計算機仿真思想在教學(xué)中的應(yīng)用

賈書偉

（河南農(nóng)業(yè)大學(xué)信息與管理科學(xué)學(xué)院，鄭州450046）

0 引言

全國大學(xué)英語四六級考試的認(rèn)可度高，是用人單位評價應(yīng)聘者英語聽說讀寫水平的一項重要依據(jù)，因此，也備受大學(xué)生的關(guān)注。而對于理工科背景的大部分學(xué)生，通關(guān)率卻很低，進而影響了畢業(yè)前夕的求職，其自信心也受到了一定程度的打擊。通過對學(xué)生的多次訪談，發(fā)現(xiàn)聽力題型得分率低是其通關(guān)失敗的主要因素之一。

早在2006 年，教育部對大學(xué)英語四六級考試進行了改革，將聽力部分從20%提升至35%，加大了聽力部分的比重，旨在提高學(xué)生的實際動口能力、提升學(xué)生對英語學(xué)習(xí)的實際運用水平。自2016 年起，大學(xué)英語四六級對聽力部分的測試內(nèi)容再次進行了調(diào)整和優(yōu)化。新增加了新聞聽力和講座聽力部分，取消了之前的復(fù)合式聽寫和短對話，在測試內(nèi)容上更接近國外的考試標(biāo)準(zhǔn)，如托福、雅思等，進而引導(dǎo)大學(xué)生多關(guān)注英語學(xué)習(xí)的實際交際能力。

在此背景下，大學(xué)教師在教學(xué)策略方面也實施了一系列的改進。例如部分學(xué)者針對獨立學(xué)院大學(xué)生英語四六級過級率低的問題，及時改進教學(xué)模式，采用“視聽”雙通道輸入模式，試圖提高學(xué)生的精聽、泛聽能力[1]。另有部分研究者針對新大學(xué)英語四六級改革內(nèi)容，提出了一些教學(xué)改進策略（如翻轉(zhuǎn)課堂模式），以此來改善學(xué)生的聽力水平[2]。鄭淑芳則在教學(xué)過程中認(rèn)真分析了新聞聽力題型的特點，并制定了一些應(yīng)對策略[3]。

然而，多數(shù)研究者忽略了學(xué)生在課下備考中的實際學(xué)習(xí)狀況。例如理工科學(xué)生在備考過程中平均花在聽力部分的時間卻很少，即使有一部分學(xué)生在剛開始備考時也十分關(guān)注聽力部分的訓(xùn)練，甚至有些學(xué)生將“得聽力者得天下……”之類的豪言壯語作為座右銘，但卻未能持久地堅持，最終會將大部分時間花在非聽力題型的準(zhǔn)備中，忽略、甚至后期會放棄聽力部分的學(xué)習(xí)，該現(xiàn)象讓人十分不解？對此，本文利用計算機仿真思想構(gòu)建系統(tǒng)動力學(xué)模型，通過中長期的動態(tài)仿真來探索這種“富者愈富”現(xiàn)象產(chǎn)生的根源，并剖析了該效應(yīng)所引發(fā)的“知覺適應(yīng)”效應(yīng)。最后，制定相關(guān)政策建議。

1 系統(tǒng)動力學(xué)建模

該部分首先利用因果回路分析，找出產(chǎn)生非聽力題型偏向的原因，其次，構(gòu)建系統(tǒng)動力學(xué)模型，最后對該模型中關(guān)鍵變量的結(jié)構(gòu)行為模式進行測試和檢驗。

1.1 系統(tǒng)動力學(xué)理論

系統(tǒng)動力學(xué)的英文簡稱SD，是管理科學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)的一個重要分支。它是仿真技術(shù)與系統(tǒng)論的有機結(jié)合，研究系統(tǒng)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的不同行為模式及各變量之間的相互關(guān)系[4]，通過對不同策略下系統(tǒng)的行為模式的動態(tài)仿真，以此來探尋系統(tǒng)內(nèi)部存在的問題，并找到解決系統(tǒng)問題的相對滿意的方案。該方法被廣泛應(yīng)用到綠色供應(yīng)鏈管理[5]、環(huán)境管理（如“霧霾”污染治理）[6]、建筑廢棄物管理[7]等方面，并取得了一定的成效。這些應(yīng)用研究為本文SD 模型的構(gòu)建提供了一定的借鑒。

1.2 因果回來分析

針對理工科學(xué)生非聽力題型偏向的問題，本研究以聽力題型和非聽力題型的學(xué)習(xí)表現(xiàn)為核心，因果回路圖如圖1 所示。

圖1 因果關(guān)系圖

Loop 1 是一個正反饋回路。在起初分配時間資源時，因非聽力題型的學(xué)習(xí)表現(xiàn)略占優(yōu)勢，使得分給非聽力題型的時間所占比例升高，于是分到較多的學(xué)習(xí)時間，較穩(wěn)定的學(xué)習(xí)時間又使得非聽力題型的學(xué)習(xí)表現(xiàn)更好。因此，在該回路的作用下，非聽力題型的學(xué)習(xí)表現(xiàn)將會越來越好。相反，聽力題型學(xué)習(xí)時間的減少，將導(dǎo)致聽力題型的學(xué)習(xí)表現(xiàn)下降，進而在第二次分配時間資源時再次處于劣勢，被分到更少的資源，長期將會產(chǎn)生“惡性循環(huán)”（Loop 2 為反方向的正反饋回路），最終使聽力題型的學(xué)習(xí)表現(xiàn)越來越差。

