信息學(xué)奧賽在線測評(píng)系統(tǒng)的構(gòu)建及個(gè)性化應(yīng)用

許之安

當(dāng)前流行的在線測評(píng)系統(tǒng)主要有USACO在線比賽系統(tǒng)、北京大學(xué)的Online Judge系統(tǒng)和Vijos系統(tǒng)，這些系統(tǒng)的主要功能是在線做題并反饋測評(píng)結(jié)果，但都普遍缺乏面向某一區(qū)域或?qū)W校的個(gè)性化應(yīng)用。為此，我們以上述系統(tǒng)為原型，結(jié)合佛山市南海區(qū)中小學(xué)一線師生的實(shí)際需求，開發(fā)出NHOIJS系統(tǒng)，即“南海信息學(xué)奧賽在線測評(píng)系統(tǒng)”。該系統(tǒng)是一個(gè)集成題庫、比賽、教學(xué)等功能的綜合性網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，全區(qū)中小學(xué)師生在平臺(tái)上共建團(tuán)隊(duì)和共享資源，真正實(shí)現(xiàn)了不同地域?qū)W校之間的融合互補(bǔ)和協(xié)同發(fā)展，為信息學(xué)奧賽在全區(qū)的深入均衡發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

● 信息學(xué)奧賽在線測評(píng)系統(tǒng)的需求分析

1.系統(tǒng)題庫設(shè)計(jì)要科學(xué)

NHOIJS系統(tǒng)的基礎(chǔ)是題庫資源，好的題庫資源是最大限度發(fā)揮系統(tǒng)效能的關(guān)鍵，面向全區(qū)中小學(xué)校如此多差異的群體，更應(yīng)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(jù)學(xué)生年級(jí)和實(shí)際水平情況分九個(gè)層次：語言入門、小學(xué)初級(jí)、小學(xué)中級(jí)、小學(xué)高級(jí)、初中初級(jí)、初中高級(jí)、高中初級(jí)、高中中級(jí)及高中高級(jí)。某道試題可以歸于多個(gè)層次。

2.系統(tǒng)題庫資源建設(shè)效率要提高

原型系統(tǒng)是以在線網(wǎng)頁的形式填寫上傳試題的項(xiàng)目內(nèi)容，很多師生反映操作繁瑣并且容易出錯(cuò)，效率較低。經(jīng)過分析，考慮可以開發(fā)單機(jī)工具（使用Visual Basic開發(fā)），在本地生成試題包，再上傳到系統(tǒng)上。

全區(qū)中小學(xué)的輔導(dǎo)教師是很多的，如何在共建資源的過程中實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置是一個(gè)難題，尤其是出現(xiàn)重復(fù)試題上傳時(shí)如何處理，如果人工篩選的話工作量會(huì)很大。為了解決上述問題，需要開發(fā)識(shí)別相同試題的功能模塊，當(dāng)上傳的試題在題庫中已經(jīng)存在時(shí)則提示與哪一題相同并阻止上傳。此外，還需增加統(tǒng)計(jì)教師上傳試題數(shù)目和審核試題數(shù)目的功能，以及查看任意某位教師上傳或?qū)徍说脑囶}列表的功能，以顯性的方式鼓勵(lì)教師多上傳或?qū)徍嗽囶}，并為評(píng)獎(jiǎng)提供科學(xué)依據(jù)。

3.系統(tǒng)題庫要滿足輔導(dǎo)要求

根據(jù)對一線輔導(dǎo)教師的訪談和問卷調(diào)查，我們發(fā)現(xiàn)簡單的做題測評(píng)無法滿足師生的教學(xué)需求。系統(tǒng)需要增加在線討論、個(gè)性化比賽、作業(yè)布置及排名等功能。

● 構(gòu)建信息學(xué)奧賽在線測評(píng)系統(tǒng)的理念闡述

根據(jù)美國著名教育技術(shù)專家巴納西的教學(xué)系統(tǒng)理念，我們構(gòu)建出了NHOIJS系統(tǒng)，為系統(tǒng)的個(gè)性化應(yīng)用提供了有力保障。

1.機(jī)構(gòu)層次的系統(tǒng)

