劉赟 彭天昊 潘有順

摘要：為加強(qiáng)學(xué)生實踐動手能力訓(xùn)練，提高應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量，文章通過分析在線測評技術(shù)的優(yōu)勢和學(xué)生的實際需求，提出了在線測評技術(shù)在編程類課程中的應(yīng)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(shù)的實用性和科學(xué)性。實證表明，研究內(nèi)容為編程類課程教學(xué)帶來了新的課堂教學(xué)與課后練習(xí)方式。同時，文章所提策略能顯著提高學(xué)生的編程能力和教師的教學(xué)水平，具有較好的推廣及應(yīng)用潛力。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型人才；編程；在線測評；策略優(yōu)化；課堂教學(xué)

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)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(shù)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(xùn)練；2）無法滿足學(xué)生的自學(xué)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(xué)改革目光聚焦于在線測評技術(shù)，該技術(shù)是一種實時測試、評估與反饋的程序測評方法。然而，當(dāng)前的在線測評技術(shù)主要應(yīng)用于程序競賽、學(xué)生刷題等課外技能提升項目，很少運用于課內(nèi)教學(xué)實踐。因此，程序在線測評技術(shù)在編程教育方面的教學(xué)研究已成為一個備受關(guān)注的研究領(lǐng)域[1-2]。

本文探討在線測評技術(shù)在編程類課程教學(xué)中的應(yīng)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(shù)的應(yīng)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(shù)實現(xiàn)教學(xué)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(chǔ)上探討如何最大限度地利用在線測評技術(shù)的優(yōu)勢，增強(qiáng)學(xué)生的編程能力，解決教學(xué)過程中的一些問題。通過對本文所述問題和方法進(jìn)行實踐研究，可以為編程類課程提供更有效的課堂教學(xué)方式，為進(jìn)一步提高學(xué)生的實踐動手能力提供更有效的保障，為支撐應(yīng)用型人才培養(yǎng)開新路、出新績。

1 相關(guān)理論介紹

1.1 在線測評技術(shù)的特點和發(fā)展

在線測評技術(shù)是一種利用計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)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(lǐng)域的重要組成部分[3]。與傳統(tǒng)的線下編程教學(xué)方式相比，在線測評技術(shù)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(jìn)，在線測評技術(shù)得以廣泛應(yīng)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(shù)在編程教育中的應(yīng)用優(yōu)勢

在線測評技術(shù)在編程教育中能夠使學(xué)生更加關(guān)注實踐動手能力的訓(xùn)練，同時也能夠為教師提供更加有效的教學(xué)手段[4]。在線測評技術(shù)的主要應(yīng)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(xué)生和教師就考試進(jìn)行調(diào)整。

2）在線批注和評估。在線測評技術(shù)可以在考試過程中自動記錄和批注每個學(xué)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(shù)可以即時給出學(xué)生答案的正確性和錯誤性，幫助學(xué)生更好地了解自己的問題，及時調(diào)整學(xué)習(xí)方向。

1.3 編程教育方面的相關(guān)理論和實踐

編程教育是目前最熱門的教育領(lǐng)域之一。編程學(xué)習(xí)需要大量的動手實踐、反復(fù)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(xué)模式，導(dǎo)致教學(xué)效果不佳，存在內(nèi)容難度把握不準(zhǔn)確、實踐教學(xué)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(xué)方法和模式，更多地關(guān)注于在線測評技術(shù)，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(shù)在編程教育中的應(yīng)用策略

2.1 在線測評技術(shù)的應(yīng)用方式和場景

在線測評技術(shù)的應(yīng)用方式和場景是其在編程教育中應(yīng)用效果好壞的關(guān)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(xí)或刷題、在線評估和反饋、在線討論或協(xié)作等內(nèi)容，其應(yīng)用線路圖如圖1所示。

1）在線題目或題庫發(fā)布：給學(xué)生提供答題的渠道和內(nèi)容。

2）在線考試：學(xué)生在指定時間內(nèi)進(jìn)行在線考試，此時系統(tǒng)將嚴(yán)格記錄其答案和考試時間。

3）在線專項練習(xí)或刷題：學(xué)生通過在線模擬測試進(jìn)行針對性的練習(xí)，練習(xí)或刷題可隨時隨地進(jìn)行。

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

5）在線討論或協(xié)作：教師和學(xué)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(shù)作為傳統(tǒng)教學(xué)方式的一種輔助教學(xué)手段，可以將兩者進(jìn)行一定的教學(xué)融合，具體可以按照如下方式進(jìn)行：

