基于行為序列的“專(zhuān)家—新手”結(jié)對(duì)編程話語(yǔ)互動(dòng)模式分析

譚金波 吳思思 吳磊 李藝

[摘? ?要] “專(zhuān)家—新手”結(jié)對(duì)編程是一種常見(jiàn)的協(xié)作學(xué)習(xí)模式，其應(yīng)用效果在以往的實(shí)證研究中存在差異性。為了探究該模式產(chǎn)生不同效果的原因，研究采用混合方法對(duì)結(jié)對(duì)編程同伴的互動(dòng)話語(yǔ)進(jìn)行了細(xì)粒度的分析。通過(guò)滯后序列分析，發(fā)現(xiàn)講解、提示、詢(xún)問(wèn)、回應(yīng)等典型行為是專(zhuān)家傳遞知識(shí)、新手建構(gòu)知識(shí)的重要途徑。通過(guò)聚類(lèi)及滯后序列分析，提煉了講授型、答疑型、引導(dǎo)型、探究型四種同伴互動(dòng)模式。其中，引導(dǎo)型和探究型模式具有專(zhuān)家與新手雙向知識(shí)轉(zhuǎn)移的特點(diǎn)，對(duì)編程學(xué)習(xí)的積極價(jià)值較強(qiáng);講授型和答疑型模式具有專(zhuān)家向新手轉(zhuǎn)移知識(shí)的特點(diǎn)，對(duì)編程學(xué)習(xí)的積極價(jià)值較弱。通過(guò)學(xué)生的反思日志，發(fā)現(xiàn)引導(dǎo)型和探究型是學(xué)生比較喜歡的兩種互動(dòng)模式。因此，教師可以通過(guò)干預(yù)形成引導(dǎo)型和探究型兩種模式來(lái)優(yōu)化同伴互動(dòng)過(guò)程，開(kāi)展更加高效的結(jié)對(duì)編程活動(dòng)。

[關(guān)鍵詞] 結(jié)對(duì)編程; 話語(yǔ)行為; 互動(dòng)模式; 學(xué)習(xí)路徑; 滯后序列分析

[中圖分類(lèi)號(hào)] G434? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A

一、引? ?言

國(guó)務(wù)院于2017年發(fā)布的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》中提出“在中小學(xué)設(shè)置人工智能相關(guān)課程，逐步推廣編程教育”[1]。為了適應(yīng)中小學(xué)人工智能課程的推廣，信息技術(shù)職前教師有必要在入職前掌握相關(guān)的編程技能。然而，在教學(xué)內(nèi)容固定、教學(xué)時(shí)間統(tǒng)一的高等學(xué)校編程課堂中，普遍存在的現(xiàn)象是教師教學(xué)關(guān)注度和精力有限，難以在課堂上兼顧所有學(xué)生，不易真正做到“因材施教”[2]。與傳統(tǒng)課堂學(xué)生個(gè)人編程相比，結(jié)對(duì)編程是通過(guò)兩人協(xié)作的方式共同解決編程問(wèn)題，有助于學(xué)生之間的知識(shí)共享，在促進(jìn)學(xué)生編程概念理解、編程信心及編程態(tài)度等方面能夠產(chǎn)生積極作用[3-4]，因此，經(jīng)常作為主要的編程教學(xué)干預(yù)策略被應(yīng)用。然而，也有一些研究表明，結(jié)對(duì)編程未能使所有學(xué)生在學(xué)習(xí)效果或?qū)W習(xí)態(tài)度方面受益[5-6]。由此可見(jiàn)，結(jié)對(duì)編程的作用效果并沒(méi)有達(dá)到完全一致，有必要對(duì)結(jié)對(duì)編程過(guò)程進(jìn)行更細(xì)致的分析，從同伴交互角度探討同伴間達(dá)成什么樣的互動(dòng)才能產(chǎn)生積極的結(jié)對(duì)效果，以便為結(jié)對(duì)編程活動(dòng)的有效實(shí)施提供啟示。

二、問(wèn)題的提出

結(jié)對(duì)編程起源于軟件產(chǎn)業(yè)中，它要求兩名程序員共同完成一項(xiàng)程序設(shè)計(jì)，其中一位程序員主要操作計(jì)算機(jī)進(jìn)行編碼，另一位程序員主要分析程序算法結(jié)構(gòu)，持續(xù)地對(duì)同伴編寫(xiě)的代碼進(jìn)行審查[7]。在教育領(lǐng)域，面對(duì)計(jì)算機(jī)入門(mén)課程學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)不佳、輟學(xué)率高等問(wèn)題，學(xué)者們開(kāi)始嘗試將結(jié)對(duì)編程引入教學(xué)。

（一）知識(shí)轉(zhuǎn)移作為“專(zhuān)家—新手”結(jié)對(duì)編程的理論依據(jù)

