研究论文

探索阅读与辅导对提高新手代码理解的有效性

作者:

普里蒂奥利,

拉宾班杰德,

阿伦·巴拉基耶勒克什米·纳拉亚南,

彼得布鲁西洛夫斯基，以及

瓦西里俄罗斯作者信息和声明

SAC’24：第39届ACM/SIGAPP应用计算研讨会会议记录

2024年4月

页38-47

https://doi.org/10.1145/365098.3636007

出版:2024年5月21日出版历史

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摘要

本文比较了两种旨在帮助学习者更好地理解代码和学习编程概念的教学策略：阅读用专家解释注释的代码示例（编写的示例）与使用自动化系统（智能教学系统）构建代码示例的自解释框架。对90名大学生进行了一项随机对照试验研究，这些大学生被分为两个对照组（阅读工作示例、被动的，被动的策略）或实验组，参与者被要求进行自我解释，并在需要时以辅导系统的问题形式获得帮助（支架式自我解释交互式战略）。

我们发现，在实验条件下，先验知识水平低的学生比先验知识高的学生有显著的学习收益。然而，在对照组中，没有观察到基于先前知识的学习结果差异。我们还分析了自我效能感对学习收益的影响以及自我解释的性质。低自我效能感学生在互动条件下的学习量几乎是被动条件下的两倍，尽管这种差异并不显著，可能是因为样本量较小。我们还发现，自我效能感高的学生倾向于提供更多的关系解释，而自我效能感低的学生则提供更多的多结构或逐行解释。

工具书类

[1]

文森特·艾尔文（Vincent AWMM Aleven）和肯尼斯·科丁格（Kenneth R Koedinger）。2002.一种有效的元认知策略：在计算机认知导师的指导下通过做和解释来学习。认知科学26, 2 (2002), 147--179.

[2]

利雅得-阿尔哈桑。2017年，使用带示例的自我解释策略对获得计算机编程技能的影响。教育与实践杂志8, 6 (2017), 186--196.

[3]

Zeyad Alshaikh、千层面Tamang和Vasile Rus。2020年，源代码理解苏格拉底导师。在《教育中的人工智能：第21届国际会议，AIED 2020，摩洛哥伊夫兰，2020年7月6日至10日，会议记录，第二部分21》。斯普林格，15-19。

数字图书馆

[4]

约翰·安德森（John R.Anderson）和爱德华·斯科瓦雷基（Edward Skwarecki）。1986年。计算机编程入门的自动辅导。Commun公司。ACM公司29, 9 (1986), 842--849.

数字图书馆

[5]

佩特克·阿斯卡尔（Petek Askar）和大卫·达文波特（David Davenport）。2009年，对工科学生Java编程自我效能感相关因素的调查。在线提交8, 1 (2009).

[6]

阿尔伯特·班杜拉。1986年，思想和行动的社会基础。新泽西州恩格尔伍德悬崖1986, 23--28 (1986).

[7]

凯瑟琳·巴蒂莫特·阿夫利克、亚当·布里奇曼、理查德·沃克、曼朱拉·夏尔马和洛兰·史密斯。2016年，大学生自我效能感的研究、评价和提高。高等教育研究41, 11 (2016), 1918--1942.

[8]

Theresa Beaubouef和John Mason。2005.为什么计算机科学专业的学生流失率高：一些想法和观察。ACM SIGCSE公告37, 2 (2005), 103--106.

数字图书馆

[9]

Jens Bennedsen和Michael E Caspersen。2007.入门编程的失败率。AcM SIGcSE公告39, 2 (2007), 32--36.

数字图书馆

[10]

约翰·比格斯和凯文·科利斯。2014评估学习质量：SOLO分类法（观察到的学习结果的结构）。学术出版社。

[11]

Tracy Camp、W.Richards Adrion、Betsy Bizot、Susan Davidson、Mary Hall、Susanne Hambrusch、Ellen Walker和Stuart Zweben。2017年，《CS一代：计算机科学的发展》。ACM Inroads公司8、2（2017年5月），44-50。

数字图书馆

[12]

Michael E Caspersen和Michael Kolling。2009年。STREAM：第一个编程过程。ACM计算机教育汇刊（TOCE）9, 1 (2009), 1--29.