此層包括用戶和團(tuán)隊(duì)，用戶對應(yīng)教師或?qū)W生，用戶組成團(tuán)隊(duì)，團(tuán)隊(duì)則歸屬某個(gè)學(xué)校，一個(gè)學(xué)?？梢杂卸鄠€(gè)團(tuán)隊(duì)，一個(gè)團(tuán)隊(duì)就像常規(guī)教學(xué)中的班級(jí)將學(xué)生組織起來。

2.管理層次的系統(tǒng)

對上述的用戶和團(tuán)隊(duì)進(jìn)行細(xì)化設(shè)計(jì)，構(gòu)建出系統(tǒng)的管理層。系統(tǒng)用戶按權(quán)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(jí)管理員功能，還有跨校團(tuán)隊(duì)管理和系統(tǒng)管理功能，如數(shù)據(jù)導(dǎo)出、升級(jí)等；②超級(jí)管理員：教師用戶，繼承題庫審核員功能，還能管理所有團(tuán)隊(duì)，創(chuàng)建全區(qū)性比賽，發(fā)布公告等；③題庫審核員：教師用戶，繼承團(tuán)隊(duì)管理員功能，還能審核上傳的試題；④團(tuán)隊(duì)管理員：教師用戶，繼承普通用戶功能，還能管理本團(tuán)隊(duì)成員，添加試題、本校團(tuán)隊(duì)和本校比賽；⑤普通用戶：學(xué)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(tǒng)。團(tuán)隊(duì)分為普通學(xué)校團(tuán)隊(duì)和跨校團(tuán)隊(duì)兩種。圖1是跨校團(tuán)隊(duì)組織功能圖。

圖1

3.教學(xué)層次的系統(tǒng)

在設(shè)計(jì)好管理層次的系統(tǒng)后，便要著手架設(shè)不同主體間的教學(xué)關(guān)系和模式。本系統(tǒng)中教學(xué)的主體是團(tuán)隊(duì)成員（學(xué)生）和團(tuán)隊(duì)管理員（教師），兩者間通過布置作業(yè)、組織比賽、題解開閉、主題討論和互發(fā)消息等系統(tǒng)功能建立在線教學(xué)模式。

4.學(xué)習(xí)層次的系統(tǒng)

教師與學(xué)生間的教學(xué)關(guān)系通過上述系統(tǒng)功能構(gòu)建起來，但是否具有可操作性，如何操作，這就涉及學(xué)習(xí)層次的系統(tǒng)問題。一方面，教師作為團(tuán)隊(duì)管理員要先學(xué)習(xí)系統(tǒng)的各項(xiàng)功能，靈活運(yùn)用系統(tǒng)教學(xué)模塊進(jìn)行提前備課；另一方面，學(xué)生作為團(tuán)隊(duì)成員要有自主學(xué)習(xí)的理念，積極使用系統(tǒng)教學(xué)模塊與教師或同學(xué)溝通交流。

● 在線互動(dòng)教學(xué)有效拓展信息學(xué)奧賽輔導(dǎo)模式

NHOIJS系統(tǒng)中的在線互動(dòng)教學(xué)則拓展了傳統(tǒng)輔導(dǎo)的模式，師生可以在網(wǎng)上進(jìn)行互動(dòng)，從而解決時(shí)間和空間的沖突問題。

1.互動(dòng)環(huán)節(jié)

有效的互動(dòng)是良好教學(xué)效果的保證，在真實(shí)的課堂中互動(dòng)可以面對面的進(jìn)行，同樣在測評(píng)系統(tǒng)中也能及時(shí)實(shí)現(xiàn)這樣的“顯性互動(dòng)”。

（1）消息中心

學(xué)生只能發(fā)送消息給所屬團(tuán)隊(duì)的管理員，即向自己的輔導(dǎo)教師提問。團(tuán)隊(duì)管理員可以群發(fā)消息給本團(tuán)隊(duì)所有學(xué)員，這一般用于處理在教學(xué)中出現(xiàn)的共性問題，也可以單發(fā)消息給某一個(gè)學(xué)員進(jìn)行單獨(dú)輔導(dǎo)。超級(jí)管理員以上用戶可以選擇給多個(gè)團(tuán)隊(duì)發(fā)送消息，這主要用于事務(wù)性的通知。

（2）討論板塊

除了鎖定用戶外，其他用戶都可以發(fā)起針對某一道題目的討論，或者是自由主題的討論，如學(xué)習(xí)方法，經(jīng)驗(yàn)交流等。討論板塊類似于論壇，用戶可以通過發(fā)帖和跟帖的方式進(jìn)行充分的討論，不管是課堂還是課外，都可以由教師或?qū)W生發(fā)起某一主題任務(wù)或某道題的討論，讓學(xué)生思考如何解決并跟帖發(fā)表見解。

