基于在线测评技术的编程类课程教学实践研究

刘赟 彭天昊 潘有顺

摘要：为加强学生实践动手能力训练，提高应用型人才培养质量，文章通过分析在线测评技术的优势和学生的实际需求，提出了在线测评技术在编程类课程中的应用策略，以及考试方式、题目难度和反馈形式等方面的优化建议，以提高在线测评技术的实用性和科学性。实证表明，研究内容为编程类课程教学带来了新的课堂教学与课后练习方式。同时，文章所提策略能显著提高学生的编程能力和教师的教学水平，具有较好的推广及应用潜力。

关键词：应用型人才；编程；在线测评；策略优化；课堂教学

中图分类号：G642 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2024）06-0099-03

0 引言

由于互联网技术的不断发展，教育方式正经历革命式的转变。传统的编程类课程教育存在如下问题：1）缺少实践动手能力的训练；2）无法满足学生的自学需求；3）评估过程浅显化、呆板化等。这些问题促使编程類课程的教学改革目光聚焦于在线测评技术，该技术是一种实时测试、评估与反馈的程序测评方法。然而，当前的在线测评技术主要应用于程序竞赛、学生刷题等课外技能提升项目，很少运用于课内教学实践。因此，程序在线测评技术在编程教育方面的教学研究已成为一个备受关注的研究领域[1-2]。

本文探讨在线测评技术在编程类课程教学中的应用，明确其在编程教育方面的作用和优势，并提出在线测评技术的应用策略及优化建议。本文旨在寻找一种提高编程教育质量的有效方法，探索如何依靠在线测评技术实现教学效果的提升。值得注意的是，本文并不针对一个实际的在线测评系统，而是在提出策略和建议的基础上探讨如何最大限度地利用在线测评技术的优势，增强学生的编程能力，解决教学过程中的一些问题。通过对本文所述问题和方法进行实践研究，可以为编程类课程提供更有效的课堂教学方式，为进一步提高学生的实践动手能力提供更有效的保障，为支撑应用型人才培养开新路、出新绩。

1 相关理论介绍

1.1 在线测评技术的特点和发展

在线测评技术是一种利用计算机和网络技术实现在线考试、在线评估和在线反馈的方法，它已经成为现代教育领域的重要组成部分[3]。与传统的线下编程教学方式相比，在线测评技术的本质是使考试、评估和反馈三个环节更加灵活、高效和可靠。随着教育互联网化的深入推进，在线测评技术得以广泛应用。在线题库、答题系统、考试系统等已经成为现代教育的必要工具之一。

1.2 在线测评技术在编程教育中的应用优势

在线测评技术在编程教育中能够使学生更加关注实践动手能力的训练，同时也能够为教师提供更加有效的教学手段[4]。在线测评技术的主要应用包括在线考试、在线自动评估、在线自动反馈等，具体优势和特点如下：

1）提供灵活的在线考试方案。在线考试可以提供灵活的时间和地点，方便学生和教师就考试进行调整。

2）在线批注和评估。在线测评技术可以在考试过程中自动记录和批注每个学生的答案，并能够为教师提供更客观化的评估方式。

3）提供及时反馈。在线测评技术可以即时给出学生答案的正确性和错误性，帮助学生更好地了解自己的问题，及时调整学习方向。

1.3 编程教育方面的相关理论和实践

编程教育是目前最热门的教育领域之一。编程学习需要大量的动手实践、反复的试错和深度的思考。如何提高编程教育的效果和质量，已成为编程教育改革的重点话题[5-6]。目前，大部分高校的编程教育仍采用传统课堂教学模式，导致教学效果不佳，存在内容难度把握不准确、实践教学不力、评估方法难以客观、反馈滞后等瓶颈问题。为了解决这些问题，越来越多的教育专家致力于探索新的教学方法和模式，更多地关注于在线测评技术，并尝试将其引入编程教育中，以提高编程教育的效果和质量。

2 在线测评技术在编程教育中的应用策略

2.1 在线测评技术的应用方式和场景

在线测评技术的应用方式和场景是其在编程教育中应用效果好坏的关键。对于完整的在线测评系统，其主要包括在线题目或题库发布、在线考试、在线专项练习或刷题、在线评估和反馈、在线讨论或协作等内容，其应用线路图如图1所示。