編程教學(xué)中使用比較廣泛的一種結(jié)對(duì)方式是“專(zhuān)家—新手”組合，將掌握較高編程技能的學(xué)生稱(chēng)為“專(zhuān)家”，將不會(huì)編程或者沒(méi)有掌握編程技能的學(xué)生稱(chēng)為“新手”[8]。知識(shí)轉(zhuǎn)移過(guò)程開(kāi)始于知識(shí)差距的發(fā)現(xiàn)，終結(jié)于轉(zhuǎn)移知識(shí)被知識(shí)接受者整合[9]?！皩?zhuān)家—新手”結(jié)對(duì)的特點(diǎn)是同伴間存在編程知識(shí)與技能上的差距，新手存在知識(shí)需求，專(zhuān)家能夠提供幫助，因此，二者之間能夠產(chǎn)生知識(shí)轉(zhuǎn)移?！靶率帧睂W(xué)習(xí)編程思維的本質(zhì)是一種知識(shí)轉(zhuǎn)移內(nèi)化的過(guò)程，語(yǔ)言是知識(shí)轉(zhuǎn)移的有效載體，互動(dòng)雙方需要進(jìn)行頻繁對(duì)話才能順利完成知識(shí)轉(zhuǎn)移[10]?！皩?zhuān)家型”學(xué)生的哪些話語(yǔ)策略能夠有效促進(jìn)“新手型”學(xué)生完成知識(shí)內(nèi)化是需要探討的。

（二）“專(zhuān)家—新手”結(jié)對(duì)編程的實(shí)證研究分析

有研究表明，“專(zhuān)家—新手”結(jié)對(duì)能夠?qū)崿F(xiàn)編程技能強(qiáng)的學(xué)生幫助編程技能弱的學(xué)生掌握編程知識(shí)，而新手提問(wèn)又有助于專(zhuān)家不斷拓展編程思維[11]。然而，Vandegrift的研究結(jié)果是有部分學(xué)生不喜歡與技能不同的人結(jié)對(duì)[12];另外，Williams指出，如果專(zhuān)家沒(méi)有指導(dǎo)新手的積極態(tài)度，會(huì)導(dǎo)致“專(zhuān)家—新手”結(jié)對(duì)效果變差[8]。對(duì)于結(jié)對(duì)編程產(chǎn)生的不同效果，不少學(xué)者開(kāi)展研究試圖尋找更高效的結(jié)對(duì)組織形式，但是他們傾向于關(guān)注總結(jié)性的量化結(jié)果，如完成編程題的數(shù)量、課程成績(jī)、量表測(cè)試結(jié)果以及課程結(jié)束后的訪談和自我報(bào)告等，忽視了編程中能夠提供深層信息的細(xì)粒度過(guò)程數(shù)據(jù)。事實(shí)上，編程過(guò)程中學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力、交流互動(dòng)深度是結(jié)對(duì)編程有效性的重要影響因素[13]?！皩?zhuān)家—新手”結(jié)對(duì)編程的知識(shí)轉(zhuǎn)移過(guò)程不是僅靠量化結(jié)果數(shù)據(jù)就能夠清楚呈現(xiàn)的。直到近幾年，才有研究利用音視頻記錄、日志分析等方法收集更豐富的過(guò)程性數(shù)據(jù)，關(guān)注結(jié)對(duì)編程的互動(dòng)行為。例如，Ruvalcaba等通過(guò)觀察結(jié)對(duì)編程的互動(dòng)視頻，揭示了同伴協(xié)作過(guò)程中主要有協(xié)調(diào)、提問(wèn)、指示等行為[14]。

綜上，本研究認(rèn)為當(dāng)前“專(zhuān)家—新手”結(jié)對(duì)編程研究主要是基于編程結(jié)果層面分析;已有研究開(kāi)始關(guān)注結(jié)對(duì)編程的過(guò)程性數(shù)據(jù)，但對(duì)同伴互動(dòng)行為序列及其規(guī)律關(guān)注較少?；诖耍狙芯繑M從同伴互動(dòng)的對(duì)話出發(fā)，探索“專(zhuān)家—新手”結(jié)對(duì)同伴的互動(dòng)行為模式與群體特征，以期為后期結(jié)對(duì)編程有效開(kāi)展提供參考。

三、研究設(shè)計(jì)