1.3 模型構(gòu)建

根據(jù)圖1，結(jié)合富者愈富[8]原理容易構(gòu)建相應(yīng)的系統(tǒng)動力學(xué)模型，如圖2 所示。假設(shè)距離下次英語四六級考試還有6 個月，每個月實際學(xué)習(xí)英語時間為20天，即有效備考時間為120 天。設(shè)非聽力與聽力題型學(xué)習(xí)表現(xiàn)的初始值分別為x和y，起初二者表現(xiàn)程度之和為100，并假設(shè)x≥y，來探索在該假設(shè)情況下，聽力和非聽力題型的學(xué)習(xí)表現(xiàn)的長期動態(tài)變化規(guī)律。

模型運行參數(shù)：INITIAL TIME=0，F(xiàn)INAL TIME=120，TIME STEP=1，單位：天。

圖2 系統(tǒng)動力學(xué)模型

圖3 現(xiàn)實性測試和極端條件測試

主要參數(shù)和方程如下：

（1）非聽力題型的學(xué)習(xí)表現(xiàn)=DELAY3I（分給非聽力題型的時間^1.2,時間延遲1,x）

（2）時間延遲1=5，單位:天

（3）聽力題型的學(xué)習(xí)表現(xiàn)=DELAY3I（分給聽力題型的時間^1.2,時間延遲2,y）

（4）時間延遲2=5，單位:天

（5）分給非聽力題型的時間=學(xué)習(xí)總時間*分給非聽力題型的時間所占比例，單位:天

（6）分給聽力題型的時間=學(xué)習(xí)總時間*（1-分給非聽力題型的時間所占比例），單位:天

（7）學(xué)習(xí)總時間=120，單位:天

其中：x≥y且x+y=100。

2 模型測試

系統(tǒng)動力學(xué)模型需要進行結(jié)構(gòu)行為等方面的測試，才能保證模型的合理性。因此，本部分以極端條件測試、現(xiàn)實性測試以及敏感性測試為例，對模型進行測試和檢驗。

2.1 現(xiàn)實性測試和極端條件測試

一方面，圖3 的曲線1 至曲線4 說明，隨著初始值x的不斷增大，起初非聽力題型的學(xué)習(xí)表現(xiàn)較好，因此，分給非聽力題型的時間所占比例也逐漸增大，該結(jié)果與現(xiàn)實情況一致。

另一方面，當(dāng)x=y=50 時，曲線1 呈直線型發(fā)展趨勢，即聽力題型和非聽力題型的學(xué)習(xí)表現(xiàn)初始值分配相等，呈均衡發(fā)展時，二者隨后所分配的學(xué)習(xí)時間也一致。當(dāng)x=99 這一極端值時，曲線4 的值趨于1，該結(jié)果也滿足實際情況。

綜上，該模型滿足現(xiàn)實性測試和極端條件測試，具有一定的合理性和有效性。

圖4 敏感性測試

（x,y）分別?。?1, 49）,（52, 48）,（53, 47）,…,（65,35），即（x,y）以步長為1 進行敏感性測試

2.2 敏感性測試

圖4 左半部分為分給非聽力題型的時間所占比例，右半部分為分給聽力題型的時間，隨著（x,y）的不斷變化，曲線的變化也略有不同，但其大致發(fā)展趨勢基本一致，因此該模型具有一定的穩(wěn)定性。

圖5 不同方案下主要變量的動態(tài)變化趨勢

3 動態(tài)仿真分析

3.1 不同方案對主要變量的影響

圖5（a）和圖5（e）相比，隨著x的不斷增加，非聽力題型起初表現(xiàn)較好，因此在剛開始的時間分配上占據(jù)一定的優(yōu)勢（如圖5（c）所示），進而強化了非聽力題型部分的學(xué)習(xí)，使其表現(xiàn)越來越好，從而在第二次分配時間資源時又再次占據(jù)優(yōu)勢（如圖5（g）所示），從而優(yōu)化了非聽力題型的學(xué)習(xí)表現(xiàn)（見圖5（e））。特別的，圖5（a）和圖5（e）相比，隨著起初分配時間的增大，其最終的表現(xiàn)也占據(jù)一定的優(yōu)勢。