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

2）專注于在線專項練習(xí)與評估，這一部分通常采用在線刷題模式，以幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、改進(jìn)方案并加以鞏固，在此基礎(chǔ)上提供適當(dāng)?shù)姆答伜椭笇?dǎo)。

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

2.2 在線測評技術(shù)應(yīng)用策略的優(yōu)化建議

在線測評技術(shù)的應(yīng)用策略與其本身的強(qiáng)大功能是緊密相連的，即在應(yīng)用過程中考慮到學(xué)生的需求和特點，是實現(xiàn)在線測評技術(shù)在編程教育中有效應(yīng)用的關(guān)鍵因素。為達(dá)到這一目標(biāo)，需要同時考慮以下方面的因素并進(jìn)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(shù)的優(yōu)勢之一是針對大量學(xué)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?？荚嚪绞降膬?yōu)化與其難度有關(guān)，對于初學(xué)者，可以選擇基礎(chǔ)練習(xí)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(xué)生做好充分的知識準(zhǔn)備。為了增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與度，可以將難度不同的題目進(jìn)行分類，設(shè)置學(xué)生可以自由選擇考試和答題的途徑，從而保證每個學(xué)生都能在自己的舒適范圍內(nèi)學(xué)習(xí)和測試。

2）題目難度和類型的優(yōu)化。題目設(shè)計的質(zhì)量和多樣性對于在線測評技術(shù)在編程教育中的應(yīng)用至關(guān)重要。首先，編程課程需要設(shè)計一個全面的題目庫，包含難度適中的基礎(chǔ)練習(xí)和相對高難度的應(yīng)用練習(xí)?；A(chǔ)練習(xí)要簡單且易于理解，可以讓初學(xué)者能夠逐漸掌握基本語法、數(shù)據(jù)類型、流程控制結(jié)構(gòu)等編程基礎(chǔ)，慢慢積累知識和技能。隨著學(xué)習(xí)的深入，學(xué)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(fù)雜性，并讓學(xué)生學(xué)會如何進(jìn)行問題定義、分析和解決。其次，需要優(yōu)先關(guān)注學(xué)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(xué)生的實際接受能力及學(xué)習(xí)態(tài)度，按照學(xué)生現(xiàn)階段的學(xué)習(xí)進(jìn)度和實際需求來規(guī)劃相應(yīng)的題目。最后，應(yīng)該注重題目的多樣性和創(chuàng)新性，鼓勵學(xué)生關(guān)注實際應(yīng)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(shù)的評估和反饋質(zhì)量對于編程教育的實際應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)，還可根據(jù)學(xué)生答案的嚴(yán)謹(jǐn)性和邏輯性等多個方面的內(nèi)容進(jìn)行評估。為了提高評估的準(zhǔn)確性和公正性，可以引入多顆星級或等級評估方法進(jìn)行評價。對于置信度較低的評估結(jié)果，可以讓教師參與評估，人工查找出評估錯誤或評估不準(zhǔn)確的情況。在反饋方面，及時準(zhǔn)確地向?qū)W生反饋答案的正確與否，不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自信心，還可以促進(jìn)學(xué)生對于錯誤的理解和思考，逐漸形成縝密的思維和技能結(jié)構(gòu)。

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

2.3 在線測評技術(shù)在編程教育中的實際運用

在實際的編程教育中，可以結(jié)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(shù)的優(yōu)勢，提高教學(xué)效果和學(xué)習(xí)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(xué)資源。針對不同學(xué)習(xí)階段的學(xué)生設(shè)置不同的教學(xué)計劃，并為其提供全程的在線評估和反饋，以幫助學(xué)生在正確的方向上發(fā)展、成長。

2）針對學(xué)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(chǔ)練習(xí)，也可以是更實際的應(yīng)用示例，以讓學(xué)生掌握編程技巧、提升實際解決問題的能力。

3）建立更科學(xué)、更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑u估體系。利用在線測評技術(shù)實現(xiàn)自動化評估、自動化反饋和自動化糾錯，讓評估更準(zhǔn)確、反饋更實時。同時，設(shè)立不同星級或等級的評估標(biāo)準(zhǔn)，適當(dāng)加強(qiáng)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(xué)資源。例如在線講座、網(wǎng)上課件、教學(xué)視頻等，讓學(xué)生在實踐過程中，注重理論的引導(dǎo)和提升。同時，還可以適當(dāng)調(diào)整課程形式，比如引入小組討論、任務(wù)合作等模塊，來提高學(xué)習(xí)交流的活躍度和編程邏輯性的實際應(yīng)用能力。

