软件开发人员认知风格测试系统的分析与设计

赵 莉 邓 锐 王红时 陈 华

5913(2009)22-0103-03

摘要:优秀的软件开发人员都有着明显的认知风格的偏好。为了定量地实证研究这种偏好,课题组主要采用Riding的理论和编制方法,进行重新组题、修正并成功开发CSA(Cognitive Style Analysis)软件系统。

关键词:软件开发人员;认知风格;Riding认知风格理论;CSA

中图分类号:G642 文献标识码:A

1引言

认知风格,是指“信息加工过程中,围绕内在人格特征、以合适的方式发展的自我一致性的特征”,是“个体在认知活动中表现出来的人格倾向和人格特征上的差异。他直接指向学习者处理信息的习惯,描述了学习者感知、思考、记忆和问题处理的类型模式,反映了个体知觉信息时的特定偏好”。从20世纪40年代中期起出现了几种认知风格模型,许多研究者由于独立进行研究的缘故,提出一长串的风格名称。20世纪90年代Riding等人对认知风格的背景进行深入的分析,把各种各样的认知风格类型归结到两个基本维度——整体-分析维度和言语-表象维度。整体-分析风格范畴的风格测量所测评的是个体倾向于把信息组织成整体部分还是不同部分,属于这一范畴的典型代表有场独立性-依存性、粗放型-敏锐性、冲动性-反思性等;言语-表象风格范畴测量所测评的是个体在思维时倾向于借助言语还是心理表象来表征信息,属于这一范畴的典型代表有言语型-视觉型和言语型-表象型。现代EEG、ERP等实验为两个风格维度提供了有力的证据。

从事不同职业的成员具有共性的认知风格,软件开发人员指的是软件行业从事开发的应用型人员,既不包含算法研究等理论研究人员,也不包含软件开发管理人员。我们在研究中发现优秀的软件开发人员都有着明显的认知风格的偏好。为了定量地实证研究这种偏好,课题组主要采用Riding的理论和编制方法,进行重新组题、修正并成功开发CSA(Cognitive Style Analysis)软件系统。

2Riding的认知风格理论和CSA系统

Riding等人给出了一个结构模式,开发出认知风格的整合测评工具——认知风格分析系统(CSA)。CSA直接测量整体-分析和言语-表象维度的两端,由3个分测验构成。第一个分测验通过每次呈现一个要求判断“对”、“错”的陈述,来测评言语-表象维度。测验中关于认知范畴的信息的陈述和描述外观项目的陈述各占一半。研究者假定表象型的个体由于物体相对容易被表征为心理表象,能够迅速获得用于比较的信息,从而对外观性的陈述做出的反映更快。同时假定言语型个体对认知范畴的项目的反映时间会更短,计算机记录对每个项目的反映时,并且计算言语-表象比率。低比率反映的是言语型,高比率反映的是表象型,居于中间位置的被认为是双重型。采用这种方法,要求个体必须既阅读言语型项目,又阅读表象型项目,以便于阅读能力和速度同时得到监控。

后面的两个分测验用于评估整体-分析维度。其中的第一个分测验的项目要求个体判断成对的复杂几何图形是否相同。假定整体型的个体对这种任务的反映可能相对较快,其中的第二个分测验的项目要求被测试人通过按两个有标记的键中的一个来指出作为刺激的简单几何图形(例如,正方形、三角形等)是否包含在复杂的几何图形中。假定,分析型的个体把简单图形从镶嵌他在内的复杂几何图形中分离出来的速度相对要快些,在进行这一分测验时,计算机同样要记录反应时,计算整体加工与分析加工的比率。低比率反映了整体性加工倾向,高比率反映了分析性加工倾向,介于两者之间的比率被称为“中间型”。

在做这些测验时,被试者并不知道该测验记录反应时,目的是让他们以一种轻松的方式接受测试任务,反映出他们通常加工信息的方式。由于使用比率、总体的反应速度并不影响风格的测试结果。在Riding和Cheema的研究中给出了开发CSA的背景材料。

3CSA的优点和缺点

CSA为测评个体在两个基本的认知风格维度上的位置提供了一种的简单、快捷、方便的手段(Riding,1991b)。该测评工具有五个优点:(1)他是一种客观性的测验;(2)他确实评估了风格维度的两端,如果没有做到这点,测验评估的就是能力而不是认知风格了;(3)测试没有包含问卷类的项目或者有难度的语言,适合于从儿童到成人的任何年龄段;(4)他的测试情境能适用于各种各样的环境,不受环境约束;(5)他在许多国家得到应用,在本质上一般不受文化的影响。

