摘要：針對(duì)傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程評(píng)價(jià)方法的不足，提出利用程序自動(dòng)化批改技術(shù)，搭建計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程自動(dòng)化教學(xué)評(píng)價(jià)平臺(tái)，探索建立科學(xué)全面的學(xué)生編程能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，以強(qiáng)化學(xué)生項(xiàng)目實(shí)踐過程的管理和實(shí)際編程能力的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)；教學(xué)評(píng)價(jià)平臺(tái)；程序自動(dòng)化批改

文章編號(hào)：1672-5913（2013）18-0091-04

中圖分類號(hào)：G642

0 引言

計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程是高等院校計(jì)算機(jī)專業(yè)的必修課程，主要講授C、C++、Java等程序設(shè)計(jì)語言。作為實(shí)踐性要求很高的一類課程，計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)評(píng)價(jià)的核心內(nèi)容是對(duì)學(xué)生實(shí)際編程能力的評(píng)價(jià)。各類紙質(zhì)考試成績(jī)并不能全面反映教學(xué)效果，而且要想從中獲得有用的信息用于相關(guān)教學(xué)評(píng)價(jià)工作，必然會(huì)花費(fèi)大量的時(shí)間和精力。隨著教學(xué)改革的不斷深入，目前逐漸興起利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)開展大量的考試工作，給課程教學(xué)評(píng)價(jià)工作帶來新的思路和方法。但是由于缺乏對(duì)學(xué)生實(shí)際編程能力的自動(dòng)化評(píng)價(jià)方法，已有的網(wǎng)絡(luò)考試平臺(tái)在對(duì)學(xué)生編寫的計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，仍是基于人工方式，并未從真正意義上減少評(píng)價(jià)工作所花費(fèi)的時(shí)間和精力，這使得運(yùn)用已有的網(wǎng)絡(luò)考試平臺(tái)進(jìn)行計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)評(píng)價(jià)時(shí)，具有一定的局限性。如何實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生編程能力的自動(dòng)化評(píng)價(jià)方法，搭建基于網(wǎng)絡(luò)考試的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程自動(dòng)化教學(xué)評(píng)價(jià)平臺(tái)，強(qiáng)化對(duì)學(xué)生實(shí)際編程能力的考察，是我們改革探索的焦點(diǎn)和核心。

1 指導(dǎo)思想

1.1 強(qiáng)化全過程考核

傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程管理不夠充分，往往只考核最終的實(shí)驗(yàn)報(bào)告和程序代碼，對(duì)程序的實(shí)現(xiàn)過程缺乏評(píng)價(jià)管理。這種終結(jié)式評(píng)價(jià)存在很多弊端。對(duì)于學(xué)生來說，這種評(píng)價(jià)方式容易導(dǎo)致學(xué)生只重視最終程序的實(shí)現(xiàn)，而忽視對(duì)編程過程的經(jīng)驗(yàn)積累，學(xué)生難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)編程過程中的問題所在，學(xué)習(xí)缺少主動(dòng)性。同時(shí)，終結(jié)式評(píng)價(jià)也容易引起抄襲現(xiàn)象。對(duì)于教師來說，這種評(píng)價(jià)方式使教師在教學(xué)過程中難以準(zhǔn)確把握學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的掌握程度及教學(xué)中存在的問題，也無法根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)及時(shí)有效地調(diào)整教學(xué)策略。

1967年美國芝加哥大學(xué)教授Michael Scriven提出形成性評(píng)價(jià)（Formative Assessment），強(qiáng)調(diào)教師在教學(xué)過程中利用多種機(jī)會(huì)和手段評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，以獲得有益的教學(xué)信息指導(dǎo)教學(xué)，促進(jìn)教學(xué)健康發(fā)展，最終促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)步。與終結(jié)式評(píng)價(jià)不同，形成性評(píng)價(jià)關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，給予學(xué)生獲得多次評(píng)價(jià)的機(jī)會(huì)，有助于改善學(xué)生的焦慮情緒，增強(qiáng)其學(xué)習(xí)自信心，激發(fā)其學(xué)習(xí)積極性并保持學(xué)習(xí)的持久性。形成性評(píng)價(jià)既是教師獲取教學(xué)反饋信息、改進(jìn)教學(xué)管理、保證教學(xué)質(zhì)量的重要依據(jù)，又是學(xué)生調(diào)整學(xué)習(xí)策略、改進(jìn)學(xué)習(xí)方法、提高學(xué)習(xí)效率的有效手段。