数字图书馆

[13]

Dan Cernusca和Clayton E Price。2013.本科生可以与“虚拟教授”一起学习编程吗？混合教学策略试点实施结果。在2013年ASEE年会和展览会。23--268.

[14]

Michelene TH Chi、Miriam Bassok、Matthew W Lewis、Peter Reimann和Robert Glaser。1989.自我解释：学生在学习解决问题时如何学习和使用示例。认知科学13, 2 (1989), 145--182.

[15]

Michelene TH Chi、Nicholas De Leeuw、Mei-Hung Chiu和Christian LaVancher。1994.激发自我解释可以增进理解。认知科学18, 3 (1994), 439--477.

[16]

Michelene TH Chi和Ruth Wylie。2014.ICAP框架：将认知参与与积极学习成果联系起来。教育心理学家49, 4 (2014), 219--243.

[17]

Kent J Crippen和Boyd L Earl。2007年。基于网络的工作示例和自我解释对绩效、问题解决和自我效能的影响。计算机与教育49, 3 (2007), 809--821.

数字图书馆

[18]

方先勇。2012.参与式方法在计算机基础课程中的应用。在情感计算和智能交互。施普林格，185-189。

[19]

Max Fowler、Binglin Chen、Sushmita Azad、Matthew West和Craig Zilles。2021.使用NLP自动评分“用简明英语解释”问题。在第52届ACM计算机科学教育技术研讨会论文集。1163--1169.

数字图书馆

[20]

Max Fowler、Binglin Chen和Craig Zilles。2021.我们应该如何“用通俗的英语解释”？来自社区的声音。在第17届ACM国际计算机教育研究会议记录。69--80.

数字图书馆

[21]

亚瑟·C·格雷瑟（Arthur C Graesser）、库尔特·范莱恩（Kurt VanLehn）、卡罗琳·P·罗斯（Carolyn P Rosé）、帕梅拉·W·乔丹（Pamela W Jordan）和德里克·哈特（Derek Harter）。2001.带对话的智能辅导系统。AI杂志22, 4 (2001), 39--39.

数字图书馆

[22]

科琳·M·刘易斯（Colleen M Lewis）、肯·安原（Ken Yasuhara）和露丝·E·安德森（Ruth E Anderson）。2011年，决定主修计算机科学：学生自我评估能力的扎根理论。在第七届计算机教育研究国际研讨会论文集。3--10.

数字图书馆

[23]

Mihai C Lintean和Vasile Rus。2012.通过贪婪配对和单词语义测量短文本中的语义相似性。在Flairs会议。244--249.

[24]

亚历克斯·利辛斯基。2023.CS1中的自我效能反馈回路和学习经验。(2023).

[25]

亚历克斯·利辛斯基（Alex Lisinski）、莎拉·纳瓦兹（Sarah Narvaiz）和约书亚·罗森博格（Joshua M Rosenberg），2022年。自我效能、兴趣和归属——美国皇家马德里大学学生在CS1中的短暂经历。在2022年ACM国际计算机教育研究会议记录——第1卷。44--60.

数字图书馆

[26]

Mike Lopez、Jacqueline Whalley、Phil Robbins和Raymond Lister。2008年。入门编程中阅读、跟踪和写作技能之间的关系。在第四届计算机教育研究国际研讨会论文集。101--112.

数字图书馆

[27]

Danielle S McNamara和Joseph P Magliano。2009.自我解释与元认知：阅读的动力。在教育中的元认知手册。劳特利奇，60-81岁。

[28]

Briana B Morrison、Lauren E Margulieux和Mark Guzdial。2015.学习计算问题解决的子目标、背景和示例。在第十一届国际计算机教育研究国际年会论文集。21--29.

数字图书馆

[29]

杰森·M·尼森（Jayson M Nissen）、罗伯特·M·塔尔博特（Robert M Talbot）、阿姆林·纳西姆·汤普森（Amreen Nasim Thompson）和本·范·杜森（Ben Van Dusen）。2018.用于分析概念库存收益的标准化收益与Cohen d的比较。物理复习物理教育研究14, 1 (2018), 010115.