1）在线题目或题库发布：给学生提供答题的渠道和内容。

2）在线考试：学生在指定时间内进行在线考试，此时系统将严格记录其答案和考试时间。

3）在线专项练习或刷题：学生通过在线模拟测试进行针对性的练习，练习或刷题可随时随地进行。

4）在线评估和反馈：获得学生在线考试、练习或刷题的答案后，系统通常会根据已有的算法进行自动评估，并即时反馈给学生和教师。

5）在线讨论或协作：教师和学生可以通过在线平台一起探讨、交流、协作或反馈。

如果仅将在线测评技术作为传统教学方式的一种辅助教学手段，可以将两者进行一定的教学融合，具体可以按照如下方式进行：

1）将在线测评技术作为一种补充的教学手段，同时保留传统的教学模式，例如教室授课、编程实验等。

2）专注于在线专项练习与评估，这一部分通常采用在线刷题模式，以帮助学生发现问题、改进方案并加以巩固，在此基础上提供适当的反馈和指导。

3）采用“翻转课堂”或在线课程模式，通过网络和自主学习，提供编程领域的必要知识和技能的有效学习，同时在线测评技术可以全程监测学生学习的记录，为教师以及学生的自身需要提供即时反馈。

2.2 在线测评技术应用策略的优化建议

在线测评技术的应用策略与其本身的强大功能是紧密相连的，即在应用过程中考虑到学生的需求和特点，是实现在线测评技术在编程教育中有效应用的关键因素。为达到这一目标，需要同时考虑以下方面的因素并进行策略的调整和优化：

1）考试方式的优化。在线测评技术的优势之一是针对大量学生答题、评估和反馈的高效性，因此在编程教育中采用在线考试的方式必须满足实际的需求。考试方式的优化与其难度有关，对于初学者，可以选择基础练习和简单试题，逐步提高题目的难度和综合性，以和实际编程工作相接近的题目作为最高难度。测试时间可以灵活安排，以等待学生做好充分的知识准备。为了增加学生的学习兴趣和参与度，可以将难度不同的题目进行分类，设置学生可以自由选择考试和答题的途径，从而保证每个学生都能在自己的舒适范围内学习和测试。

2）题目难度和类型的优化。题目设计的质量和多样性对于在线测评技术在编程教育中的应用至关重要。首先，编程课程需要设计一个全面的题目库，包含难度适中的基础练习和相对高难度的应用练习。基础练习要简单且易于理解，可以让初学者能够逐渐掌握基本语法、数据类型、流程控制结构等编程基础，慢慢积累知识和技能。随着学习的深入，学生将逐步接触到更深入、更具挑战性的题目，这些题目需要考虑到现实工作的复杂性，并让学生学会如何进行问题定义、分析和解决。其次，需要优先关注学生的兴趣和实际需求，在对于题目难度和数量的确定过程中，要考虑到学生的实际接受能力及学习态度，按照学生现阶段的学习进度和实际需求来规划相应的题目。最后，应该注重题目的多样性和创新性，鼓励学生关注实际应用中的问题并提出自己的想法和解决方案。

3）在线评估和反馈的优化。在线测评技术的评估和反馈质量对于编程教育的实际应用效果具有重大影响。在评估方面，针对不同题目可以制定不同的评估标准，还可根据学生答案的严谨性和逻辑性等多个方面的内容进行评估。为了提高评估的准确性和公正性，可以引入多颗星级或等级评估方法进行评价。对于置信度较低的评估结果，可以让教师参与评估，人工查找出评估错误或评估不准确的情况。在反馈方面，及时准确地向学生反馈答案的正确与否，不仅可以激发学生的学习兴趣和自信心，还可以促进学生对于错误的理解和思考，逐渐形成缜密的思维和技能结构。

4）数据保护和安全性。在线测评技术在使用过程中，需要考虑到数据保护和安全性的问题。在线评估和反馈机制会记录学生的答题信息和后续的数据处理结果。因此，面对数据泄露和安全问题，要积极采取相关策略和措施保障学生的信息安全，例如加密存储学生答题信息和承诺不会泄露学生的个人数据信息。

2.3 在线测评技术在编程教育中的实际运用

在实际的编程教育中，可以结合上述优化策略，采取以下具体的实践措施，以充分利用在线测评技术的优势，提高教学效果和学习效果：

1）建立完整的在线测评课程体系。主要包括不同主题、难度级别的课程和教学资源。针对不同学习阶段的学生设置不同的教学计划，并为其提供全程的在线评估和反馈，以帮助学生在正确的方向上发展、成长。

2）针对学生现实需求，提供不同形式和多样化的编程题目。题目既可以包含算法性、逻辑性高的基础练习，也可以是更实际的应用示例，以让学生掌握编程技巧、提升实际解决问题的能力。

3）建立更科学、更严谨的评估体系。利用在线测评技术实现自动化评估、自动化反馈和自动化纠错，让评估更准确、反馈更实时。同时，设立不同星级或等级的评估标准，适当加强人工评估模块的措施，做到评估更合理、公正。

4）整合其他多样化的教学资源。例如在线讲座、网上课件、教学视频等，让学生在实践过程中，注重理论的引导和提升。同时，还可以适当调整课程形式，比如引入小组讨论、任务合作等模块，来提高学习交流的活跃度和编程逻辑性的实际应用能力。

5）建立健全的学生信息安全保障体系。采用加密等高级技术保护学生的信息和数据，并申明关于学生信息保护的承诺。引导学生正确利用在线测评技术的优势，共同营造和谐、稳定的编程教育环境。