（一）研究對(duì)象的選定

本研究選取在Python課堂教學(xué)中具有典型先驗(yàn)知識(shí)差距的46名教育技術(shù)學(xué)專(zhuān)業(yè)的研究生為研究對(duì)象。31名被試表示以前系統(tǒng)學(xué)習(xí)過(guò)C語(yǔ)言、VB等相關(guān)編程語(yǔ)言，其中，12名被試授課前一年用過(guò)上述編程語(yǔ)言，其他被試已有2～3年沒(méi)有用過(guò)編程語(yǔ)言;另外，10名被試表示以前了解過(guò)C、C++等編程語(yǔ)言，5名被試表示從未接觸過(guò)任何編程語(yǔ)言。學(xué)習(xí)完變量、選擇結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)等基礎(chǔ)知識(shí)后的測(cè)試發(fā)現(xiàn)，被試在編程技能上存在很大差異性，并且與先驗(yàn)知識(shí)有顯著關(guān)系。為了促進(jìn)“后進(jìn)生”對(duì)編程知識(shí)的掌握，采用“專(zhuān)家—新手”結(jié)對(duì)編程的教學(xué)策略，讓上述測(cè)試成績(jī)位于前50%的學(xué)生扮演“專(zhuān)家”角色，后50%的學(xué)生扮演“新手”角色，結(jié)對(duì)采取專(zhuān)家組的第N名與新手組的第–N名的形式組合，例如，專(zhuān)家組第一名與新手組最后一名結(jié)對(duì)，總共形成23個(gè)結(jié)對(duì)編程小組。

本次實(shí)驗(yàn)是在一次編程課上開(kāi)展的。首先，向?qū)W生介紹了實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮徒Y(jié)對(duì)編程的實(shí)施過(guò)程。然后，以“計(jì)算兩個(gè)數(shù)的最大公約數(shù)”主題為例進(jìn)行結(jié)對(duì)編程，該例包含前期所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，并且涉及任務(wù)分析、算法設(shè)計(jì)、代碼編寫(xiě)、程序調(diào)試等所有編程過(guò)程。每組被試?yán)肊V錄屏軟件記錄該項(xiàng)任務(wù)的結(jié)對(duì)編程過(guò)程和交流話語(yǔ)。學(xué)生們戴著帶有麥克風(fēng)的耳機(jī)，以確保更高質(zhì)量的音頻數(shù)據(jù)。編程任務(wù)結(jié)束后，要求每位學(xué)生對(duì)結(jié)對(duì)編程中的收獲與不足寫(xiě)出100～300字的反思日志。整個(gè)活動(dòng)歷時(shí)90分鐘，共形成23個(gè)結(jié)對(duì)編程視頻，這些視頻中的音頻信息是本研究進(jìn)行同伴編程話語(yǔ)分析的典型代表。

（二）結(jié)對(duì)編程同伴互動(dòng)話語(yǔ)編碼工具的構(gòu)建

從專(zhuān)家新手對(duì)話文本中提取出具體的話語(yǔ)行為序列信息，關(guān)鍵在于構(gòu)建一個(gè)科學(xué)有效的分析框架?！皩?zhuān)家—新手”結(jié)對(duì)編程活動(dòng)中，通常以專(zhuān)家傳授新手編程知識(shí)技能為互動(dòng)目的，這與同伴輔導(dǎo)的“導(dǎo)師—學(xué)生”一對(duì)一指導(dǎo)的形式相似[15]。因此，本文借鑒Graesser等人提出的同伴輔導(dǎo)五步對(duì)話框架，提煉出專(zhuān)家有提示、回應(yīng)、明確對(duì)方想法、評(píng)價(jià)四種話語(yǔ)行為，新手有建議、回應(yīng)兩種行為[16] ;同時(shí)，借鑒了Rodríguez等人提出的編程對(duì)話分析框架[17]，提出了本文的初始編碼框架。然后，對(duì)50%的話語(yǔ)樣本進(jìn)行了預(yù)編碼，根據(jù)結(jié)果對(duì)初始編碼工具進(jìn)行修訂。為保證行為劃分及闡述的科學(xué)有效，邀請(qǐng)了兩位同伴互動(dòng)研究專(zhuān)家對(duì)編碼表進(jìn)行多輪迭代完善。最終形成的“專(zhuān)家—新手”結(jié)對(duì)編程話語(yǔ)行為編碼表，見(jiàn)表1。

（三）數(shù)據(jù)收集與整理

本研究共收集到結(jié)對(duì)編程“專(zhuān)家—新手”對(duì)話總時(shí)長(zhǎng)642分鐘，話語(yǔ)2044條，“專(zhuān)家型”學(xué)生話語(yǔ)占54.3%，“新手型”學(xué)生話語(yǔ)占45.7%。音頻被全部轉(zhuǎn)錄為文字后，由本文已熟練掌握編碼分類(lèi)及內(nèi)涵的兩位研究者對(duì)話語(yǔ)文本進(jìn)行獨(dú)立編碼。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，二人之間具有良好的編碼一致性（Kappa值為0.856），分歧之處進(jìn)行協(xié)商達(dá)成一致。