Ali Reza Rezaeia(2003)等人对CSA系统提出一些建议来改进CSA的信度和效度,这些建议包括:(1)进行三个分测验时尽量不要出现中断,因为在进行CSA测量时被试者需要在一种轻松的状态下完成加工信息,主试者应避免给出任何线索暗示被试者的分数与反映速度有关,如果强调反应速度的话,个体的加工信息的方式就可能会改变,CSA的信度对反应时间非常敏感,即使一个简短的中断也会影响信度和效度系数;(2)将来的CSA版本应该在结果中提供每个分测验中各个项目的反应时。CSA的结果中只列出全部的反应时的比率,而不显示每个项目的反应时。这样在结果分析时会失去很多的信息;(3)改变问题的呈现方式,CSA的一个局限性可能与言语-表象的两个量表的内容效度有关,因为在这两个量表中问题的呈现需要被试者首先读懂以“句子”形式出现的陈述,这就可能使言语型的被试者减少对每个项目的反应时;(4)增加CSA各个类型问题的数量,CSA每种类型问题的数量太有限,为了降低由于随机误差所带来的影响建议增加每个种类项目的测验数量;(5)建议将CSA测验中判断对错的有颜色的按钮改成同样的颜色或没有颜色;(6)使用规范统一的提问方式来替代有颜色标记的题干;(7)提高言语-表象维度量表的可变性。由于整体-分析维度上问题的难度要高于言语-表象维度的项目,整体-分析维度的信度可能要比言语-表象维度的信度要高,因此增加该维度中项目的数量和变化可以提高测验的信度。

4设计实现

“软件开发人员的认知风格研究”是针对软件从业人员的风格的研究,在这里我们假定软件从业人员的认知风格在某维度方面存在偏好,采取Ali Reza Rezaeia(2003)等人对CSA系统的建议,根据CSA的测试模式进行修正后制定了具体的4个分测验,小组的成员对CSA测试系统做了一个模拟的系统“软件行业从业人员的认知风格测试系统”。

Riding的CSA系统涉及到的表象维度的测试是用言语描述的,这就可能使表象型的被试者先要进行言语-表象的转换,从而增加对每个项目的反应时。考虑到这一点,我们在测试系统的编制中,将表象测试题设计为用图形来描述。这将提高表象维度的测试效度。

考虑到评测时主要是根据“反应时”作为衡量不同风格的依据,所以我们首选了C#系统进行编程,而非C#等JIT解释型语言系统。用C#语言工具编写出用于测试软件人员认知风格的软件,将四个分测验进行综合测试,因为在做这些测验时,被试者并不知道该测验记录反应时,目的是让他们以一种轻松的方式接受测试任务,反映出他们通常加工信息的方式。由于使用了比率,所以总体的反应速度并不影响风格的测试结果。测试系统如图1所示:

第一个分测验是以图形方式呈现的对外观认知的项目,用来测试表象维度。假设表象型的个体由于物体相对容易被表征为心理表象,从而对图形题干将会做出更快的反应,并且从这些表象中能够直接而迅速地获得用于比较的信息,如图2所示。

第二个分测验包含着认知范畴的信息来测试言语维度。言语测试题如:

我(男)爸爸的姑姑的唯一的兄弟的妻子的唯一的孙子的妈妈的最大的姐姐是:

A大姑 B大嫂 C大婶 D大姨 E大姐

言语型的个体对认知范畴的项目反应时间更短,因为表象型的个体需要先将抽象的言语转换为形象来表征。计算机记录对被试者对每个项目的反应时。

第三个分测验包含着有成对的复杂几何图形组,他要求个体判断同一组的图形是否相同用来评估整体维度。如图3所示。

第四个分测验项目包含着一个简单图形和一个复杂图形,他要求被试者在复杂图形中找到简单图形用来评估分析维度,这一测验所考察的是个体对包含在复杂图形里的简单图形的去隐蔽能力,他假定分析型的人在这一作业中做的更快。如图4所示。

测试由随机从每个分测验的测试题目中选择10个题目共计40题组成。在测试中考虑到被试者由于对题目没有兴趣,或者大多数题目没有经过大脑的认真思考就回答这样会影响测试分析的最终结果,因此必须对测试卷的有效性进行合理判断,如果一个测试卷的每一个项目的错误率达到30%,我们就判定该测试卷为无效试卷。

测试时,计算机记录下被试者对每一个分测验的各个项目的反应时。通过计算言语和表象平均反应时的比率,作为整体加工与分析加工比率信息。低比率反映了整体加工倾向,高比率反映了分析加工倾向,界于这两者之间的比率为中间型。同理计算言语和表象反应时的比率,低比率反映了表象维度倾向,高比率反映了表象维度倾向,界于这两者之间的比率为中间型。

目前课题组正在利用该系统对分组被试者进行测试,相关调查分析结果将另文阐述。

参考文献:

[1]Messick S. The nature of cognitive styles: problems and promises in educational research[J]. Educational Psychologist,1984(19):59-74.

[2]R.赖丁,S.雷纳. 认知风格与学习策略:理解学习和行为中的风格差异[M]. 庞维国,译. 上海:华东师范大学出版社,2003:41-43.

[3] 刘惠军,李洋. Riding的认知风格测量与EEG证据[J]. 漳州师范学院学报:自然科学版,2006(1):127-133.

[4]Ali Reza Rezaeia,Larry Katzb. Evaluation of the reliability and validity of the cognitive styles analysis[J]. Personality and Individual Differences,2004(36):1317-1327.

Design and Analysis of a Cognitive Style Analysis System toward Software Developer

ZHAO Li1,2, DENG Rui2, WANG Hong-shi2, CHEN Hua3

(1. Hunan University, Changsha 410000, China ; 2. Hunan College of Information, Changsha 410200, China ;

3. Zhongzhou College, Zhengzhou 450000, China)

Abstract: The outstanding software developers are of the evident preferences toward cognitive style. A cognitive style analysis system based on Ridings theory about cognitive style has been developed after a series of analyzing and revising, so as to test and research the preferences of developers.

Key words: software developer; cognitive style; Riding Cognitive Style theory; CSA