劉赟 彭天昊 潘有順
摘要:為加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力訓(xùn)練,提高應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量,文章通過(guò)分析在線測(cè)評(píng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和學(xué)生的實(shí)際需求,提出了在線測(cè)評(píng)技術(shù)在編程類(lèi)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(cè)評(píng)技術(shù)的實(shí)用性和科學(xué)性。實(shí)證表明,研究?jī)?nèi)容為編程類(lèi)課程教學(xué)帶來(lái)了新的課堂教學(xué)與課后練習(xí)方式。同時(shí),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(cè)評(píng);策略優(yōu)化;課堂教學(xué)
中圖分類(lèi)號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
文章編號(hào):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(lèi)課程教育存在如下問(wèn)題:1)缺少實(shí)踐動(dòng)手能力的訓(xùn)練;2)無(wú)法滿足學(xué)生的自學(xué)需求;3)評(píng)估過(guò)程淺顯化、呆板化等。這些問(wèn)題促使編程類(lèi)課程的教學(xué)改革目光聚焦于在線測(cè)評(píng)技術(shù),該技術(shù)是一種實(shí)時(shí)測(cè)試、評(píng)估與反饋的程序測(cè)評(píng)方法。然而,當(dāng)前的在線測(cè)評(píng)技術(shù)主要應(yīng)用于程序競(jìng)賽、學(xué)生刷題等課外技能提升項(xiàng)目,很少運(yùn)用于課內(nèi)教學(xué)實(shí)踐。因此,程序在線測(cè)評(píng)技術(shù)在編程教育方面的教學(xué)研究已成為一個(gè)備受關(guān)注的研究領(lǐng)域[1-2]。
本文探討在線測(cè)評(píng)技術(shù)在編程類(lèi)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(shì),并提出在線測(cè)評(píng)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(cè)評(píng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)教學(xué)效果的提升。值得注意的是,本文并不針對(duì)一個(gè)實(shí)際的在線測(cè)評(píng)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(cè)評(píng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì),增強(qiáng)學(xué)生的編程能力,解決教學(xué)過(guò)程中的一些問(wèn)題。通過(guò)對(duì)本文所述問(wèn)題和方法進(jìn)行實(shí)踐研究,可以為編程類(lèi)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(shí)踐動(dòng)手能力提供更有效的保障,為支撐應(yīng)用型人才培養(yǎng)開(kāi)新路、出新績(jī)。
1 相關(guān)理論介紹
1.1 在線測(cè)評(píng)技術(shù)的特點(diǎn)和發(fā)展
在線測(cè)評(píng)技術(shù)是一種利用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)在線考試、在線評(píng)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(cè)評(píng)技術(shù)的本質(zhì)是使考試、評(píng)估和反饋三個(gè)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(cè)評(píng)技術(shù)得以廣泛應(yīng)用。在線題庫(kù)、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(cè)評(píng)技術(shù)在編程教育中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
在線測(cè)評(píng)技術(shù)在編程教育中能夠使學(xué)生更加關(guān)注實(shí)踐動(dòng)手能力的訓(xùn)練,同時(shí)也能夠?yàn)榻處熖峁└佑行У慕虒W(xué)手段[4]。在線測(cè)評(píng)技術(shù)的主要應(yīng)用包括在線考試、在線自動(dòng)評(píng)估、在線自動(dòng)反饋等,具體優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)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(shí)間和地點(diǎn),方便學(xué)生和教師就考試進(jìn)行調(diào)整。
2)在線批注和評(píng)估。在線測(cè)評(píng)技術(shù)可以在考試過(guò)程中自動(dòng)記錄和批注每個(gè)學(xué)生的答案,并能夠?yàn)榻處熖峁└陀^化的評(píng)估方式。
3)提供及時(shí)反饋。在線測(cè)評(píng)技術(shù)可以即時(shí)給出學(xué)生答案的正確性和錯(cuò)誤性,幫助學(xué)生更好地了解自己的問(wèn)題,及時(shí)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(shí)踐