借鑒形成性評(píng)價(jià)方法，在計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)評(píng)價(jià)中，強(qiáng)化全過程考核。從課程教學(xué)準(zhǔn)備階段，到課程教學(xué)執(zhí)行階段，管理學(xué)生作業(yè)、項(xiàng)目實(shí)踐過程等關(guān)鍵教學(xué)活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)教師與學(xué)生跨時(shí)間地點(diǎn)的交流，記錄教師在教學(xué)和交流活動(dòng)中的情況，為教學(xué)評(píng)價(jià)提供參考依據(jù)。將學(xué)生的成績(jī)?cè)u(píng)定滲透到各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)和教學(xué)活動(dòng)中，對(duì)學(xué)生各個(gè)學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)的完成程度和情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，以客觀評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握和應(yīng)用情況，促使學(xué)生真正重視平常的學(xué)習(xí)，使教學(xué)與評(píng)價(jià)融為一體，做到在評(píng)價(jià)中學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)中評(píng)價(jià)。

1.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)多元化

傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)評(píng)價(jià)以教師對(duì)學(xué)生的期末試卷和實(shí)驗(yàn)程序評(píng)價(jià)為主，多是對(duì)學(xué)生理論知識(shí)掌握程度和程序?qū)崿F(xiàn)功能完整性方面的考核，評(píng)價(jià)指標(biāo)單一，主觀性大，不足以全面評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性、學(xué)習(xí)效果和實(shí)際編程能力?？陀^全面的綜合評(píng)價(jià)可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，增強(qiáng)學(xué)生編程動(dòng)手實(shí)踐的主動(dòng)性，從而保證教學(xué)質(zhì)量的提高。同時(shí)，自動(dòng)化的評(píng)價(jià)手段將教師從繁瑣的評(píng)價(jià)事務(wù)中解脫出來，從而將更多的精力投入充實(shí)教學(xué)內(nèi)容和設(shè)計(jì)任務(wù)中，更好地引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)。

2 教學(xué)評(píng)價(jià)平臺(tái)設(shè)計(jì)

計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程自動(dòng)化教學(xué)評(píng)價(jià)平臺(tái)的總體目標(biāo)是構(gòu)建基于B/S架構(gòu)的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)實(shí)踐平臺(tái)，開展學(xué)生編程能力綜合評(píng)價(jià)體系的研究和探討。

2.1 系統(tǒng)功能模塊

計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程自動(dòng)化教學(xué)評(píng)價(jià)平臺(tái)功能設(shè)計(jì)見表1。教學(xué)評(píng)價(jià)平臺(tái)的主要功能模塊包括：基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、課程資源展示與學(xué)習(xí)、實(shí)踐準(zhǔn)備、實(shí)踐執(zhí)行、綜合評(píng)價(jià)、實(shí)踐情況統(tǒng)計(jì)查詢和師生互動(dòng)。

功能設(shè)計(jì)滿足如下要求：

（1）將計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程的習(xí)題、課件、相關(guān)技術(shù)資料等資源網(wǎng)絡(luò)化，面向?qū)W生開放，方便學(xué)生在線學(xué)習(xí)。

（2）平臺(tái)以自動(dòng)化評(píng)價(jià)為主、人工評(píng)價(jià)為輔的方式評(píng)價(jià)學(xué)生所完成的程序，使學(xué)生能夠自主進(jìn)行編程練習(xí)。

（3）平臺(tái)隨時(shí)記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)過程（在線學(xué)習(xí)時(shí)間、編寫程序耗時(shí)、錯(cuò)誤程序提交次數(shù)、程序錯(cuò)誤原因、互動(dòng)情況等），同時(shí)根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)狀況，為學(xué)生提供后續(xù)學(xué)習(xí)建議等。

2.2 系統(tǒng)流程

計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程自動(dòng)化教學(xué)評(píng)價(jià)平臺(tái)基于B/S架構(gòu)，通過瀏覽器向?qū)W生提供自主學(xué)習(xí)、資源瀏覽、程序自動(dòng)評(píng)價(jià)等功能，向教師提供資源管理以及學(xué)生上機(jī)實(shí)踐的全程掌控服務(wù)。系統(tǒng)總體流程如圖1所示。

程序自動(dòng)批改是系統(tǒng)的核心功能。本文借鑒軟件黑盒測(cè)試方法，通過編譯、運(yùn)行、運(yùn)行結(jié)果比對(duì)等步驟實(shí)現(xiàn)程序的自動(dòng)批改，程序自動(dòng)批改流程如圖2所示。其中，對(duì)于不同的程序語言選用不同的編譯程序進(jìn)行編譯操作，例如，Java語言選用iavac.exe，C/C++語言可選用VC的cl.exe。當(dāng)程序不能成功編譯，或者程序不能運(yùn)行，或者程序的運(yùn)行結(jié)果與測(cè)試用例的預(yù)期結(jié)果不符時(shí)，均判斷為錯(cuò)誤程序，并輸出相應(yīng)的錯(cuò)誤原因。

