基于在線測評技術的編程類課程教學實踐研究

劉赟 彭天昊 潘有順

摘要：為加強學生實踐動手能力訓練，提高應用型人才培養(yǎng)質(zhì)量，文章通過分析在線測評技術的優(yōu)勢和學生的實際需求，提出了在線測評技術在編程類課程中的應用策略，以及考試方式、題目難度和反饋形式等方面的優(yōu)化建議，以提高在線測評技術的實用性和科學性。實證表明，研究內(nèi)容為編程類課程教學帶來了新的課堂教學與課后練習方式。同時，文章所提策略能顯著提高學生的編程能力和教師的教學水平，具有較好的推廣及應用潛力。

關鍵詞：應用型人才；編程；在線測評；策略優(yōu)化；課堂教學

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2024）06-0099-03

0 引言

由于互聯(lián)網(wǎng)技術的不斷發(fā)展，教育方式正經(jīng)歷革命式的轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)的編程類課程教育存在如下問題：1）缺少實踐動手能力的訓練；2）無法滿足學生的自學需求；3）評估過程淺顯化、呆板化等。這些問題促使編程類課程的教學改革目光聚焦于在線測評技術，該技術是一種實時測試、評估與反饋的程序測評方法。然而，當前的在線測評技術主要應用于程序競賽、學生刷題等課外技能提升項目，很少運用于課內(nèi)教學實踐。因此，程序在線測評技術在編程教育方面的教學研究已成為一個備受關注的研究領域[1-2]。

本文探討在線測評技術在編程類課程教學中的應用，明確其在編程教育方面的作用和優(yōu)勢，并提出在線測評技術的應用策略及優(yōu)化建議。本文旨在尋找一種提高編程教育質(zhì)量的有效方法，探索如何依靠在線測評技術實現(xiàn)教學效果的提升。值得注意的是，本文并不針對一個實際的在線測評系統(tǒng)，而是在提出策略和建議的基礎上探討如何最大限度地利用在線測評技術的優(yōu)勢，增強學生的編程能力，解決教學過程中的一些問題。通過對本文所述問題和方法進行實踐研究，可以為編程類課程提供更有效的課堂教學方式，為進一步提高學生的實踐動手能力提供更有效的保障，為支撐應用型人才培養(yǎng)開新路、出新績。

1 相關理論介紹

1.1 在線測評技術的特點和發(fā)展

在線測評技術是一種利用計算機和網(wǎng)絡技術實現(xiàn)在線考試、在線評估和在線反饋的方法，它已經(jīng)成為現(xiàn)代教育領域的重要組成部分[3]。與傳統(tǒng)的線下編程教學方式相比，在線測評技術的本質(zhì)是使考試、評估和反饋三個環(huán)節(jié)更加靈活、高效和可靠。隨著教育互聯(lián)網(wǎng)化的深入推進，在線測評技術得以廣泛應用。在線題庫、答題系統(tǒng)、考試系統(tǒng)等已經(jīng)成為現(xiàn)代教育的必要工具之一。

1.2 在線測評技術在編程教育中的應用優(yōu)勢

在線測評技術在編程教育中能夠使學生更加關注實踐動手能力的訓練，同時也能夠為教師提供更加有效的教學手段[4]。在線測評技術的主要應用包括在線考試、在線自動評估、在線自動反饋等，具體優(yōu)勢和特點如下：

1）提供靈活的在線考試方案。在線考試可以提供靈活的時間和地點，方便學生和教師就考試進行調(diào)整。

2）在線批注和評估。在線測評技術可以在考試過程中自動記錄和批注每個學生的答案，并能夠為教師提供更客觀化的評估方式。

3）提供及時反饋。在線測評技術可以即時給出學生答案的正確性和錯誤性，幫助學生更好地了解自己的問題，及時調(diào)整學習方向。

1.3 編程教育方面的相關理論和實踐

編程教育是目前最熱門的教育領域之一。編程學習需要大量的動手實踐、反復的試錯和深度的思考。如何提高編程教育的效果和質(zhì)量，已成為編程教育改革的重點話題[5-6]。目前，大部分高校的編程教育仍采用傳統(tǒng)課堂教學模式，導致教學效果不佳，存在內(nèi)容難度把握不準確、實踐教學不力、評估方法難以客觀、反饋滯后等瓶頸問題。為了解決這些問題，越來越多的教育專家致力于探索新的教學方法和模式，更多地關注于在線測評技術，并嘗試將其引入編程教育中，以提高編程教育的效果和質(zhì)量。

