信息學奧賽在線測評系統的構建及個性化應用

許之安

當前流行的在線測評系統主要有USACO在線比賽系統、北京大學的Online Judge系統和Vijos系統，這些系統的主要功能是在線做題并反饋測評結果，但都普遍缺乏面向某一區域或學校的個性化應用。為此，我們以上述系統為原型，結合佛山市南海區中小學一線師生的實際需求，開發出NHOIJS系統，即“南海信息學奧賽在線測評系統”。該系統是一個集成題庫、比賽、教學等功能的綜合性網絡平臺，全區中小學師生在平臺上共建團隊和共享資源，真正實現了不同地域學校之間的融合互補和協同發展，為信息學奧賽在全區的深入均衡發展奠定了堅實的基礎。

● 信息學奧賽在線測評系統的需求分析

1.系統題庫設計要科學

NHOIJS系統的基礎是題庫資源，好的題庫資源是最大限度發揮系統效能的關鍵，面向全區中小學校如此多差異的群體，更應在使用類型和適用水平上下功夫。類型分為三大類：語言類、算法類、賽題類，每類下面又分許多小類。適用水平根據學生年級和實際水平情況分九個層次：語言入門、小學初級、小學中級、小學高級、初中初級、初中高級、高中初級、高中中級及高中高級。某道試題可以歸于多個層次。

2.系統題庫資源建設效率要提高

原型系統是以在線網頁的形式填寫上傳試題的項目內容，很多師生反映操作繁瑣并且容易出錯，效率較低。經過分析，考慮可以開發單機工具（使用Visual Basic開發），在本地生成試題包，再上傳到系統上。

全區中小學的輔導教師是很多的，如何在共建資源的過程中實現資源的優化配置是一個難題，尤其是出現重復試題上傳時如何處理，如果人工篩選的話工作量會很大。為了解決上述問題，需要開發識別相同試題的功能模塊，當上傳的試題在題庫中已經存在時則提示與哪一題相同并阻止上傳。此外，還需增加統計教師上傳試題數目和審核試題數目的功能，以及查看任意某位教師上傳或審核的試題列表的功能，以顯性的方式鼓勵教師多上傳或審核試題，并為評獎提供科學依據。

3.系統題庫要滿足輔導要求

根據對一線輔導教師的訪談和問卷調查，我們發現簡單的做題測評無法滿足師生的教學需求。系統需要增加在線討論、個性化比賽、作業布置及排名等功能。

● 構建信息學奧賽在線測評系統的理念闡述

根據美國著名教育技術專家巴納西的教學系統理念，我們構建出了NHOIJS系統，為系統的個性化應用提供了有力保障。

1.機構層次的系統

此層包括用戶和團隊，用戶對應教師或學生，用戶組成團隊，團隊則歸屬某個學校，一個學校可以有多個團隊，一個團隊就像常規教學中的班級將學生組織起來。

2.管理層次的系統

對上述的用戶和團隊進行細化設計，構建出系統的管理層。系統用戶按權限由大到小的順序劃分為六類：①首席管理員：教師用戶，繼承超級管理員功能，還有跨校團隊管理和系統管理功能，如數據導出、升級等；②超級管理員：教師用戶，繼承題庫審核員功能，還能管理所有團隊，創建全區性比賽，發布公告等；③題庫審核員：教師用戶，繼承團隊管理員功能，還能審核上傳的試題；④團隊管理員：教師用戶，繼承普通用戶功能，還能管理本團隊成員，添加試題、本校團隊和本校比賽；⑤普通用戶：學生或教師用戶，只有做題、討論功能；⑥鎖定用戶：被管理員鎖定的普通用戶，無法使用系統。團隊分為普通學校團隊和跨校團隊兩種。圖1是跨校團隊組織功能圖。

圖1

3.教學層次的系統

在設計好管理層次的系統后，便要著手架設不同主體間的教學關系和模式。本系統中教學的主體是團隊成員（學生）和團隊管理員（教師），兩者間通過布置作業、組織比賽、題解開閉、主題討論和互發消息等系統功能建立在線教學模式。

4.學習層次的系統

教師與學生間的教學關系通過上述系統功能構建起來，但是否具有可操作性，如何操作，這就涉及學習層次的系統問題。一方面，教師作為團隊管理員要先學習系統的各項功能，靈活運用系統教學模塊進行提前備課；另一方面，學生作為團隊成員要有自主學習的理念，積極使用系統教學模塊與教師或同學溝通交流。

● 在線互動教學有效拓展信息學奧賽輔導模式

NHOIJS系統中的在線互動教學則拓展了傳統輔導的模式，師生可以在網上進行互動，從而解決時間和空間的沖突問題。

1.互動環節

有效的互動是良好教學效果的保證，在真實的課堂中互動可以面對面的進行，同樣在測評系統中也能及時實現這樣的“顯性互動”。

（1）消息中心

學生只能發送消息給所屬團隊的管理員，即向自己的輔導教師提問。團隊管理員可以群發消息給本團隊所有學員，這一般用于處理在教學中出現的共性問題，也可以單發消息給某一個學員進行單獨輔導。超級管理員以上用戶可以選擇給多個團隊發送消息，這主要用于事務性的通知。

（2）討論板塊

除了鎖定用戶外，其他用戶都可以發起針對某一道題目的討論，或者是自由主題的討論，如學習方法，經驗交流等。討論板塊類似于論壇，用戶可以通過發帖和跟帖的方式進行充分的討論，不管是課堂還是課外，都可以由教師或學生發起某一主題任務或某道題的討論，讓學生思考如何解決并跟帖發表見解。

