以O(shè)nline Judge為突破口的程序設(shè)計課程全過程學(xué)業(yè)評價改革實踐

范江波 張學(xué)輝 張建兵

關(guān)鍵詞 程序設(shè)計 Online Judge 學(xué)業(yè)評價

中圖分類號：G424 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A ? DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2019.09.047

Abstract In view of the shortcomings of the traditional academic evaluation model， this paper takes the advanced language programming course of our university as an example， and introduces the online Judge platform as a breakthrough to realize the reform of the whole process of academic evaluation and improve the quality of students' training.

Keywords programming; Online Judge; academic evaluation

程序設(shè)計課程是大學(xué)計算機基礎(chǔ)教育和計算機專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程，是我國計算機科學(xué)課程體系2009（CCC2009）、美國計算機課程體系2013（CC2013）6門核心課程的第1門，決定著計算機系學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量。許多的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和學(xué)科競賽也以程序設(shè)計能力為基礎(chǔ)。計算機學(xué)科的計算思維對于理工各科學(xué)生的創(chuàng)造性思維培養(yǎng)是必不可少的，計算思維的形成是培養(yǎng)復(fù)合型拔尖創(chuàng)業(yè)人才的一個重要內(nèi)容。傳統(tǒng)的程序設(shè)計語言課程在課程考核方面存在著兩個問題：

一是如何實施全過程學(xué)業(yè)評價改革，改變一考定終身的考核方式。在傳統(tǒng)的學(xué)業(yè)評價模式下，學(xué)生可能會出現(xiàn)平時玩玩玩，考前抱佛腳，考試時打小抄的現(xiàn)象。如何促使學(xué)生把功夫下在平時？

二是如何考察學(xué)生的思維能力而非記憶能力，讓“死記硬背”得高分成為“不可能完成的任務(wù)”。讓學(xué)生從實現(xiàn)從死記硬背拿高分轉(zhuǎn)為具有獨立思考能力的，在實踐中創(chuàng)新的真正“學(xué)霸”。

1 秘密武器：Online Judge（在線評測）平臺

以上這些問題如何破解？我們認(rèn)為，以“信息化的方式講授信息化的課程”是唯一的突破口。提起教育的信息化，大家通常會想起“MOOC”，“SPOC”，“藍墨云”等，然而實踐證明Online Judge（在線評測）才是最適合編程教學(xué)的信息化平臺。我院計算機系2018級學(xué)生在“對學(xué)習(xí)幫助最大的教學(xué)方式”的調(diào)查結(jié)果顯示：課堂教學(xué)16.15%;MOOC19.17%;Online Judge74.68%，認(rèn)可Online Judge平臺的有74人，占總調(diào)查人數(shù)的92.5%，呈壓倒性優(yōu)勢。

Online Judge系統(tǒng)（后文簡稱OJ），中文為在線的評測系統(tǒng)。用戶可以在線提交多種語言的程序（如C、C++、Java、Python等），系統(tǒng)對源代碼進行編譯和執(zhí)行，并通過預(yù)設(shè)的測試數(shù)據(jù)來檢驗程序源碼的正確性，用戶即刻就能收到反饋信息。程序在OJ系統(tǒng)下執(zhí)行時將受到嚴(yán)格的限制，包括運行時間限制，內(nèi)存使用限制和安全限制等。

我校OJ網(wǎng)站最初上線時間為2015年12月，目前有917個注冊賬號，6800余道題目，約39萬次提交。平臺與課程深度融合，不僅成功應(yīng)用于16至18級計算機系及雙學(xué)位學(xué)生的課程學(xué)習(xí)中，還用于編程參賽隊員的訓(xùn)練和選拔、成功舉辦了我校程序設(shè)計競賽決賽及研究生復(fù)試選拔。經(jīng)過團隊的136次迭代開發(fā)后，該平臺已經(jīng)成功地融合了大數(shù)據(jù)、可視化技術(shù)，成為國內(nèi)一流的在線評測平臺。

OJ系統(tǒng)最初源于ACM-ICPC國際大學(xué)生程序設(shè)計競賽（ACM International Collegiate Programming Contest），簡稱ACM-ICPC或ICPC，是由國際計算機協(xié)會（ACM）主辦的，一項旨在展示大學(xué)生創(chuàng)新能力、團隊精神和壓力狀態(tài)下編寫程序、分析和解決問題能力的年度競賽。經(jīng)過近44年的發(fā)展，ICPC已發(fā)展成為全球最具影響力的大學(xué)生程序設(shè)計競賽。2017年12月中國高等教育學(xué)會公布了《中國高校創(chuàng)新人才培養(yǎng)暨學(xué)科競賽評估結(jié)果》， ICPC名列第4。

OJ系統(tǒng)可以較精準(zhǔn)對用戶的思考及推理過程做出反饋。標(biāo)準(zhǔn)化答案的考試難以精準(zhǔn)測試學(xué)生的思考過程，對比大多數(shù)做題平臺的標(biāo)準(zhǔn)化答案考試，OJ平臺最大的優(yōu)勢是對非標(biāo)準(zhǔn)化程序的即時反饋，且反饋信息精準(zhǔn)到多達14種，有效解決了其他平臺無法考察推理及思考過程、學(xué)生自學(xué)時無及時反饋信息以及反饋信息不準(zhǔn)確的問題，可以有效代替教師職能完成與學(xué)生的互動，極大地方便了學(xué)生的自學(xué)。

