以看到，前一階段學(xué)生習(xí)得的知識(shí)將對(duì)下一階段的學(xué)習(xí)產(chǎn)生影響。而這個(gè)習(xí)得的知識(shí)是一個(gè)廣泛的知識(shí)，包括學(xué)生學(xué)得的書本知識(shí)和概念、學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)積極性等。從表2可以看到，第一學(xué)期與其他各學(xué)期的學(xué)習(xí)成績(jī)的相關(guān)系數(shù)雖然在遞減但都有較強(qiáng)的相關(guān)性(相關(guān)系數(shù)均大于0.6)，因此，大學(xué)的第一年所獲得的學(xué)習(xí)能力在大學(xué)學(xué)習(xí)生涯將發(fā)揮重要的作用。

4.2　學(xué)生成績(jī)的相關(guān)性與知識(shí)的連貫性

從圖2看到24門課程中有80%的課程成績(jī)之間有較強(qiáng)的相關(guān)性，從計(jì)算機(jī)專業(yè)的課程體系來(lái)說(shuō)，這些專業(yè)基礎(chǔ)課之間、專業(yè)課之間及專業(yè)基礎(chǔ)課與專業(yè)課之間的內(nèi)容是有一定的相關(guān)性的。從表5中專業(yè)基礎(chǔ)課與專業(yè)課成績(jī)之間的轉(zhuǎn)移情況來(lái)看，有57%的學(xué)生專業(yè)課成績(jī)等級(jí)都保持專業(yè)基礎(chǔ)課成績(jī)的等級(jí)，35%的學(xué)生專業(yè)課成績(jī)等級(jí)略高于基礎(chǔ)課成績(jī)的等級(jí)(成績(jī)等級(jí)進(jìn)步的學(xué)生中有96%的學(xué)生成績(jī)只進(jìn)步了一個(gè)等級(jí))，由此可以看出，學(xué)習(xí)者當(dāng)前所掌握的知識(shí)和認(rèn)知結(jié)構(gòu)對(duì)新知識(shí)的獲得有很大的影響。

參考文獻(xiàn):

[1] 丁澍, 繆柏其.當(dāng)今本科生學(xué)業(yè)狀況的統(tǒng)計(jì)分析[J].中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào),2010,40(6):557-564.

[2] 佟磊, 姚儉. 大學(xué)本科基礎(chǔ)課和專業(yè)課關(guān)系的典型相關(guān)分析法研究[J].上海理工大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版),2003,25(2):70-73.

[3] 王修信,盧小春,羅漣玲,等. 物理教育專業(yè)力熱課程成績(jī)對(duì)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程成績(jī)的影響分析[J].廣西物理,2011,32(2):25-27.

[4] 謝龍漢,尚濤.SPSS統(tǒng)計(jì)分析與數(shù)據(jù)挖掘[M].北京:電子工業(yè)出版社,2012.

[5] B.R.赫根漢,學(xué)習(xí)理論導(dǎo)論[M]. 郭本禹,譯.上海:上海教育出版社,2011:241-253.

[6] 劉宏超,岳紅云. 基于因子分析法的學(xué)生成績(jī)影響因素的數(shù)學(xué)模型研究[J].高等函授學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2011,24(5):57-60.

[7] 魏順平.社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析及其應(yīng)用案例[J].現(xiàn)代教育技術(shù),2010,20(3):29-34.

[8] 王陸.典型的社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析軟件工具及分析方法[J].中國(guó)電化教育,2009(267):95-100.

Correlation Analysis of Computer Majored Students′ Grades in University

LIU Hong-mei1,2, LI Jing2

(1. Experiment (Network) Management Center, Fuyang Normal College, Fuyang 236041, China;

2. School of Computer Science and Technology, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China)

Abstract:Analyzing the correlation of computer majored students' final exam scores in our school, and considering the high correlations between the scores, including the scores of each semester courses, various types of courses, fundamental courses and specialized courses of the computer curriculum, we use the constructivist learning theory to interpret the scores correlations, and get the coherence of the learning process and knowledge cause the correlations.

Key words:computer major, university students' grades, correlation analysis, constructivist learning theory

中圖分類號(hào)：TP399

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1007-4260(2015)01-0120-04

DOI：10.13757/j.cnki.cn34-1150/n.2015.01.034

作者簡(jiǎn)介：劉紅梅，女，安徽界首人，碩士，阜陽(yáng)師范學(xué)院實(shí)驗(yàn)(網(wǎng)絡(luò))管理中心實(shí)驗(yàn)師，主要從事計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究。

基金項(xiàng)目：安徽高校人文社會(huì)科學(xué)重點(diǎn)研究基地項(xiàng)目(SK2014A065)，阜陽(yáng)師范學(xué)院校級(jí)質(zhì)量工程項(xiàng)目(2012JYXM75，2013JYXM44)和阜陽(yáng)師范學(xué)院省級(jí)科研機(jī)構(gòu)校級(jí)委托專項(xiàng)課題(2013WBZX02ZD)。

收稿日期：2014-06-09