編程教育是目前最熱門(mén)的教育領(lǐng)域之一。編程學(xué)習(xí)需要大量的動(dòng)手實(shí)踐、反復(fù)的試錯(cuò)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(diǎn)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(shí)踐教學(xué)不力、評(píng)估方法難以客觀、反饋滯后等瓶頸問(wèn)題。為了解決這些問(wèn)題,越來(lái)越多的教育專(zhuān)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(cè)評(píng)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(cè)評(píng)技術(shù)在編程教育中的應(yīng)用策略
2.1 在線測(cè)評(píng)技術(shù)的應(yīng)用方式和場(chǎng)景
在線測(cè)評(píng)技術(shù)的應(yīng)用方式和場(chǎng)景是其在編程教育中應(yīng)用效果好壞的關(guān)鍵。對(duì)于完整的在線測(cè)評(píng)系統(tǒng),其主要包括在線題目或題庫(kù)發(fā)布、在線考試、在線專(zhuān)項(xiàng)練習(xí)或刷題、在線評(píng)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(kù)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(shí)間內(nèi)進(jìn)行在線考試,此時(shí)系統(tǒng)將嚴(yán)格記錄其答案和考試時(shí)間。
3)在線專(zhuān)項(xiàng)練習(xí)或刷題:學(xué)生通過(guò)在線模擬測(cè)試進(jìn)行針對(duì)性的練習(xí),練習(xí)或刷題可隨時(shí)隨地進(jìn)行。
4)在線評(píng)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(huì)根據(jù)已有的算法進(jìn)行自動(dòng)評(píng)估,并即時(shí)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(guò)在線平臺(tái)一起探討、交流、協(xié)作或反饋。
如果僅將在線測(cè)評(píng)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(cè)評(píng)技術(shù)作為一種補(bǔ)充的教學(xué)手段,同時(shí)保留傳統(tǒng)的教學(xué)模式,例如教室授課、編程實(shí)驗(yàn)等。
2)專(zhuān)注于在線專(zhuān)項(xiàng)練習(xí)與評(píng)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(wèn)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(guò)網(wǎng)絡(luò)和自主學(xué)習(xí),提供編程領(lǐng)域的必要知識(shí)和技能的有效學(xué)習(xí),同時(shí)在線測(cè)評(píng)技術(shù)可以全程監(jiān)測(cè)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(shí)反饋。
2.2 在線測(cè)評(píng)技術(shù)應(yīng)用策略的優(yōu)化建議
在線測(cè)評(píng)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(guò)程中考慮到學(xué)生的需求和特點(diǎn),是實(shí)現(xiàn)在線測(cè)評(píng)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(shí)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(cè)評(píng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)之一是針對(duì)大量學(xué)生答題、評(píng)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(shí)際的需求。考試方式的優(yōu)化與其難度有關(guān),對(duì)于初學(xué)者,可以選擇基礎(chǔ)練習(xí)和簡(jiǎn)單試題,逐步提高題目的難度和綜合性,以和實(shí)際編程工作相接近的題目作為最高難度。測(cè)試時(shí)間可以靈活安排,以等待學(xué)生做好充分的知識(shí)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(lèi),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(gè)學(xué)生都能在自己的舒適范圍內(nèi)學(xué)習(xí)和測(cè)試。
