面对面结对编程与学习的方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种面对面结对编程与学习的方法及其装置，属于计算机领域的结对编程模式应用于教育领域的交叉领域。本发明专利技术提出了“结对学习”的概念，并为结对学习与结对编程的应用提供了一套方法体系，包括：结对方法，对结对过程及效果进行分析的统计分析方法，分析结果之后的干预方法，以及需要的硬件条件：结对装置。本发明专利技术将为广大师生应用结对编程与学习提供方法指导、更加灵活的问题处理方式，以及实施的保证性。这也将进一步推进关于结对编程与学习实践和理论研究，使得结对编程更快更好地为人们创造价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于计算机领域，具体涉及一种针对结对编程和结对学习的方法及其装置。
技术介绍
结对编程(Pair Programming)指的是这样的一种程序设计实践，即两 名程序员并肩工作在同一台计算机前，共同探讨设计方案、共同设计算法、共同编写程序代码、共同完成各种测试。在这两个人中，一个被称为“驾驶员”的那个人负责打字或写出设计方案，被称为“领航员”的另一个人负责其他工作，包括随时观察驾驶员的工作情况，发现并纠正其操作性和策略性失误。结对编程是极限编程(Extreme Programming)的12个核心实践之一。而大多数关于结对编程的研究实验是在教育环境中进行的，实验结果也充分表明结对编程方式下的学习模式有利于教育教学，主要体现在以下方面1)获得更高的代码质量；2)减少完成学习任务的时间；3)增强学生的理解力；4)增加编程的愉悦感；5)改善学生在考试中的成绩表现；6)帮助女学生更加有效地完成编程工作，提高自信心；7)结对学习还能减轻教师的工作负担。结对学习是结对编程的附属产物，伴随着结对编程过程。目前，国内外学者主要研究结对编程的有效性，影响结对人员的相容性因素以及分布式结对编程，上述研究侧重于对结对编程的理论研究，很少有学者能够对结对编程应用方面给予系统的阐述。此外，结对编程概念的提出最初是为了企业环境下的软件开发，但绝大多数的结对编程实验是在教育环境下进行的，由此得出的结论在企业中不一定适用。
技术实现思路
本专利技术针对上述问题，将结对编程正式作为教育环境的教学方法，提出了“结对学习”的概念，并为结对学习与结对编程的应用提供了一套方法体系以及需要的结对装置，能为结对者应用结对学习提供更好的方法指导。为了实现上述专利技术目的，本专利技术方法采用的技术方案如下 面对面结对编程与学习的方法，具体包括(1)选择结对组织模式根据不同的教育教学目的，选择由单因素决定的组织模式或者由双因素决定的组织模式，单因素包括能力或性格，双因素包括能力和性格；(2)利用统计分析方法将结对过程量化统计分析方法提供结对过程量化的指标和依据，其包括结对者角色转换的次数、角色持续时间和结对编程时间；(3)根据结对情况进行自动干预在结对过程中，干预方法将根据统计分析结果传递的值与判断条件相对比，对结对过程产生相应的干预；干预方法的建立主要分为四个步骤步骤I选取指标选择的指标分为初级指标和高级指标，初级指标包括结对者角色转换的次数、角色持续时间和结对编程时间；高级指标则是在前面指标的基础上计算而来，包括角色转换率，即角色转换的次数除以结对编程时间；步骤2设置干预条件设定角色持续时间最高为45分钟，如果大于30分钟，则提醒结对人员交换角色；如果大于45分钟，则强制转换结对角色；最低为5分钟，如果小于5分钟，则警告结对人员减少交换的次数；步骤3实时干预实时干预在结对过程中给予及时提醒和角色干预，包括角色交换提醒、强制角色交换及减少交换次数的警告；步骤4构建整体干预方法；(4)结对过程结束后，统计模型将自动计算出结对的交换频率，据此评价结对者的相容性。统计分析方法的建立过程步骤I根据角色标识，系统时钟开始计时，定义时间间隔变量Λ T=TO ;步骤2第一次交换角色，角色改变一次，用变量C=I表示，Δ T=Tl ;步骤3第二次交换角色，C值自动加“1”，ΛΤ=Τ2 ;依次类推，在步骤η :第η-1次交换角色，C=n_l，Δ T=T (η-1)。假设结对编程时间用T表示，它是系统根据“开始结对”与“停止结对”标识计算出来的。在结对过程中，干预方法将根据统计分析结果传递的Λ T值与判断条件相对比，对结对过程产生相应的干预；在结对结束后，统计模型将自动计算出结对的交换频率(C/T)，据此评价结对者的相容性。 本专利技术用于结对编程与学习方法的装置，包括双鼠标、双键盘和双显示器共享一台主机的硬件环境，双显示器通过共享器连接到主机上，主机上通过USB接口配置有双鼠标和双键盘；结对工作时，每次只有一对键盘和鼠标具有控制权，并由驾驭者操作和编写代码，隔一段时间双方交换角色，则装置释放对鼠标和键盘的控制权，并将其交给另外一对鼠标和键盘，允许另一个结对者进行编码工作。