2.3 教學(xué)評(píng)價(jià)指標(biāo)

為了盡可能全面客觀地評(píng)價(jià)學(xué)生的編程能力和學(xué)習(xí)效果，筆者從學(xué)習(xí)態(tài)度、編程正確率、編程思想運(yùn)用程度等方面制訂了相應(yīng)指標(biāo)，具體內(nèi)容見表2。其中學(xué)習(xí)態(tài)度方面包括出勤率、網(wǎng)絡(luò)資源自主學(xué)習(xí)情況、師生互動(dòng)情況、編程實(shí)踐完成情況等指標(biāo)，反映學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性；編程正確率方面包括編寫程序耗時(shí)、錯(cuò)誤程序提交次數(shù)、常見錯(cuò)誤原因等指標(biāo)，反映學(xué)生能否在較短時(shí)間里編寫出符合要求的程序，相關(guān)指標(biāo)主要由程序自動(dòng)批改功能完成；編程思想運(yùn)用程度則主要反映程序的質(zhì)量，程序是否具有模塊化、可擴(kuò)展、可移植等優(yōu)點(diǎn)，主要由人工評(píng)價(jià)的方式進(jìn)行，包括學(xué)生自我評(píng)價(jià)、學(xué)生互評(píng)、教師評(píng)價(jià)等，通過人工閱讀代碼的方式分析總結(jié)出程序代碼的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于上述3方面的指標(biāo)，表2給出了相應(yīng)的權(quán)重，以計(jì)算學(xué)生的最終成績(jī)。當(dāng)然，指標(biāo)權(quán)重的確立可依據(jù)自身教學(xué)特點(diǎn)和教學(xué)大綱的具體要求，在執(zhí)行時(shí)通過系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。

2.4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程自動(dòng)化教學(xué)評(píng)價(jià)平臺(tái)采用Java EE技術(shù)開發(fā)，開發(fā)工具使用Eclipse 3.4，應(yīng)用服務(wù)器使用Tomcat 7.0，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器使用SQL Server 2005。

3 實(shí)施效果

計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程自動(dòng)化教學(xué)評(píng)價(jià)平臺(tái)在重慶大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)與C++課程中進(jìn)行試運(yùn)行。學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)利用本系統(tǒng)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和編程實(shí)踐練習(xí)。系統(tǒng)自動(dòng)批改學(xué)生程序，全程記錄學(xué)生學(xué)習(xí)和編程的實(shí)踐情況。如果在學(xué)習(xí)中遇到疑難問題，可以利用網(wǎng)上留言、主題討論、Q&A等方式進(jìn)行師生在線交流。通過教學(xué)評(píng)價(jià)平臺(tái)的使用，讓學(xué)生的編程練習(xí)不再局限于實(shí)驗(yàn)課時(shí)間，學(xué)生在課外時(shí)間也能自由地進(jìn)行編程練習(xí)并及時(shí)獲得教學(xué)評(píng)價(jià)平臺(tái)對(duì)程序的批改結(jié)果。同時(shí)，通過將教學(xué)評(píng)價(jià)平臺(tái)統(tǒng)計(jì)出的學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)、提問次數(shù)、實(shí)踐項(xiàng)目完成個(gè)數(shù)等數(shù)據(jù)作為課程成績(jī)的組成部分，促使學(xué)生重視編程實(shí)踐練習(xí)，學(xué)生平均在線編程練習(xí)時(shí)間得到了提高。目前，本系統(tǒng)使用情況正常，獲得學(xué)生好評(píng)。

4 結(jié)語

計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)本科專業(yè)的重要教學(xué)內(nèi)容之一。為了更好地強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)際編程能力，我們?cè)谟?jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程中需要不斷改進(jìn)教學(xué)方式，完善評(píng)價(jià)方法。教學(xué)實(shí)踐表明，借助程序自動(dòng)批改技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)考試平臺(tái)，為進(jìn)一步完善計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)評(píng)價(jià)提供了一種有效的解決思路，能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際編程能力。在后續(xù)研究中，還需通過更多學(xué)生的使用驗(yàn)證，對(duì)評(píng)價(jià)內(nèi)容、評(píng)價(jià)方式、評(píng)價(jià)主體進(jìn)行擴(kuò)展，進(jìn)一步科學(xué)化完善評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并隨著技術(shù)發(fā)展，繼續(xù)開展平臺(tái)建設(shè)，使其功能日趨完善。

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（見習(xí)編輯：劉麗麗）