2)題目難度和類(lèi)型的優(yōu)化。題目設(shè)計(jì)的質(zhì)量和多樣性對(duì)于在線測(cè)評(píng)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(jì)一個(gè)全面的題目庫(kù),包含難度適中的基礎(chǔ)練習(xí)和相對(duì)高難度的應(yīng)用練習(xí)?;A(chǔ)練習(xí)要簡(jiǎn)單且易于理解,可以讓初學(xué)者能夠逐漸掌握基本語(yǔ)法、數(shù)據(jù)類(lèi)型、流程控制結(jié)構(gòu)等編程基礎(chǔ),慢慢積累知識(shí)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(shí)工作的復(fù)雜性,并讓學(xué)生學(xué)會(huì)如何進(jìn)行問(wèn)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(shí)際需求,在對(duì)于題目難度和數(shù)量的確定過(guò)程中,要考慮到學(xué)生的實(shí)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(shí)際需求來(lái)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(lì)學(xué)生關(guān)注實(shí)際應(yīng)用中的問(wèn)題并提出自己的想法和解決方案。
3)在線評(píng)估和反饋的優(yōu)化。在線測(cè)評(píng)技術(shù)的評(píng)估和反饋質(zhì)量對(duì)于編程教育的實(shí)際應(yīng)用效果具有重大影響。在評(píng)估方面,針對(duì)不同題目可以制定不同的評(píng)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(gè)方面的內(nèi)容進(jìn)行評(píng)估。為了提高評(píng)估的準(zhǔn)確性和公正性,可以引入多顆星級(jí)或等級(jí)評(píng)估方法進(jìn)行評(píng)價(jià)。對(duì)于置信度較低的評(píng)估結(jié)果,可以讓教師參與評(píng)估,人工查找出評(píng)估錯(cuò)誤或評(píng)估不準(zhǔn)確的情況。在反饋方面,及時(shí)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(duì)于錯(cuò)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(cè)評(píng)技術(shù)在使用過(guò)程中,需要考慮到數(shù)據(jù)保護(hù)和安全性的問(wèn)題。在線評(píng)估和反饋機(jī)制會(huì)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(duì)數(shù)據(jù)泄露和安全問(wèn)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(chǔ)學(xué)生答題信息和承諾不會(huì)泄露學(xué)生的個(gè)人數(shù)據(jù)信息。
2.3 在線測(cè)評(píng)技術(shù)在編程教育中的實(shí)際運(yùn)用
在實(shí)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(shí)踐措施,以充分利用在線測(cè)評(píng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì),提高教學(xué)效果和學(xué)習(xí)效果:
1)建立完整的在線測(cè)評(píng)課程體系。主要包括不同主題、難度級(jí)別的課程和教學(xué)資源。針對(duì)不同學(xué)習(xí)階段的學(xué)生設(shè)置不同的教學(xué)計(jì)劃,并為其提供全程的在線評(píng)估和反饋,以幫助學(xué)生在正確的方向上發(fā)展、成長(zhǎng)。
2)針對(duì)學(xué)生現(xiàn)實(shí)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(shí)際的應(yīng)用示例,以讓學(xué)生掌握編程技巧、提升實(shí)際解決問(wèn)題的能力。
3)建立更科學(xué)、更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑u(píng)估體系。利用在線測(cè)評(píng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化評(píng)估、自動(dòng)化反饋和自動(dòng)化糾錯(cuò),讓評(píng)估更準(zhǔn)確、反饋更實(shí)時(shí)。同時(shí),設(shè)立不同星級(jí)或等級(jí)的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn),適當(dāng)加強(qiáng)人工評(píng)估模塊的措施,做到評(píng)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(shí)踐過(guò)程中,注重理論的引導(dǎo)和提升。同時(shí),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(lái)提高學(xué)習(xí)交流的活躍度和編程邏輯性的實(shí)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(jí)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(cè)評(píng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì),共同營(yíng)造和諧、穩(wěn)定的編程教育環(huán)境。
綜上所述,在線測(cè)評(píng)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(duì)編程教育領(lǐng)域存在教學(xué)工作量大,以及培養(yǎng)實(shí)踐動(dòng)手能力和自主學(xué)習(xí)能力的實(shí)際需求,以在線測(cè)評(píng)技術(shù)為切入點(diǎn),具有良好的優(yōu)越性。
3 實(shí)證分析