2 在線測評技術在編程教育中的應用策略

2.1 在線測評技術的應用方式和場景

在線測評技術的應用方式和場景是其在編程教育中應用效果好壞的關鍵。對于完整的在線測評系統(tǒng)，其主要包括在線題目或題庫發(fā)布、在線考試、在線專項練習或刷題、在線評估和反饋、在線討論或協(xié)作等內(nèi)容，其應用線路圖如圖1所示。

1）在線題目或題庫發(fā)布：給學生提供答題的渠道和內(nèi)容。

2）在線考試：學生在指定時間內(nèi)進行在線考試，此時系統(tǒng)將嚴格記錄其答案和考試時間。

3）在線專項練習或刷題：學生通過在線模擬測試進行針對性的練習，練習或刷題可隨時隨地進行。

4）在線評估和反饋：獲得學生在線考試、練習或刷題的答案后，系統(tǒng)通常會根據(jù)已有的算法進行自動評估，并即時反饋給學生和教師。

5）在線討論或協(xié)作：教師和學生可以通過在線平臺一起探討、交流、協(xié)作或反饋。

如果僅將在線測評技術作為傳統(tǒng)教學方式的一種輔助教學手段，可以將兩者進行一定的教學融合，具體可以按照如下方式進行：

1）將在線測評技術作為一種補充的教學手段，同時保留傳統(tǒng)的教學模式，例如教室授課、編程實驗等。

2）專注于在線專項練習與評估，這一部分通常采用在線刷題模式，以幫助學生發(fā)現(xiàn)問題、改進方案并加以鞏固，在此基礎上提供適當?shù)姆答伜椭笇А?/p>

3）采用“翻轉(zhuǎn)課堂”或在線課程模式，通過網(wǎng)絡和自主學習，提供編程領域的必要知識和技能的有效學習，同時在線測評技術可以全程監(jiān)測學生學習的記錄，為教師以及學生的自身需要提供即時反饋。

2.2 在線測評技術應用策略的優(yōu)化建議

在線測評技術的應用策略與其本身的強大功能是緊密相連的，即在應用過程中考慮到學生的需求和特點，是實現(xiàn)在線測評技術在編程教育中有效應用的關鍵因素。為達到這一目標，需要同時考慮以下方面的因素并進行策略的調(diào)整和優(yōu)化：

1）考試方式的優(yōu)化。在線測評技術的優(yōu)勢之一是針對大量學生答題、評估和反饋的高效性，因此在編程教育中采用在線考試的方式必須滿足實際的需求。考試方式的優(yōu)化與其難度有關，對于初學者，可以選擇基礎練習和簡單試題，逐步提高題目的難度和綜合性，以和實際編程工作相接近的題目作為最高難度。測試時間可以靈活安排，以等待學生做好充分的知識準備。為了增加學生的學習興趣和參與度，可以將難度不同的題目進行分類，設置學生可以自由選擇考試和答題的途徑，從而保證每個學生都能在自己的舒適范圍內(nèi)學習和測試。