5）建立健全的學(xué)生信息安全保障體系。采用加密等高級技術(shù)保護(hù)學(xué)生的信息和數(shù)據(jù)，并申明關(guān)于學(xué)生信息保護(hù)的承諾。引導(dǎo)學(xué)生正確利用在線測評技術(shù)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(shù)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(lǐng)域存在教學(xué)工作量大，以及培養(yǎng)實踐動手能力和自主學(xué)習(xí)能力的實際需求，以在線測評技術(shù)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(shù)在編程類課程中的應(yīng)用效果，本文基于青島大學(xué)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(chǔ)上，本文在課堂教學(xué)中對所提在線測評策略進(jìn)行了教學(xué)實踐，并針對實踐前后的教學(xué)效果進(jìn)行了有效的對比與分析。實證結(jié)果表明，本文所提方法能有效吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的實踐動手能力，增強(qiáng)學(xué)生的編碼水平。

3.1 在線測評技術(shù)的應(yīng)用分析

在實際教學(xué)過程中，本文將所提策略應(yīng)用于C程序設(shè)計的教學(xué)課堂。兩輪的教學(xué)改革研究結(jié)果表明，本文提出的在線測評技術(shù)策略可以有效地改進(jìn)編程教育中的評估和反饋機(jī)制，幫助學(xué)生更好地掌握編程基礎(chǔ)知識和技能。

具體而言，針對在線測評技術(shù)的應(yīng)用分析得到如下研究結(jié)果：

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

2）本文所提方法可以增加學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)熱情，促進(jìn)教師與學(xué)生之間的交流和互動，進(jìn)而提升編程教育的教學(xué)效果和學(xué)習(xí)效率。

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

3.2 在線測評技術(shù)的效果分析

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

1）學(xué)習(xí)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(xué)生的學(xué)習(xí)成績。其中，自適應(yīng)、縝密的測試/評估和反饋機(jī)制，以及對錯題學(xué)習(xí)的針對性強(qiáng)化等措施，都可以有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成績。

2）編程能力。在線測評技術(shù)在編程教育中最顯著的優(yōu)勢是它可以提高學(xué)生的編程能力，特別是實踐應(yīng)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(xué)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(xué)生更好地適應(yīng)實際工作環(huán)境。

3）自主學(xué)習(xí)。本文所提策略能促進(jìn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)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(xué)生可以自主選擇學(xué)習(xí)目標(biāo)和方式。

同時，在線測評技術(shù)的及時反饋和糾錯機(jī)制也可以幫助學(xué)生更好地調(diào)整學(xué)習(xí)方法，檢驗自主學(xué)習(xí)能力，提高學(xué)習(xí)效果。

4）學(xué)習(xí)體驗。學(xué)習(xí)體驗是學(xué)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(xué)生提供更自由、更靈活的學(xué)習(xí)環(huán)境和學(xué)習(xí)體驗，同時對學(xué)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(yīng)用效果，可以看出，在線測評技術(shù)在編程教育中可以優(yōu)化學(xué)生的學(xué)習(xí)環(huán)境、提高學(xué)生的編程水平、增強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。隨著在線測評技術(shù)的不斷優(yōu)化和實施，它必將在編程教育領(lǐng)域中發(fā)揮越來越重要的作用。

4 結(jié)束語

本文針對編程類課程教學(xué)，提出了一套基于在線測評技術(shù)的教學(xué)實踐方法。實證結(jié)果表明，該方法在編程教育中的應(yīng)用可以輔助師生進(jìn)行有效的教和學(xué)，并優(yōu)化學(xué)習(xí)環(huán)境、提高學(xué)生編程水平、增強(qiáng)學(xué)生實踐和創(chuàng)新能力。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和優(yōu)化，在線測評技術(shù)在編程類課程教學(xué)中的位置不斷凸顯，成為該類課程教育和學(xué)習(xí)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(shù)輔助教師教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，能為培養(yǎng)更多編程方面的實踐型和應(yīng)用型人才做出積極貢獻(xiàn)。

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【通聯(lián)編輯：王力】