综上所述，在线测评技术虽然不是编程教育中唯一的解决方案，但在信息化和工业化的教育模式下，针对编程教育领域存在教学工作量大，以及培养实践动手能力和自主学习能力的实际需求，以在线测评技术为切入点，具有良好的优越性。

3 实证分析

为验证本文提出的在线测评技术在编程类课程中的应用效果，本文基于青岛大学开元源的Online?Judge在线测评系统，在校园内搭建并定制了一套程序在线测评平台，以方便组织、管理和运行。在此基础上，本文在课堂教学中对所提在线测评策略进行了教学实践，并针对实践前后的教学效果进行了有效的对比与分析。实证结果表明，本文所提方法能有效吸引学生的学习兴趣，提高学生的实践动手能力，增强学生的编码水平。

3.1 在线测评技术的应用分析

在实际教学过程中，本文将所提策略应用于C程序设计的教学课堂。两轮的教学改革研究结果表明，本文提出的在线测评技术策略可以有效地改进编程教育中的评估和反馈机制，帮助学生更好地掌握编程基础知识和技能。

具体而言，针对在线测评技术的应用分析得到如下研究结果：

1）本文所提方法通过实现自动化评估和反馈机制，可以有效地提高评估的准确性和效率。同时，还可以为学生和教师提供实时、个性化的反馈，帮助学生了解自己的错误和不足之处，并及时进行改进。

2）本文所提方法可以增加学生的自主学习能力和学习热情，促进教师与学生之间的交流和互动，进而提升编程教育的教学效果和学习效率。

3）本文所提方法可以激发学生自主学习的兴趣和意愿，提高学生的编程技能，培养学生的编程思维和逻辑思想，从而促进学生创新能力的发展。

3.2 在线测评技术的效果分析

针对本文提出的在线测评技术在编程教育中的应用策略，本文分析了相关的实践效果和影响因素，具体表现如下：

1）学习成绩。研究表明，相对于传统编程课程，本文所提策略可以有效提高学生的学习成绩。其中，自适应、缜密的测试/评估和反馈机制，以及对错题学习的针对性强化等措施，都可以有效提高学生的学习成绩。

2）编程能力。在线测评技术在编程教育中最显著的优势是它可以提高学生的编程能力，特别是实践应用能力。研究发现，利用本文所提的策略方法，可以较好地培养学生的逻辑思维能力、解决问题的自我组织能力和实际编程能力，帮助学生更好地适应实际工作环境。

3）自主学习。本文所提策略能促进学生的自主学习意愿和能力。通过在线刷题、在线翻转课堂、在线讨论等模式，学生可以自主选择学习目标和方式。

同时，在线测评技术的及时反馈和纠错机制也可以帮助学生更好地调整学习方法，检验自主学习能力，提高学习效果。

4）学习体验。学习体验是学生对采用在线测评平台最直接的情绪感受。程序在线测评可以为学生提供更自由、更灵活的学习环境和学习体验，同时对学生成长和竞争性的提高也具有显著的意义。

通过分析本文提出的在线测评策略的应用效果，可以看出，在线测评技术在编程教育中可以优化学生的学习环境、提高学生的编程水平、增强学生的自主学习能力。随着在线测评技术的不断优化和实施，它必将在编程教育领域中发挥越来越重要的作用。

4 结束语

本文针对编程类课程教学，提出了一套基于在线测评技术的教学实践方法。实证结果表明，该方法在编程教育中的应用可以辅助师生进行有效的教和学，并优化学习环境、提高学生编程水平、增强学生实践和创新能力。随着技术的不断进步和优化，在线测评技术在编程类课程教学中的位置不断凸显，成为该类课程教育和学习的重要手段。为此，建立完整的在线测评课程体系，实现在线测评技术辅助教师教学，促进学生自主学习，能为培养更多编程方面的实践型和应用型人才做出积极贡献。

参考文献：

[1] 范喆， 沙全友. 融合在线平台的面向非计算机专业的C程序设计课程教学改革探索[J]. 科教导刊，2021（10）：116-118.

[2] 茅海军，叶海荣. 在线评测在C程序设计实验教学中的研究与评价[J]. 中国校外教育，2012（36）：162-163.

[3] 王贵玲，刘倍雄. 在线评测系统在“C程序设计”教学中的应用[J]. 无线互联科技，2018，15（21）：143-144.

[4] 王先超，王春生，胡业刚，等. 以培养计算思维为核心的C程序设计探讨[J]. 计算机教育，2013（13）：44-47.

[5] 張敬环，任瑞仙.“C程序设计”混合式教学探索与实践[J]. 计算机时代，2021（6）：84-86，90.

[6] 张皓. C程序设计课程教学研究[J]. 教育现代化，2017，4（2）：138-139，142.

【通联编辑：王力】