本研究的同伴話語(yǔ)是具有時(shí)間先后順序特征的定性變量，適合采用滯后序列分析法（LSA）從“專(zhuān)家—新手”的對(duì)話中提取具有顯著性的行為序列，表征話語(yǔ)行為間的承接關(guān)系，挖掘潛在的話語(yǔ)行為序列路徑。首先，利用GSEQ軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，生成行為頻次表;接著，生成能夠表示顯著行為轉(zhuǎn)換序列的殘差表和轉(zhuǎn)換圖。然后，提取每個(gè)小組的顯著行為序列進(jìn)行聚類(lèi)分析，總結(jié)出典型的互動(dòng)模式，并再次利用LSA方法生成每種模式的對(duì)話路徑，揭示不同模式中同伴的話語(yǔ)互動(dòng)特征;最后，通過(guò)學(xué)生的反思日志，進(jìn)一步分析不同類(lèi)型的話語(yǔ)互動(dòng)結(jié)構(gòu)對(duì)學(xué)生的編程知識(shí)掌握、問(wèn)題解決能力等的影響。

四、數(shù)據(jù)分析

（一）結(jié)對(duì)同伴話語(yǔ)行為序列分析

將編碼結(jié)果輸入到GSEQ軟件中，生成行為轉(zhuǎn)換頻次表，具體見(jiàn)表2。表中第一列代表前一行為，第一行代表后一行為，數(shù)值顯示了前一行為向后一行為轉(zhuǎn)換發(fā)生的頻次，總共生成了1666條序列關(guān)系。對(duì)表格內(nèi)容進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)換，得到殘差表，具體見(jiàn)表3。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)分?jǐn)?shù)Z-scores>1.96時(shí)表示這些行為轉(zhuǎn)換關(guān)系是顯著的，總共形成了19種顯著行為序列。

為更直觀地表示專(zhuān)家與新手間話語(yǔ)行為的轉(zhuǎn)換關(guān)系，將表3中19種顯著行為序列以圖形化方式呈現(xiàn)，形成了“專(zhuān)家—新手”同伴互動(dòng)話語(yǔ)行為轉(zhuǎn)換圖，如圖1所示。其中箭頭方向表示行為轉(zhuǎn)換的方向，線條粗細(xì)和其上的數(shù)字表示行為轉(zhuǎn)換的顯著性強(qiáng)弱。例如，專(zhuān)家講解（TL）、明確對(duì)方想法（TC）、提示（TI）都會(huì)顯著引發(fā)新手回應(yīng)（SR）行為，但從顯著性數(shù)值來(lái)看，專(zhuān)家提示行為最有可能引發(fā)新手作出回應(yīng)。

從圖1可以看出，專(zhuān)家和新手的顯著行為序列是發(fā)生在不同行為之間的轉(zhuǎn)換，不存在某種行為連續(xù)發(fā)生的顯著序列;除了TR→TC、TE→TL兩條路徑，其他行為序列是發(fā)生在專(zhuān)家與新手之間的行為轉(zhuǎn)換。并且，多種行為都不只有一個(gè)入度和出度，這些行為相互交錯(cuò)在一起，形成了具有多分支的線性與循環(huán)回路并存的路徑圖。整體來(lái)看，本研究中的23個(gè)結(jié)對(duì)小組中同伴話語(yǔ)行為轉(zhuǎn)換具有頻繁性和多樣性的特點(diǎn)，這體現(xiàn)了結(jié)對(duì)編程過(guò)程中專(zhuān)家與新手之間知識(shí)轉(zhuǎn)移策略的多樣性。

（二）結(jié)對(duì)編程的互動(dòng)行為模式分類(lèi)

1. 基于聚類(lèi)分析法的學(xué)習(xí)者分類(lèi)

為了深究上述互動(dòng)行為轉(zhuǎn)換多樣性的原因，同時(shí)也為了更清晰地考察結(jié)對(duì)編程中不同小組同伴之間的互動(dòng)策略，本研究采用K均值聚類(lèi)方法，對(duì)互動(dòng)行為進(jìn)行聚類(lèi)[18]。經(jīng)過(guò)迭代處理，本研究以上述“TL→SR”“TI→SR”“SI→TR”等19種行為序列為聚類(lèi)依據(jù)，將23個(gè)結(jié)對(duì)小組的互動(dòng)話語(yǔ)行為分為4類(lèi)，具體見(jiàn)表4。