2）題目難度和類型的優(yōu)化。題目設計的質(zhì)量和多樣性對于在線測評技術在編程教育中的應用至關重要。首先，編程課程需要設計一個全面的題目庫，包含難度適中的基礎練習和相對高難度的應用練習。基礎練習要簡單且易于理解，可以讓初學者能夠逐漸掌握基本語法、數(shù)據(jù)類型、流程控制結構等編程基礎，慢慢積累知識和技能。隨著學習的深入，學生將逐步接觸到更深入、更具挑戰(zhàn)性的題目，這些題目需要考慮到現(xiàn)實工作的復雜性，并讓學生學會如何進行問題定義、分析和解決。其次，需要優(yōu)先關注學生的興趣和實際需求，在對于題目難度和數(shù)量的確定過程中，要考慮到學生的實際接受能力及學習態(tài)度，按照學生現(xiàn)階段的學習進度和實際需求來規(guī)劃相應的題目。最后，應該注重題目的多樣性和創(chuàng)新性，鼓勵學生關注實際應用中的問題并提出自己的想法和解決方案。

3）在線評估和反饋的優(yōu)化。在線測評技術的評估和反饋質(zhì)量對于編程教育的實際應用效果具有重大影響。在評估方面，針對不同題目可以制定不同的評估標準，還可根據(jù)學生答案的嚴謹性和邏輯性等多個方面的內(nèi)容進行評估。為了提高評估的準確性和公正性，可以引入多顆星級或等級評估方法進行評價。對于置信度較低的評估結果，可以讓教師參與評估，人工查找出評估錯誤或評估不準確的情況。在反饋方面，及時準確地向?qū)W生反饋答案的正確與否，不僅可以激發(fā)學生的學習興趣和自信心，還可以促進學生對于錯誤的理解和思考，逐漸形成縝密的思維和技能結構。

4）數(shù)據(jù)保護和安全性。在線測評技術在使用過程中，需要考慮到數(shù)據(jù)保護和安全性的問題。在線評估和反饋機制會記錄學生的答題信息和后續(xù)的數(shù)據(jù)處理結果。因此，面對數(shù)據(jù)泄露和安全問題，要積極采取相關策略和措施保障學生的信息安全，例如加密存儲學生答題信息和承諾不會泄露學生的個人數(shù)據(jù)信息。

2.3 在線測評技術在編程教育中的實際運用

在實際的編程教育中，可以結合上述優(yōu)化策略，采取以下具體的實踐措施，以充分利用在線測評技術的優(yōu)勢，提高教學效果和學習效果：

1）建立完整的在線測評課程體系。主要包括不同主題、難度級別的課程和教學資源。針對不同學習階段的學生設置不同的教學計劃，并為其提供全程的在線評估和反饋，以幫助學生在正確的方向上發(fā)展、成長。

2）針對學生現(xiàn)實需求，提供不同形式和多樣化的編程題目。題目既可以包含算法性、邏輯性高的基礎練習，也可以是更實際的應用示例，以讓學生掌握編程技巧、提升實際解決問題的能力。

3）建立更科學、更嚴謹?shù)脑u估體系。利用在線測評技術實現(xiàn)自動化評估、自動化反饋和自動化糾錯，讓評估更準確、反饋更實時。同時，設立不同星級或等級的評估標準，適當加強人工評估模塊的措施，做到評估更合理、公正。

4）整合其他多樣化的教學資源。例如在線講座、網(wǎng)上課件、教學視頻等，讓學生在實踐過程中，注重理論的引導和提升。同時，還可以適當調(diào)整課程形式，比如引入小組討論、任務合作等模塊，來提高學習交流的活躍度和編程邏輯性的實際應用能力。

5）建立健全的學生信息安全保障體系。采用加密等高級技術保護學生的信息和數(shù)據(jù)，并申明關于學生信息保護的承諾。引導學生正確利用在線測評技術的優(yōu)勢，共同營造和諧、穩(wěn)定的編程教育環(huán)境。

綜上所述，在線測評技術雖然不是編程教育中唯一的解決方案，但在信息化和工業(yè)化的教育模式下，針對編程教育領域存在教學工作量大，以及培養(yǎng)實踐動手能力和自主學習能力的實際需求，以在線測評技術為切入點，具有良好的優(yōu)越性。