[30]

Priti Oli、Rabin Banjade、Arun Balajiee Lekshmi Narayanan、Jeevan Chapregal、Lasang Jimba Tamang、Peter Brusilovsky和Vasile Rus。2023.通过支架式自我解释提高代码理解。在国际教育人工智能会议。施普林格，478-483。

[31]

Kishore Papineni、Salim Roukos、Todd Ward和Wei-Jing Zhu。2002.Bleu：机器翻译的自动评估方法。在计算语言学协会第40届年会会议记录。311--318.

数字图书馆

[32]

Vennila Ramalingam、Deborah LaBelle和Susan Wiedenbeck。2004.学习编程的自我效能和心理模型。在第九届SIGCSE计算机科学教育创新与技术年会论文集。171--175.

数字图书馆

[33]

Vennila Ramalingam和Susan Wiedenbeck。1998年。计算机编程自我效能量表分数的制定和验证，以及初学者自我效能的小组分析。教育计算研究杂志19, 4 (1998), 367--381.

[34]

伊丽莎白·苏珊·雷泽尔。2003.自我解释策略培训科目对计算机编程问题解决成功的影响。(2003).

[35]

Vasile Rus、Peter Brusilovsky、Lasang Jimba Tamang、Kamil Akhuseyinoglu和Scott Fleming。2022.深度代码：一组带注释的教学代码示例，用于培养深度代码理解和学习。在智能教学系统国际会议。施普林格，36-50岁。

数字图书馆

[36]

瓦西尔·罗斯（Vasile Rus）、西德尼·德梅洛（Sidney D'Mello）、胡香根（Xiangen Hu）和亚瑟·格雷瑟（Arthur Graesser）。2013.会话智能辅导系统的最新进展。AI杂志34, 3 (2013), 42--54.

[37]

卡斯滕·舒尔特（Carsten Schulte）、托尼·克利尔（Tony Clear）、艾哈迈德·塔赫卡尼（Ahmad Taherkhani）、特蕾莎·布沙恩（Teresa Busjahn）和詹姆斯·帕特森（James H Paterson）。2010年，计算机科学教育者程序理解导论。2010年ITiCSE工作组报告的会议记录(2010), 65--86.

数字图书馆

[38]

Lasang Jimba Tamang、Zeyad Alshakh、Nisrine Ait Khayi、Priti Oli和Vasile Rus。2021.源代码理解的自由自我解释和苏格拉底式辅导解释的比较研究。在第52届ACM计算机科学教育技术研讨会论文集。219--225.

数字图书馆

[39]

罗纳德·桑顿（Ronald K Thornton）、丹尼斯·库尔（Dennis Kuhl）、凯伦·卡明斯（Karen Cummings）和杰弗里·马克思（Jeffrey Marx）。2009年，比较力和运动概念评估和力概念清单。物理复习专题——物理教育研究5, 1 (2009), 010105.

[40]

库尔特·范利恩（Kurt VanLehn）。2006.辅导系统的行为。国际教育人工智能杂志16, 3 (2006), 227--265.

数字图书馆

[41]

库尔特·范莱恩（Kurt VanLehn）、亚瑟·C·格雷瑟（Arthur C Graesser）、G·坦纳·杰克逊（G Tanner Jackson）、帕梅拉·乔丹（Pamela Jordan）、安德鲁·奥尼（Andrew Olney）和卡罗琳·P·罗斯（Carol。2007年。什么时候辅导对话比阅读更有效？认知科学31, 1 (2007), 3--62.

[42]

Kurt VanLehn、Randolph M Jones和Michelene TH Chi。1992年，自我解释效应模型。学习科学杂志2, 1 (1992), 1--59.

[43]

杰奎琳·沃利（Jacqueline Whalley）、雷蒙德·李斯特（Raymond Lister）、埃罗尔·汤普森（Error Thompson）、托尼·克利尔（Tony Clear）、菲尔·罗宾斯（Phil Robbins）、PK阿吉思·库马尔（Ajith Kumar）和克里斯。2006年，澳大利亚使用Bloom和SOLO分类法对初学者的阅读和理解技能进行的研究。在第八届澳大利亚计算机教育会议（ACE2006），澳大利亚计算机科学通信，第28卷。澳大利亚计算机学会，243-252。

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2024年4月

1898页

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出版：2024年5月21日

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