（3）題解功能

教師可以發(fā)布某一道試題的題解（一般是解題的提示和指導(dǎo)），并設(shè)置該題是否開放題解。題解的設(shè)置既有利于教師備課，又便于學(xué)生自主學(xué)習(xí)。教師可以控制題解開閉的時(shí)間，從而控制教學(xué)的進(jìn)程。

2.做題環(huán)節(jié)

做題并不是單純的做題，可以有我的作業(yè)包、自主做題和參加比賽三種方式。整合上述互動(dòng)環(huán)節(jié)后，做題環(huán)節(jié)的教學(xué)流程如圖2所示。

圖2

（1）自主做題

學(xué)生可以按照水平級(jí)別和題目分類兩種方式選擇試題來做，水平級(jí)別可以定位自己的水平層次，題目分類可以查看和規(guī)劃需要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，這樣使學(xué)生能夠較為科學(xué)的選題，而不是亂選亂做題目。學(xué)生在提交試題程序后可以即時(shí)獲得得分、耗時(shí)、出錯(cuò)原因等測評(píng)信息，便于學(xué)生自查提高。

（2）個(gè)性化比賽

團(tuán)隊(duì)管理員以上用戶可以創(chuàng)建比賽，包括設(shè)置比賽時(shí)段，允許提交的次數(shù)，提交后顯示情況等，其中團(tuán)隊(duì)管理員或題庫審核員只能創(chuàng)建校內(nèi)一個(gè)或多個(gè)團(tuán)隊(duì)的比賽，超級(jí)管理員以上用戶可以創(chuàng)建全區(qū)多校多年級(jí)的比賽。

（3）我的作業(yè)包

上述的比賽是為了在限定時(shí)間內(nèi)考察學(xué)生的實(shí)戰(zhàn)能力，而作業(yè)包則可以在平常輔導(dǎo)時(shí)使用。教師可以在系統(tǒng)中給自己團(tuán)隊(duì)的學(xué)生布置作業(yè)包，設(shè)置要完成的試題和作業(yè)完成的時(shí)間，并可以設(shè)置開放或屏蔽作業(yè)以外的試題。

3.反饋環(huán)節(jié)

教學(xué)反饋是指導(dǎo)師生深入學(xué)習(xí)的關(guān)鍵，在線測評(píng)系統(tǒng)也要根據(jù)學(xué)生在線學(xué)習(xí)的情況進(jìn)行激勵(lì)性的反饋，一方面教師可以掌握學(xué)生學(xué)習(xí)的進(jìn)度和效果而制定下一步的教學(xué)輔導(dǎo)計(jì)劃和內(nèi)容，另一方面學(xué)生可以看到自己一點(diǎn)一滴的進(jìn)步，明了自己與他人的差距或優(yōu)勢，鼓勵(lì)自己不斷前進(jìn)。

（1）排名功能

在排名頁面可以查看全區(qū)學(xué)生和教師的做題排名情況，按照通過試題數(shù)和提交次數(shù)依次排序，也可以查看具體某一個(gè)團(tuán)隊(duì)里所有學(xué)員的排名情況。

（2）信息學(xué)奧賽明星榜

按照通過的試題數(shù)和提交次數(shù)以及時(shí)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(jí)（小三到高三，還有教師）列出每個(gè)級(jí)別的狀元，點(diǎn)擊具體的某一個(gè)級(jí)別，則會(huì)顯示該級(jí)別的前十名。通過明星榜，可以使師生發(fā)現(xiàn)自己的不足和看到長遠(yuǎn)的發(fā)展，從而營造出你追我趕的學(xué)習(xí)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(shí)測評(píng)的，得分、耗時(shí)和出錯(cuò)等信息馬上寫入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，顯示給用戶的信息要根據(jù)創(chuàng)建比賽時(shí)的設(shè)置而定。通過控制提交程序后反饋信息的多少來訓(xùn)練學(xué)生的糾錯(cuò)、調(diào)試等能力。

比賽結(jié)束后，比賽的創(chuàng)建者統(tǒng)計(jì)比賽結(jié)果，師生可以在系統(tǒng)網(wǎng)頁上查看比賽成績排名并導(dǎo)出比賽成績的Excel表，便于統(tǒng)計(jì)和比較。