分析四個(gè)聚類(lèi)組的行為序列，本研究發(fā)現(xiàn)：（1）講授型互動(dòng)模式：聚類(lèi)組1的行為序列轉(zhuǎn)換較為單一，高頻次的行為序列轉(zhuǎn)換主要集中于“TL→SR”“SR→TL”等類(lèi)型，且“TL→SR”的次數(shù)高達(dá)61，遠(yuǎn)超其他組，說(shuō)明此組學(xué)生以新手聽(tīng)取專(zhuān)家講解為主要互動(dòng)方式。（2）引導(dǎo)型互動(dòng)模式：聚類(lèi)組2的行為序列轉(zhuǎn)換較為多樣，行為序列轉(zhuǎn)換次數(shù)存在“TI→SR”“SR→TI”“TI→SI”“SI→TR”等多種序列，專(zhuān)家發(fā)起的“TI→SR”的次數(shù)高達(dá)98，說(shuō)明此組學(xué)生中專(zhuān)家常以提示行為推進(jìn)會(huì)話，引導(dǎo)新手進(jìn)行知識(shí)建構(gòu)。（3）答疑型互動(dòng)模式：聚類(lèi)組3的高頻次行為序列主要有“SI→TR”“TR→TC”“TC→SR”等，新手發(fā)起的“SI→TR”的次數(shù)高達(dá)64，說(shuō)明此組學(xué)生的互動(dòng)是以新手詢(xún)問(wèn)、專(zhuān)家回應(yīng)為主要形式的答疑型互動(dòng)模式。（4）探究型互動(dòng)模式：聚類(lèi)組4的行為序列轉(zhuǎn)換最為豐富，出現(xiàn)了“SS→TI”“SA→TR”“ TI→SA”等主要行為序列的會(huì)話，新手發(fā)起的“SS→TI”的次數(shù)為43、“SA→TR”的次數(shù)為46，遠(yuǎn)高于其他組，表明此組學(xué)生的互動(dòng)是以新手的分享與建議、專(zhuān)家的提示與回應(yīng)為主的探究型互動(dòng)。

2. 基于滯后序列分析法的互動(dòng)行為序列轉(zhuǎn)換分析

為了進(jìn)一步對(duì)結(jié)對(duì)編程四種模式的內(nèi)部互動(dòng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，本研究采用滯后序列分析法形成上述四種模式同伴之間的顯著互動(dòng)行為序列轉(zhuǎn)換圖，如圖2所示。

分析四種類(lèi)型的顯著行為序列轉(zhuǎn)換圖，本研究發(fā)現(xiàn)：（1）講授型“專(zhuān)家—新手”的最長(zhǎng)互動(dòng)行為序列長(zhǎng)度為4，互動(dòng)行為序列轉(zhuǎn)換較為集中，主要表現(xiàn)為講授、回應(yīng)、評(píng)價(jià)三種行為的轉(zhuǎn)換，說(shuō)明這類(lèi)組合的特點(diǎn)是專(zhuān)家將編程思路、代碼等內(nèi)容直接講授給新手，新手給出回應(yīng)，專(zhuān)家評(píng)價(jià)后仍會(huì)繼續(xù)回到講解編程知識(shí)的環(huán)節(jié)，可以看出，這是一種以專(zhuān)家單向知識(shí)輸出為主、新手被動(dòng)接受知識(shí)的過(guò)程。（2）引導(dǎo)型“專(zhuān)家—新手”的最長(zhǎng)互動(dòng)行為序列長(zhǎng)度為7，是以專(zhuān)家的提示行為發(fā)起的，在專(zhuān)家提示下新手不斷地回應(yīng)，形成良性循環(huán);同時(shí)，專(zhuān)家還以“提示—回應(yīng)—評(píng)價(jià)”的方式啟發(fā)新手“詢(xún)問(wèn)—建議”，說(shuō)明這類(lèi)組合中新手是在專(zhuān)家引導(dǎo)下主動(dòng)參與到編程過(guò)程中。（3）答疑型“專(zhuān)家—新手”的最長(zhǎng)互動(dòng)行為序列長(zhǎng)度為4，該路徑是由新手的詢(xún)問(wèn)行為發(fā)起的，專(zhuān)家則直接回應(yīng)解答問(wèn)題，并以新手的回應(yīng)確保對(duì)方理解了問(wèn)題，說(shuō)明這類(lèi)組合是以解決新手某一特定問(wèn)題為核心的互動(dòng)方式，專(zhuān)家與新手的交流主要發(fā)生在新手編程遇到困難向?qū)＜仪笾臅r(shí)刻。（4）探究型“專(zhuān)家—新手”的最長(zhǎng)互動(dòng)行為序列長(zhǎng)度為8，是四類(lèi)中最長(zhǎng)的一種學(xué)習(xí)路徑，話語(yǔ)行為較豐富，該模式中首次出現(xiàn)了新手分享編程見(jiàn)解的行為，同時(shí)新手積極提出建議，說(shuō)明在此過(guò)程中新手主動(dòng)性增強(qiáng)，以探究者身份去發(fā)現(xiàn)編程的問(wèn)題解決思路;專(zhuān)家的行為是提示、回應(yīng)、明確對(duì)方想法、評(píng)價(jià)等，表明專(zhuān)家是以引導(dǎo)者身份啟發(fā)新手發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，對(duì)不明白的地方適當(dāng)點(diǎn)撥，誘導(dǎo)探究的方向;觀看視頻發(fā)現(xiàn)，同伴二人在編程過(guò)程中都很投入，營(yíng)造了積極的學(xué)習(xí)氛圍，在思維的不斷碰撞中建構(gòu)編程知識(shí)。