相反，圖5（b）、5（d）、5（f）和5（h）表明，因聽力題型在起初分配時間資源上的劣勢，限制了其隨后的表現(xiàn)（見圖5（b）和5（f）），使得在第二次分配資源時再次處于不利地位，進而產(chǎn)生了“惡性循環(huán)”，直到仿真末期，分配的時間資源趨于零，導(dǎo)致聽力題型的學(xué)習(xí)表現(xiàn)也逐漸趨于零。

另外，圖5（e）還能觀察到仿真后期的增長速度逐漸放緩，進而產(chǎn)生了邊際效用遞減效應(yīng)，抑制了非聽力題型的學(xué)習(xí)表現(xiàn)的增長，與此同時，聽力題型的學(xué)習(xí)表現(xiàn)在仿真末期逐漸趨于零（見圖5（f））。因此，起初分配時間的略微差異，導(dǎo)致幾個月后，聽力題型的學(xué)習(xí)表現(xiàn)幾乎為零，非聽力題型的學(xué)習(xí)表現(xiàn)的增長也受到增長極限的影響，最終二者的綜合表現(xiàn)走入了“窘境”。

綜上，資源在起初分配時的略微不均會導(dǎo)致最終的“巨大差距”，使聽力和非聽力題型的學(xué)習(xí)陷入“兩極分化”的狀態(tài)，進而影響英語綜合水平的提高。

3.2 “富者愈富”效應(yīng)產(chǎn)生的影響因素分析

由圖6（a）可知，曲線1 與曲線2 相比，變化幅度更大，并使分給非聽力題型的時間所占比例更早達(dá)到峰值（第88 天左右）。同時，圖6（b）的變化趨勢剛好相反，大約在第88 天之后，分給聽力題型的時間逐漸陷入“零極端”——后期的放棄狀態(tài)。

圖6 不同方案對時間資源分配的作用效果分析

圖7 表明：大約在第90 天之后，聽力題型與非聽力題型的表現(xiàn)差距逐步達(dá)到“最大化”（左圖），而右圖在仿真末期的差距仍在擴大，并未達(dá)到最大化。以上仿真結(jié)果表明：資源在最初分配時差別越大，就越能加速二者“兩極分化”的進程，進而產(chǎn)生“富者愈富”效應(yīng)，愈發(fā)加劇了最終的惡性循環(huán)。

圖7 不同方案對聽力和非聽力題型的學(xué)習(xí)表現(xiàn)的影響

表1 不同方案對分給非聽力題型的時間所占比例的影響

由表1 可知：分給非聽力題型的時間所占比例在區(qū)間[80,90]之間首次超過0.99，在第90-120 天當(dāng)中，變化十分微弱；由表2 可知：分給聽力題型的時間在區(qū)間[80,90]之間首次低于1 天，在隨后的30 天當(dāng)中，逐漸趨于零，且變化幅度也不明顯，對該區(qū)間的詳細(xì)仿真結(jié)果見表3。

表2 不同方案對分給聽力題型的時間的影響（單位：天）

表3 “富者愈富”效應(yīng)中蘊藏的“知覺適應(yīng)”效應(yīng)

由表格3 數(shù)據(jù)易知：分給非聽力題型的時間所占比例在第87 天達(dá)到0.9905（幾乎達(dá)到最大化），分給聽力題型的時間在第88 天降至0.97 天（幾乎降至最小化），并且二者在隨后30 多天的變化甚微，呈現(xiàn)出“知覺適應(yīng)”效應(yīng)。

4 結(jié)論和政策建議

本文針對大學(xué)英語四六級備考中出現(xiàn)的問題，以聽力題型和非聽力題型分配時間上的差異，利用“富者愈富”原理分析了部分學(xué)生通關(guān)失敗的影響因素，得到以下結(jié)論：

（1）時間資源在起初分配時傾向的略微不均會導(dǎo)致最終結(jié)果的顯著差異，進而使聽力題型和非聽力題型的學(xué)習(xí)陷入“兩極分化”的狀態(tài)。

（2）資源在最初分配的差異越大，就越能加速二者“兩極分化”的進程，進而延長“富者愈富”效應(yīng)的持續(xù)時間。

（3）富者愈富程度達(dá)到“相對最大化”之后，又逐漸衍生了“知覺適應(yīng)”效應(yīng)，從而弱化了備考的效率。

為此，針對結(jié)論（1）中“兩極分化”的窘境，建議在最初分配資源時，應(yīng)該更關(guān)注中長期的均衡發(fā)展。針對結(jié)論（2）中兩極分化進程的加速問題，建議，盡量削弱二者使用有限時間資源的競爭關(guān)系，從而縮小時間資源在起初分配時的差異，延遲聽力題型與非聽力題型的表現(xiàn)差距達(dá)到“最大化”的時間，創(chuàng)造相對公平的環(huán)境，全面發(fā)展。針對結(jié)論（3）中的“知覺適應(yīng)”效應(yīng)，建議調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)興趣，認(rèn)真分析“瓶頸”因素，并重新完善中后期的合理規(guī)劃。