本专利技术的技术特点及有益效果 (I)本专利技术提出的结对组织方式，是在国内外研究的基础上，结合大量的结对实验分析总结得出的，将为结对者应用结对学习提供更好的方法指导。(2)本专利技术提出的统计分析方法，是针对结对过程的量化统计，打开了面对面结对编程量化评价的开端，为更加科学地量化和验证结对效果奠定了基础。(3)本专利技术提出的干预方法，使结对编程更加具有灵活性，针对结对过程中遇到的常见问题，给予一定的干预，促进结对顺利进行。(4)本专利技术提供的结对装置，为应用结对编程与学习提供了保证，将理论研究推向了实践应用，鼓励人们在应用中体会结对编程的有效性。附图说明图I是本专利技术结对编程与学习方法中的干预过程 图2是实施结对编程与学习方法所需要的结对装置图。具体实施例方式本专利技术是涉及将结对编程模式应用于教育领域的交叉领域，提出了“结对学习”的概念，主要涉及以下内容(1)提出结对学习中的结对组织方式；(2)利用统计分析模型对结对效果进行分析评价，再采用干预方法对结对过程加以干预，使结对效果更佳；(3)提供了应用结对编程与学习时需要的结对装置。(一)结对编程与学习方法 在结对组织方式及相关学者对结对相容性的研究的基础上，通过大量的结对实验，提出了单因素(能力或性格)决定的组织模式和双因素(能力和性格)决定的组织模式，在不同模式下适合教育教学的结对方法，分别是单因素下的组织模式包括1)高能力——中等能力；2)中等能力——低能力；3)外向型——外向型；4)外向型——内向型；双因素决定的组织模式包括1)认知技能较高者/水平相当者一认知技能水平较高者/相当者；2)外/中——夕卜/低；3)夕卜/中——夕卜/中；4)夕卜/中——夕卜/高；5)夕卜/高——内/高。针对结对过程中出现的一些常见问题及结对效果不理想等情况，提出了干预方法，以促进结对学习顺利进行并取得较好的结对效果。干预方法的建立主要分为四个步骤 步骤I:选取指标 选择的指标分为初级指标和高级指标。初级指标主要是结对者角色转换的次数、角色持续时间、结对编程时间；高级指标则是角色转换率(角色转换的次数/结对编程时间)。·步骤2:设置干预条件 设定角色持续时间最高为45分钟，如果大于30分钟，则提醒结对人员交换角色；如果大于45分钟，则强制转换结对角色；最低为5分钟，如果小于5分钟，则警告结对人员减少交换的次数。步骤3:实时干预 实时干预在结对过程中给予及时提醒和角色干预，包括角色交换提醒，强制角色交换及减少交换次数的警告等。步骤4 :构建整体干预方法，如图I所示。(二)结对装置 为了更方便地支持结对编程，为此设计与开发一套面对面结对编程与学习装置。面对面结对编程系统采用双鼠标、双键盘和双显示器共享一台主机的硬件环境，可以免去结对编程者之间频繁的相互交换座位等细节，使结对者更加方便的交流，最大化的提高工作效率，打造出最佳的合作团队。面对面结对编程系统的物理组成结构如图2所示。双显示器通过共享器连接到主机上，主机上配置有双鼠标和双键盘，并通过USB接口与主机连接。结对工作时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
面对面结对编程与学习的方法，其特征在于，该方法具体包括：（1）选择结对组织模式：根据不同的教育教学目的，选择由单因素决定的组织模式或者由双因素决定的组织模式，所述单因素包括能力或性格，所述双因素包括能力和性格；？（2）利用统计分析方法将结对过程量化：所述统计分析方法提供结对过程量化的指标和依据，其包括结对者角色转换的次数、角色持续时间和结对编程时间；（3）根据结对情况进行自动干预：在结对过程中，干预方法将根据统计分析结果传递的值与判断条件相对比，对结对过程产生相应的干预；所述干预方法的建立主要分为四个步骤：步骤1选取指标：选择的指标分为初级指标和高级指标，初级指标包括结对者角色转换的次数、角色持续时间和结对编程时间；高级指标包括角色转换率，即角色转换的次数除以结对编程时间；步骤2设置干预条件：设定角色持续时间最高为45分钟，如果大于30分钟，则提醒结对人员交换角色；如果大于45分钟，则强制转换结对角色；最低为5分钟，如果小于5分钟，则警告结对人员减少交换的次数；步骤3实时干预：实时干预在结对过程中给予及时提醒和角色干预，包括角色交换提醒、强制角色交换及减少交换次数的警告；步骤4：构建整体干预方法；（4）结对过程结束后，统计模型将自动计算出结对的交换频率，据此评价结对者的相容性。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：窦万峰，史玉梅，
申请(专利权)人：南京师范大学，
类型：发明
国别省市：