（三）專(zhuān)家與新手在結(jié)對(duì)編程中的互動(dòng)體驗(yàn)結(jié)果分析

為了更清楚地了解學(xué)生在上述四種互動(dòng)模式中的編程體驗(yàn)，對(duì)每位學(xué)生的反思日志進(jìn)行了主題分析。在“專(zhuān)家型”學(xué)生中，大部分人表示輔導(dǎo)新手完成編程任務(wù)可以幫助自己鞏固編程知識(shí)（91.3%）、明晰編程邏輯結(jié)構(gòu)（87%）。在“新手型”學(xué)生中，認(rèn)為他們掌握了編程知識(shí)（95.7%）、提高了編程技能（82.6%）、學(xué)習(xí)了專(zhuān)家的編程經(jīng)驗(yàn)（73.9%）。

然而，也有一些專(zhuān)家和新手產(chǎn)生了消極體驗(yàn)。按照上文提及的四類(lèi)互動(dòng)模式中的人員反思主題歸類(lèi)分析發(fā)現(xiàn)，消極體驗(yàn)主要發(fā)生于講授型互動(dòng)模式和答疑型互動(dòng)模式。在講授型互動(dòng)模式中，專(zhuān)家的消極體驗(yàn)是互動(dòng)較少（21.7%）、知識(shí)獲得感弱（17.4%），新手的消極體驗(yàn)是知識(shí)運(yùn)用能力弱（13%）。在答疑型互動(dòng)模式中，專(zhuān)家的消極體驗(yàn)是互動(dòng)較少（13%），新手的消極體驗(yàn)是未能系統(tǒng)掌握編程知識(shí)（21.7%）。另外，從學(xué)生的反思日志可以看出，引導(dǎo)型互動(dòng)模式深受高差異組學(xué)生的喜愛(ài)，探究型互動(dòng)模式是低差異組學(xué)生喜歡的交互方式。

五、討論與建議

本研究通過(guò)分析“專(zhuān)家—新手”結(jié)對(duì)編程的同伴互動(dòng)話語(yǔ)，發(fā)現(xiàn)了促進(jìn)編程知識(shí)轉(zhuǎn)移的典型話語(yǔ)行為以及結(jié)對(duì)編程中存在的多種同伴互動(dòng)學(xué)習(xí)模式，為甄別結(jié)對(duì)編程有效性及同伴互動(dòng)行為矯正提供了參考方法。

（一）“專(zhuān)家—新手”結(jié)對(duì)的典型話語(yǔ)行為能夠促進(jìn)編程的知識(shí)轉(zhuǎn)移

本研究表明，專(zhuān)家的講解和提示行為引發(fā)新手的行為序列占專(zhuān)家主導(dǎo)行為序列的53.6%。專(zhuān)家通過(guò)講解向新手傳達(dá)編程的基礎(chǔ)知識(shí)，及時(shí)補(bǔ)足了新手知識(shí)欠缺的薄弱點(diǎn);提示則是通過(guò)提問(wèn)編程概念引導(dǎo)新手喚醒已有的編程知識(shí)，通過(guò)引導(dǎo)對(duì)方執(zhí)行某種編程操作使得編程問(wèn)題得以順利解決。Roscoe等人的研究也表明，解釋和提問(wèn)是同伴輔導(dǎo)過(guò)程中有效的互動(dòng)策略，解釋是陳述性傳達(dá)信息，可以使某些想法清晰和易于理解，提問(wèn)則是以腳手架的形式支持學(xué)生的建設(shè)性活動(dòng)[19]。

另外，新手的詢(xún)問(wèn)和回應(yīng)行為引發(fā)專(zhuān)家的行為序列占新手主導(dǎo)行為序列的70.6%。詢(xún)問(wèn)是學(xué)生在理解思考同伴傳遞知識(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步作出的反饋，是影響學(xué)生深度學(xué)習(xí)效果的重要因素[20]。Zieris等人提出結(jié)對(duì)編程所需的重要技能之一是編程者能夠敏銳察覺(jué)自身語(yǔ)法或語(yǔ)義等知識(shí)缺陷，然后成功地將這些知識(shí)從同伴那里獲取[10]。本研究表明，新手通過(guò)詢(xún)問(wèn)有關(guān)編程的語(yǔ)法、語(yǔ)義、算法等問(wèn)題，積極表達(dá)知識(shí)需求，這是獲取編程知識(shí)的主要途徑，同時(shí)，新手對(duì)專(zhuān)家的解答給以明確的回復(fù)，使得編程知識(shí)分享得以繼續(xù)。因此，講解和提示行為是結(jié)對(duì)編程專(zhuān)家知識(shí)轉(zhuǎn)移的重要方式，詢(xún)問(wèn)和回應(yīng)是結(jié)對(duì)編程新手知識(shí)建構(gòu)的重要渠道，結(jié)對(duì)編程可以加快編程的知識(shí)轉(zhuǎn)移與建構(gòu)的過(guò)程。

（二）雙向知識(shí)轉(zhuǎn)移的互動(dòng)模式對(duì)結(jié)對(duì)編程學(xué)習(xí)的積極價(jià)值較強(qiáng)