為驗(yàn)證本文提出的在線測(cè)評(píng)技術(shù)在編程類(lèi)課程中的應(yīng)用效果,本文基于青島大學(xué)開(kāi)元源的Online?Judge在線測(cè)評(píng)系統(tǒng),在校園內(nèi)搭建并定制了一套程序在線測(cè)評(píng)平臺(tái),以方便組織、管理和運(yùn)行。在此基礎(chǔ)上,本文在課堂教學(xué)中對(duì)所提在線測(cè)評(píng)策略進(jìn)行了教學(xué)實(shí)踐,并針對(duì)實(shí)踐前后的教學(xué)效果進(jìn)行了有效的對(duì)比與分析。實(shí)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(shí)踐動(dòng)手能力,增強(qiáng)學(xué)生的編碼水平。
3.1 在線測(cè)評(píng)技術(shù)的應(yīng)用分析
在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中,本文將所提策略應(yīng)用于C程序設(shè)計(jì)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(cè)評(píng)技術(shù)策略可以有效地改進(jìn)編程教育中的評(píng)估和反饋機(jī)制,幫助學(xué)生更好地掌握編程基礎(chǔ)知識(shí)和技能。
具體而言,針對(duì)在線測(cè)評(píng)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(guò)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化評(píng)估和反饋機(jī)制,可以有效地提高評(píng)估的準(zhǔn)確性和效率。同時(shí),還可以為學(xué)生和教師提供實(shí)時(shí)、個(gè)性化的反饋,幫助學(xué)生了解自己的錯(cuò)誤和不足之處,并及時(shí)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(dòng),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(cè)評(píng)技術(shù)的效果分析
針對(duì)本文提出的在線測(cè)評(píng)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(shí)踐效果和影響因素,具體表現(xiàn)如下:
1)學(xué)習(xí)成績(jī)。研究表明,相對(duì)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(jī)。其中,自適應(yīng)、縝密的測(cè)試/評(píng)估和反饋機(jī)制,以及對(duì)錯(cuò)題學(xué)習(xí)的針對(duì)性強(qiáng)化等措施,都可以有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)。
2)編程能力。在線測(cè)評(píng)技術(shù)在編程教育中最顯著的優(yōu)勢(shì)是它可以提高學(xué)生的編程能力,特別是實(shí)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(wèn)題的自我組織能力和實(shí)際編程能力,幫助學(xué)生更好地適應(yīng)實(shí)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(guò)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(shí),在線測(cè)評(píng)技術(shù)的及時(shí)反饋和糾錯(cuò)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(yàn)自主學(xué)習(xí)能力,提高學(xué)習(xí)效果。
4)學(xué)習(xí)體驗(yàn)。學(xué)習(xí)體驗(yàn)是學(xué)生對(duì)采用在線測(cè)評(píng)平臺(tái)最直接的情緒感受。程序在線測(cè)評(píng)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(yàn),同時(shí)對(duì)學(xué)生成長(zhǎng)和競(jìng)爭(zhēng)性的提高也具有顯著的意義。
通過(guò)分析本文提出的在線測(cè)評(píng)策略的應(yīng)用效果,可以看出,在線測(cè)評(píng)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(cè)評(píng)技術(shù)的不斷優(yōu)化和實(shí)施,它必將在編程教育領(lǐng)域中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。
4 結(jié)束語(yǔ)
本文針對(duì)編程類(lèi)課程教學(xué),提出了一套基于在線測(cè)評(píng)技術(shù)的教學(xué)實(shí)踐方法。實(shí)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(shí)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(cè)評(píng)技術(shù)在編程類(lèi)課程教學(xué)中的位置不斷凸顯,成為該類(lèi)課程教育和學(xué)習(xí)的重要手段。為此,建立完整的在線測(cè)評(píng)課程體系,實(shí)現(xiàn)在線測(cè)評(píng)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(shí)踐型和應(yīng)用型人才做出積極貢獻(xiàn)。
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