● 信息學(xué)奧賽在線測評(píng)系統(tǒng)的應(yīng)用效果及反思

1.科學(xué)的系統(tǒng)開發(fā)模式是滿足師生需求的有力保證

在系統(tǒng)的開發(fā)過程中，我們引入軟件工程學(xué)和系統(tǒng)工程的理論和方法，按照用戶至上的原則，采用結(jié)構(gòu)化、模塊化自頂向下對系統(tǒng)進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)，主要分為六個(gè)階段（如圖3）。在NHOIJS系統(tǒng)開發(fā)中秉承上述信息系統(tǒng)六個(gè)階段的周期規(guī)律，解決了許多師生反映的棘手問題，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的便捷使用，系統(tǒng)也在不斷拓展中完善穩(wěn)定。

圖3

2.系統(tǒng)運(yùn)行狀況穩(wěn)定，師生反饋效果良好

自2010年系統(tǒng)運(yùn)行以來，注冊人數(shù)超過1800人，全區(qū)130多所中小學(xué)校建立了近200個(gè)團(tuán)隊(duì)，題庫試題達(dá)到1500道，組織全區(qū)或各校比賽50多場，做題記錄近90000條，教師布置的作業(yè)包達(dá)到300多個(gè)。師生踴躍使用系統(tǒng)的各項(xiàng)功能，各校師生通過在線測評(píng)系統(tǒng)認(rèn)識(shí)、交流、合作和競爭，形成了充滿朝氣和活力的團(tuán)隊(duì)。通過在線測評(píng)系統(tǒng)這個(gè)平臺(tái)，全區(qū)信息學(xué)奧賽向著均衡優(yōu)質(zhì)的方向深入發(fā)展，一方面以前未開展的學(xué)校逐步加入進(jìn)來，另一方面越來越多的信息學(xué)奧賽特長生涌現(xiàn)出來，全區(qū)形成了秩序井然的梯隊(duì)式發(fā)展格局，在全國信息學(xué)聯(lián)賽、廣東省信息學(xué)決賽和全國信息學(xué)決賽中均取得不錯(cuò)的成績。

3．實(shí)時(shí)跟蹤師生需求，不斷完善系統(tǒng)個(gè)性化應(yīng)用

在系統(tǒng)的使用中，一線師生都提出了很多建設(shè)性的意見，對系統(tǒng)的快捷使用、發(fā)揮最大效能起到了積極的推進(jìn)作用。

通過對師生的調(diào)查，我們發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中還存在一些問題需要完善。例如，有教師說：“至于‘題庫，到現(xiàn)在為止已有上千題目了，涵蓋范圍也挺大的，而且有難度標(biāo)識(shí)，有利于學(xué)生的選題。不過我在做題時(shí)發(fā)現(xiàn)，很多題目都是雷同的，試過一次同一段代碼能原封不動(dòng)就通過幾道題了，叫人哭笑不得?！边@反映出系統(tǒng)題庫資源的量已經(jīng)足夠大，但是不夠精，存在重復(fù)浪費(fèi)的現(xiàn)象，下一階段需要在“精簡”上做文章。

在“排名”功能上，學(xué)生也有異議：“為了激發(fā)信息學(xué)奧賽學(xué)習(xí)者的積極性，設(shè)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(xué)的入門題來做，難怪一會(huì)兒就通過這么多題，這明顯違背了設(shè)立這個(gè)網(wǎng)站的初衷。能否將以通過題數(shù)來排名，改為以經(jīng)驗(yàn)多少來排名？假設(shè)針對一道小學(xué)六年級(jí)難度的題目，若小學(xué)五年級(jí)的學(xué)生通過此題，就能加較多經(jīng)驗(yàn)值；相反，初中生通過小學(xué)題，則只能加較少經(jīng)驗(yàn)值，我認(rèn)為這樣做才比較妥?！边@里提出了很好的建議，不能單純以通過的試題數(shù)量來排名，以“經(jīng)驗(yàn)值”來排名有可取之處。

只有不斷地實(shí)踐，并在實(shí)踐中總結(jié)反思，再指導(dǎo)系統(tǒng)的多次開發(fā)，系統(tǒng)才能具有活躍的生命力，滿足不斷增長的個(gè)性化需求，發(fā)揮更大的作用。