（3）題解功能

教師可以發布某一道試題的題解（一般是解題的提示和指導），并設置該題是否開放題解。題解的設置既有利于教師備課，又便于學生自主學習。教師可以控制題解開閉的時間，從而控制教學的進程。

2.做題環節

做題并不是單純的做題，可以有我的作業包、自主做題和參加比賽三種方式。整合上述互動環節后，做題環節的教學流程如圖2所示。

圖2

（1）自主做題

學生可以按照水平級別和題目分類兩種方式選擇試題來做，水平級別可以定位自己的水平層次，題目分類可以查看和規劃需要學習的內容，這樣使學生能夠較為科學的選題，而不是亂選亂做題目。學生在提交試題程序后可以即時獲得得分、耗時、出錯原因等測評信息，便于學生自查提高。

（2）個性化比賽

團隊管理員以上用戶可以創建比賽，包括設置比賽時段，允許提交的次數，提交后顯示情況等，其中團隊管理員或題庫審核員只能創建校內一個或多個團隊的比賽，超級管理員以上用戶可以創建全區多校多年級的比賽。

（3）我的作業包

上述的比賽是為了在限定時間內考察學生的實戰能力，而作業包則可以在平常輔導時使用。教師可以在系統中給自己團隊的學生布置作業包，設置要完成的試題和作業完成的時間，并可以設置開放或屏蔽作業以外的試題。

3.反饋環節

教學反饋是指導師生深入學習的關鍵，在線測評系統也要根據學生在線學習的情況進行激勵性的反饋，一方面教師可以掌握學生學習的進度和效果而制定下一步的教學輔導計劃和內容，另一方面學生可以看到自己一點一滴的進步，明了自己與他人的差距或優勢，鼓勵自己不斷前進。

（1）排名功能

在排名頁面可以查看全區學生和教師的做題排名情況，按照通過試題數和提交次數依次排序，也可以查看具體某一個團隊里所有學員的排名情況。

（2）信息學奧賽明星榜

按照通過的試題數和提交次數以及時間段，分今日之星，本周之星，本月之星，全明星四類明星。每類明星榜都分年級（小三到高三，還有教師）列出每個級別的狀元，點擊具體的某一個級別，則會顯示該級別的前十名。通過明星榜，可以使師生發現自己的不足和看到長遠的發展，從而營造出你追我趕的學習氛圍，使得師生在競爭中不斷提高自己的水平。

（3）比賽情況反饋

比賽中用戶提交程序后是即時測評的，得分、耗時和出錯等信息馬上寫入系統數據庫中，顯示給用戶的信息要根據創建比賽時的設置而定。通過控制提交程序后反饋信息的多少來訓練學生的糾錯、調試等能力。

比賽結束后，比賽的創建者統計比賽結果，師生可以在系統網頁上查看比賽成績排名并導出比賽成績的Excel表，便于統計和比較。

● 信息學奧賽在線測評系統的應用效果及反思

1.科學的系統開發模式是滿足師生需求的有力保證

在系統的開發過程中，我們引入軟件工程學和系統工程的理論和方法，按照用戶至上的原則，采用結構化、模塊化自頂向下對系統進行分析和設計，主要分為六個階段（如圖3）。在NHOIJS系統開發中秉承上述信息系統六個階段的周期規律，解決了許多師生反映的棘手問題，實現了系統的便捷使用，系統也在不斷拓展中完善穩定。

圖3

2.系統運行狀況穩定，師生反饋效果良好

自2010年系統運行以來，注冊人數超過1800人，全區130多所中小學校建立了近200個團隊，題庫試題達到1500道，組織全區或各校比賽50多場，做題記錄近90000條，教師布置的作業包達到300多個。師生踴躍使用系統的各項功能，各校師生通過在線測評系統認識、交流、合作和競爭，形成了充滿朝氣和活力的團隊。通過在線測評系統這個平臺，全區信息學奧賽向著均衡優質的方向深入發展，一方面以前未開展的學校逐步加入進來，另一方面越來越多的信息學奧賽特長生涌現出來，全區形成了秩序井然的梯隊式發展格局，在全國信息學聯賽、廣東省信息學決賽和全國信息學決賽中均取得不錯的成績。

3．實時跟蹤師生需求，不斷完善系統個性化應用

在系統的使用中，一線師生都提出了很多建設性的意見，對系統的快捷使用、發揮最大效能起到了積極的推進作用。

通過對師生的調查，我們發現系統中還存在一些問題需要完善。例如，有教師說：“至于‘題庫，到現在為止已有上千題目了，涵蓋范圍也挺大的，而且有難度標識，有利于學生的選題。不過我在做題時發現，很多題目都是雷同的，試過一次同一段代碼能原封不動就通過幾道題了，叫人哭笑不得。”這反映出系統題庫資源的量已經足夠大，但是不夠精，存在重復浪費的現象，下一階段需要在“精簡”上做文章。

在“排名”功能上，學生也有異議：“為了激發信息學奧賽學習者的積極性，設置了排名，但這排名卻摻了不少水分。很多初中生為了排名，專挑些小學的入門題來做，難怪一會兒就通過這么多題，這明顯違背了設立這個網站的初衷。能否將以通過題數來排名，改為以經驗多少來排名？假設針對一道小學六年級難度的題目，若小學五年級的學生通過此題，就能加較多經驗值；相反，初中生通過小學題，則只能加較少經驗值，我認為這樣做才比較妥。”這里提出了很好的建議，不能單純以通過的試題數量來排名，以“經驗值”來排名有可取之處。

只有不斷地實踐，并在實踐中總結反思，再指導系統的多次開發，系統才能具有活躍的生命力，滿足不斷增長的個性化需求，發揮更大的作用。