本研究發(fā)現(xiàn)，引導(dǎo)型和探究型互動(dòng)模式的路徑較長(zhǎng)，話語(yǔ)行為多樣化，一方面，引導(dǎo)型模式中存在“專(zhuān)家提示—學(xué)生回復(fù)”“學(xué)生詢(xún)問(wèn)—專(zhuān)家回復(fù)”等雙向互動(dòng)路徑，表明專(zhuān)家以編程中涉及的知識(shí)點(diǎn)為問(wèn)題提示新手聯(lián)系舊知或者強(qiáng)化編程思路，新手作出積極的回應(yīng)，并在編程有疑問(wèn)時(shí)主動(dòng)提出問(wèn)題，專(zhuān)家給以解答，在這一問(wèn)一答中推動(dòng)編程進(jìn)程;另一方面，探究型模式中存在“學(xué)生分享—專(zhuān)家提示—學(xué)生建議—專(zhuān)家回應(yīng)” “專(zhuān)家評(píng)價(jià)—學(xué)生分享”等路徑，表明該模式中新手對(duì)編程問(wèn)題是有一定的理解，能夠主動(dòng)說(shuō)出自己的想法，專(zhuān)家在對(duì)這個(gè)想法肯定的基礎(chǔ)上通過(guò)提問(wèn)讓新手進(jìn)一步完善解決問(wèn)題的思路，新手的積極參與使得知識(shí)轉(zhuǎn)移更加高效。這兩種模式的共同點(diǎn)是雙方圍繞編程問(wèn)題展開(kāi)積極討論，話語(yǔ)行為呈現(xiàn)同步狀態(tài)，所有的話語(yǔ)都是圍繞編程問(wèn)題展開(kāi)，沒(méi)有出現(xiàn)某一方脫離會(huì)話的現(xiàn)象，從而形成了雙向知識(shí)轉(zhuǎn)移的互動(dòng)模式。本研究與Zieris等人的研究結(jié)果是一致的，他們認(rèn)為只有當(dāng)合作伙伴在變化的會(huì)話中不斷地重新保持同步時(shí)，結(jié)對(duì)編程才能正常進(jìn)行[21]; Faja也認(rèn)為，結(jié)對(duì)編程的有效性取決于結(jié)對(duì)者之間有效的、頻繁的頭腦風(fēng)暴[22]。

（三）單向知識(shí)轉(zhuǎn)移的互動(dòng)模式對(duì)結(jié)對(duì)編程學(xué)習(xí)的積極價(jià)值較弱

本研究發(fā)現(xiàn)，講授型和答疑型互動(dòng)模式的路徑較短，話語(yǔ)行為單一，講授型模式主要是“專(zhuān)家講解—新手回應(yīng)”的雙向路徑，存在著過(guò)多的專(zhuān)家講授行為，是一種專(zhuān)家將知識(shí)“推送”給新手的模式;答疑型模式主要是“新手詢(xún)問(wèn)—專(zhuān)家回應(yīng)”的雙向路徑，互動(dòng)的時(shí)刻是發(fā)生在新手編程遇到問(wèn)題時(shí)的詢(xún)問(wèn)，是一種新手從專(zhuān)家那里“拉出”知識(shí)的模式?？梢钥闯?，“推送”是在同伴沒(méi)有要求的情況下進(jìn)行的解釋?zhuān)袄觥笔怯芍R(shí)接受者問(wèn)題驅(qū)動(dòng)的知識(shí)轉(zhuǎn)移[23]。這兩種模式的共同點(diǎn)是同伴雙方參與程度差距較大，存在單方面行為不夠積極的現(xiàn)象，同時(shí)，兩者均是由專(zhuān)家將編程知識(shí)單向地傳遞給新手。Plonka等人認(rèn)為，結(jié)對(duì)編程中的一方如果跟不上工作節(jié)奏，或者沒(méi)有為任務(wù)作出貢獻(xiàn)，結(jié)對(duì)編程的預(yù)期價(jià)值會(huì)大打折扣[24]。

（四）結(jié)對(duì)編程教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生有效對(duì)話的建議