3 實證分析

為驗證本文提出的在線測評技術在編程類課程中的應用效果，本文基于青島大學開元源的Online?Judge在線測評系統(tǒng)，在校園內(nèi)搭建并定制了一套程序在線測評平臺，以方便組織、管理和運行。在此基礎上，本文在課堂教學中對所提在線測評策略進行了教學實踐，并針對實踐前后的教學效果進行了有效的對比與分析。實證結果表明，本文所提方法能有效吸引學生的學習興趣，提高學生的實踐動手能力，增強學生的編碼水平。

3.1 在線測評技術的應用分析

在實際教學過程中，本文將所提策略應用于C程序設計的教學課堂。兩輪的教學改革研究結果表明，本文提出的在線測評技術策略可以有效地改進編程教育中的評估和反饋機制，幫助學生更好地掌握編程基礎知識和技能。

具體而言，針對在線測評技術的應用分析得到如下研究結果：

1）本文所提方法通過實現(xiàn)自動化評估和反饋機制，可以有效地提高評估的準確性和效率。同時，還可以為學生和教師提供實時、個性化的反饋，幫助學生了解自己的錯誤和不足之處，并及時進行改進。

2）本文所提方法可以增加學生的自主學習能力和學習熱情，促進教師與學生之間的交流和互動，進而提升編程教育的教學效果和學習效率。

3）本文所提方法可以激發(fā)學生自主學習的興趣和意愿，提高學生的編程技能，培養(yǎng)學生的編程思維和邏輯思想，從而促進學生創(chuàng)新能力的發(fā)展。

3.2 在線測評技術的效果分析

針對本文提出的在線測評技術在編程教育中的應用策略，本文分析了相關的實踐效果和影響因素，具體表現(xiàn)如下：

1）學習成績。研究表明，相對于傳統(tǒng)編程課程，本文所提策略可以有效提高學生的學習成績。其中，自適應、縝密的測試/評估和反饋機制，以及對錯題學習的針對性強化等措施，都可以有效提高學生的學習成績。

2）編程能力。在線測評技術在編程教育中最顯著的優(yōu)勢是它可以提高學生的編程能力，特別是實踐應用能力。研究發(fā)現(xiàn)，利用本文所提的策略方法，可以較好地培養(yǎng)學生的邏輯思維能力、解決問題的自我組織能力和實際編程能力，幫助學生更好地適應實際工作環(huán)境。

3）自主學習。本文所提策略能促進學生的自主學習意愿和能力。通過在線刷題、在線翻轉(zhuǎn)課堂、在線討論等模式，學生可以自主選擇學習目標和方式。

同時，在線測評技術的及時反饋和糾錯機制也可以幫助學生更好地調(diào)整學習方法，檢驗自主學習能力，提高學習效果。

4）學習體驗。學習體驗是學生對采用在線測評平臺最直接的情緒感受。程序在線測評可以為學生提供更自由、更靈活的學習環(huán)境和學習體驗，同時對學生成長和競爭性的提高也具有顯著的意義。

通過分析本文提出的在線測評策略的應用效果，可以看出，在線測評技術在編程教育中可以優(yōu)化學生的學習環(huán)境、提高學生的編程水平、增強學生的自主學習能力。隨著在線測評技術的不斷優(yōu)化和實施，它必將在編程教育領域中發(fā)揮越來越重要的作用。

4 結束語

本文針對編程類課程教學，提出了一套基于在線測評技術的教學實踐方法。實證結果表明，該方法在編程教育中的應用可以輔助師生進行有效的教和學，并優(yōu)化學習環(huán)境、提高學生編程水平、增強學生實踐和創(chuàng)新能力。隨著技術的不斷進步和優(yōu)化，在線測評技術在編程類課程教學中的位置不斷凸顯，成為該類課程教育和學習的重要手段。為此，建立完整的在線測評課程體系，實現(xiàn)在線測評技術輔助教師教學，促進學生自主學習，能為培養(yǎng)更多編程方面的實踐型和應用型人才做出積極貢獻。

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【通聯(lián)編輯：王力】