我校OJ平臺具有全平臺抄襲檢測功能，可以自動識別抄襲以及被抄襲的賬戶及代碼，標(biāo)識抄襲比例，能夠有效杜絕學(xué)生的抄襲行為。

與國內(nèi)外其他OJ平臺對比，我校OJ平臺在大數(shù)據(jù)的可視化處理方面處于國內(nèi)領(lǐng)先地位?？梢暬臄?shù)據(jù)一目了然，方便進行直觀的分析（圖1，圖2）。

以O(shè)J為突破口，結(jié)合SPOC展開混合式教學(xué)改革，實現(xiàn)學(xué)業(yè)評價、考試模式的轉(zhuǎn)變：由死記硬背的“考試型學(xué)霸”轉(zhuǎn)變?yōu)楠毩⑺伎嫉摹皠?chuàng)新型學(xué)霸”;由“期末一考定成績”轉(zhuǎn)變?yōu)槿^程學(xué)業(yè)評價、非標(biāo)準(zhǔn)化答案考試。

（1）實施全過程學(xué)業(yè)評價改革，改變一考定終身。在傳統(tǒng)的學(xué)業(yè)評價模式下，學(xué)生可能存在平時逃課，考前抱佛腳，考試時打小抄的現(xiàn)象。實施全過程學(xué)業(yè)評價改革的目的在于促使學(xué)生把功夫下在平時。課程平時分占70%，包括40%的平時作業(yè)和30%的平時機考。平時作業(yè)在OJ平臺上限時提交，過期不收，把課程學(xué)習(xí)變成一場“馬拉松”，避免“臨時抱佛腳”，讓學(xué)生主動參與學(xué)習(xí)的全過程，從源頭上杜絕學(xué)生逃課。全平臺抄襲檢測功能促使學(xué)生主動思考、獨立思考問題，真正培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和獨立思考能力，大規(guī)模杜絕了抄襲等現(xiàn)象發(fā)生的可能性。每門課從開課到期末考試，每次課堂討論、每次作業(yè)、每次機考都按一定比例計入期末總成績，把期末考試成績權(quán)重降低至30%;同時，取消“60分及格”，按照OJ平臺的自動排名機制實行動態(tài)及格線，根據(jù)課程難易程度、學(xué)生評價正態(tài)分布情況，動態(tài)確定及格線，從而改革“60 分及格”的傳統(tǒng)評價模式，在制度上讓考前突擊成為“不可能完成的任務(wù)”。

（2）推進非標(biāo)準(zhǔn)化答案的機考改革，考察思維能力而非記憶能力。長期以來，很多考試都有部分甚至全部為標(biāo)準(zhǔn)化答案的情況，即便有些課程展開了機考改革，也不過是把標(biāo)準(zhǔn)化的試題從紙上搬到了機器上。標(biāo)準(zhǔn)答案的題目很難考察學(xué)生的獨立思考能力，但考試本身應(yīng)著重考查學(xué)生想象力、獨立思考能力，重在推理過程和思考過程，而不只是用標(biāo)準(zhǔn)答案考察大家的記憶力。紙質(zhì)的非標(biāo)準(zhǔn)化試題很難客觀評價，人為因素不可控，尤其是程序類試題。我們已成功開展了3年非標(biāo)準(zhǔn)答案開卷的機考改革，不是僅僅改變了考試的題目，而是徹底打破了傳統(tǒng)的學(xué)生學(xué)業(yè)考核評價標(biāo)準(zhǔn);開卷考試不是簡單地去看學(xué)生背了多少，記了多少，而是要看學(xué)生想了多少、思考了多少，實踐了多少，真正實現(xiàn)從靠死記硬背拿高分的學(xué)霸轉(zhuǎn)變?yōu)楠毩⑺伎?、善于?chuàng)新、善于實踐的高水平“學(xué)霸”。命題重在啟發(fā)思維、激發(fā)智慧、培養(yǎng)創(chuàng)新能力，參考答案實行開放式、非標(biāo)準(zhǔn)，成績評定重點關(guān)注想象力、分析能力、創(chuàng)新思維，以此真正讓“死記硬背”就能考高分成為“前塵往事”。

以O(shè)J為突破口展開的教學(xué)改革取得了良好的效果，近兩年，以計算機專業(yè)為主力的學(xué)生在參加“ICPC國際大學(xué)生程序設(shè)計競賽”為龍頭的一批算法類競賽中多次獲獎，取得亞洲區(qū)銅牌1項，國家級一等獎1項、二等獎5項、三等獎8項，北京市特等獎1項、一等獎10項的好成績。

基金項目：2017年，中國石油大學(xué)（北京），多校協(xié)同培養(yǎng)大學(xué)生高級語言程序設(shè)計能力的教學(xué)改革研究與試點

參考文獻

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