本研究表明，結(jié)對(duì)同伴的話語(yǔ)互動(dòng)存在不同的模式，這些模式對(duì)結(jié)對(duì)編程質(zhì)量的價(jià)值是不同的。因此，在教學(xué)層面，教師應(yīng)采用以過(guò)程為導(dǎo)向的干預(yù)和評(píng)估來(lái)促進(jìn)結(jié)對(duì)編程。研究結(jié)果顯示，講授型模式很容易導(dǎo)致專(zhuān)家過(guò)多講授、新手被動(dòng)接收知識(shí)的現(xiàn)象，答疑型模式很容易產(chǎn)生專(zhuān)家被動(dòng)回答新手問(wèn)題的現(xiàn)象，因此，教師需要提供及時(shí)的幫助，指導(dǎo)學(xué)生形成良性的互動(dòng)模式。在解決編程問(wèn)題的早期階段，教師可以給“專(zhuān)家”傳授一些教學(xué)的基本方法，比如如何引導(dǎo)“新手”進(jìn)行思考、如何評(píng)估“新手”對(duì)知識(shí)的掌握情況等;對(duì)于“新手”，教師要給予更多的激勵(lì)和幫助，比如教給他們?cè)儐?wèn)問(wèn)題的方法，鼓勵(lì)他們分享自己對(duì)編程的看法等。另外，本研究也表明，引導(dǎo)型互動(dòng)模式對(duì)于兩人知識(shí)差距較大的組合價(jià)值更高;探究型互動(dòng)模式對(duì)于兩人知識(shí)差距相對(duì)較小的組合更有價(jià)值。因此，教師需要對(duì)結(jié)對(duì)小組進(jìn)行個(gè)別化指導(dǎo)，對(duì)于高差異組指導(dǎo)學(xué)生形成引導(dǎo)型互動(dòng)方式，對(duì)于低差異組指導(dǎo)學(xué)生形成探究型互動(dòng)模式?？傊處煈?yīng)該關(guān)注學(xué)生的編程過(guò)程，因?yàn)槊嫦蜻^(guò)程的腳手架可以促進(jìn)問(wèn)題的提出與回答，進(jìn)而促進(jìn)知識(shí)的共享與構(gòu)建，直至編程解決方案的創(chuàng)建[25]。

六、結(jié)? ?語(yǔ)

以往實(shí)證研究表明結(jié)對(duì)編程效果具有不一致性，這使得尋找結(jié)對(duì)效果差異的原因變得越來(lái)越重要。因此，本研究從“專(zhuān)家—新手”的互動(dòng)話語(yǔ)行為及其序列關(guān)系視角對(duì)結(jié)對(duì)編程過(guò)程進(jìn)行了細(xì)粒度分析。采用聚類(lèi)及滯后序列分析法形成了四種同伴互動(dòng)模式，論文呈現(xiàn)了四種模式的顯著行為序列，從中可以顯著地判斷出不同的話語(yǔ)互動(dòng)方式對(duì)結(jié)對(duì)效果的貢獻(xiàn)度是不同的，這解釋了以往研究的結(jié)對(duì)效果差異的原因。這些探索可以幫助教師進(jìn)一步理解結(jié)對(duì)編程的同伴互動(dòng)過(guò)程，為結(jié)對(duì)編程活動(dòng)過(guò)程設(shè)計(jì)提供參考性建議。后續(xù)將進(jìn)一步豐富研究?jī)?nèi)容，綜合考慮言語(yǔ)信息、肢體動(dòng)作、面部表情等多模態(tài)數(shù)據(jù)開(kāi)展結(jié)對(duì)編程的過(guò)程性研究，為編程教育的推行提供更加有力的指導(dǎo)建議。

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Analysis of Discourse Interaction Mode of "Expert-novice" Pair Programming

Based on Behavioral Sequence

TAN Jinbo1，? WU Sisi1，? WU Lei1，? LI Yi2

（1.Faculty of Education， Shandong Normal University， Jinan Shandong 250014;

2.School of Education Science， Nanjing Normal University， Nanjing Jiangsu 210097）

[Abstract] "Expert-novice" pair programming is a common collaborative learning mode， and its application effect is different in previous empirical studies. To explore the reasons for the different effects of this model， this study uses the mixed method to make a fine-grained analysis of the interactive discourse of pair programming peers. Through lag sequence analysis， it is found that typical behaviors such as lecture， instruction， inquiry and response are important ways for experts to transfer knowledge and novices to construct knowledge. Through clustering and lag sequence analysis， four peer interaction modes are refined， namely， lecture-oriented， answer-oriented， guidance-oriented and exploration-oriented modes. Among them， guidance-oriented and exploration-oriented modes have the characteristics of two-way knowledge transfer between experts and novices， and have a strong positive value for programming learning. Lecture-oriented and answer-oriented modes have the characteristics of transferring knowledge from experts to novices， and their positive value to programming learning is weak. Through students' reflection logs， it is found that guidance-oriented and exploration-oriented are two interactive modes that students prefer. Therefore， teachers can optimize the process of peer interaction and carry out more efficient pair programming activities by intervening to form these two modes.

[Keywords] Pair Programming; Discourse Behavior; Interaction Mode; Learning Path; Lag Sequence Analysis

[作者簡(jiǎn)介] 譚金波（1978—），女，山東煙臺(tái)人。副教授，博士，主要從事編程教學(xué)和學(xué)習(xí)行為分析研究。E-mail：yttjb@163.com。

基金項(xiàng)目：2021年山東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目“網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間知識(shí)擴(kuò)散機(jī)制與測(cè)度研究”（項(xiàng)目編號(hào)：ZR2021QF069）