信息学奥赛在线测评系统的构建及个性化应用

许之安

当前流行的在线测评系统主要有USACO在线比赛系统、北京大学的Online Judge系统和Vijos系统，这些系统的主要功能是在线做题并反馈测评结果，但都普遍缺乏面向某一区域或学校的个性化应用。为此，我们以上述系统为原型，结合佛山市南海区中小学一线师生的实际需求，开发出NHOIJS系统，即“南海信息学奥赛在线测评系统”。该系统是一个集成题库、比赛、教学等功能的综合性网络平台，全区中小学师生在平台上共建团队和共享资源，真正实现了不同地域学校之间的融合互补和协同发展，为信息学奥赛在全区的深入均衡发展奠定了坚实的基础。

● 信息学奥赛在线测评系统的需求分析

1.系统题库设计要科学

NHOIJS系统的基础是题库资源，好的题库资源是最大限度发挥系统效能的关键，面向全区中小学校如此多差异的群体，更应在使用类型和适用水平上下功夫。类型分为三大类：语言类、算法类、赛题类，每类下面又分许多小类。适用水平根据学生年级和实际水平情况分九个层次：语言入门、小学初级、小学中级、小学高级、初中初级、初中高级、高中初级、高中中级及高中高级。某道试题可以归于多个层次。

2.系统题库资源建设效率要提高

原型系统是以在线网页的形式填写上传试题的项目内容，很多师生反映操作繁琐并且容易出错，效率较低。经过分析，考虑可以开发单机工具（使用Visual Basic开发），在本地生成试题包，再上传到系统上。

全区中小学的辅导教师是很多的，如何在共建资源的过程中实现资源的优化配置是一个难题，尤其是出现重复试题上传时如何处理，如果人工筛选的话工作量会很大。为了解决上述问题，需要开发识别相同试题的功能模块，当上传的试题在题库中已经存在时则提示与哪一题相同并阻止上传。此外，还需增加统计教师上传试题数目和审核试题数目的功能，以及查看任意某位教师上传或审核的试题列表的功能，以显性的方式鼓励教师多上传或审核试题，并为评奖提供科学依据。

3.系统题库要满足辅导要求

根据对一线辅导教师的访谈和问卷调查，我们发现简单的做题测评无法满足师生的教学需求。系统需要增加在线讨论、个性化比赛、作业布置及排名等功能。

● 构建信息学奥赛在线测评系统的理念阐述

根据美国著名教育技术专家巴纳西的教学系统理念，我们构建出了NHOIJS系统，为系统的个性化应用提供了有力保障。

1.机构层次的系统

此层包括用户和团队，用户对应教师或学生，用户组成团队，团队则归属某个学校，一个学校可以有多个团队，一个团队就像常规教学中的班级将学生组织起来。

2.管理层次的系统

对上述的用户和团队进行细化设计，构建出系统的管理层。系统用户按权限由大到小的顺序划分为六类：①首席管理员：教师用户，继承超级管理员功能，还有跨校团队管理和系统管理功能，如数据导出、升级等；②超级管理员：教师用户，继承题库审核员功能，还能管理所有团队，创建全区性比赛，发布公告等；③题库审核员：教师用户，继承团队管理员功能，还能审核上传的试题；④团队管理员：教师用户，继承普通用户功能，还能管理本团队成员，添加试题、本校团队和本校比赛；⑤普通用户：学生或教师用户，只有做题、讨论功能；⑥锁定用户：被管理员锁定的普通用户，无法使用系统。团队分为普通学校团队和跨校团队两种。图1是跨校团队组织功能图。

图1

3.教学层次的系统

在设计好管理层次的系统后，便要着手架设不同主体间的教学关系和模式。本系统中教学的主体是团队成员（学生）和团队管理员（教师），两者间通过布置作业、组织比赛、题解开闭、主题讨论和互发消息等系统功能建立在线教学模式。

4.学习层次的系统

教师与学生间的教学关系通过上述系统功能构建起来，但是否具有可操作性，如何操作，这就涉及学习层次的系统问题。一方面，教师作为团队管理员要先学习系统的各项功能，灵活运用系统教学模块进行提前备课；另一方面，学生作为团队成员要有自主学习的理念，积极使用系统教学模块与教师或同学沟通交流。

● 在线互动教学有效拓展信息学奥赛辅导模式

NHOIJS系统中的在线互动教学则拓展了传统辅导的模式，师生可以在网上进行互动，从而解决时间和空间的冲突问题。

1.互动环节

有效的互动是良好教学效果的保证，在真实的课堂中互动可以面对面的进行，同样在测评系统中也能及时实现这样的“显性互动”。

（1）消息中心

学生只能发送消息给所属团队的管理员，即向自己的辅导教师提问。团队管理员可以群发消息给本团队所有学员，这一般用于处理在教学中出现的共性问题，也可以单发消息给某一个学员进行单独辅导。超级管理员以上用户可以选择给多个团队发送消息，这主要用于事务性的通知。

（2）讨论板块

除了锁定用户外，其他用户都可以发起针对某一道题目的讨论，或者是自由主题的讨论，如学习方法，经验交流等。讨论板块类似于论坛，用户可以通过发帖和跟帖的方式进行充分的讨论，不管是课堂还是课外，都可以由教师或学生发起某一主题任务或某道题的讨论，让学生思考如何解决并跟帖发表见解。

（3）题解功能

教师可以发布某一道试题的题解（一般是解题的提示和指导），并设置该题是否开放题解。题解的设置既有利于教师备课，又便于学生自主学习。教师可以控制题解开闭的时间，从而控制教学的进程。

2.做题环节

做题并不是单纯的做题，可以有我的作业包、自主做题和参加比赛三种方式。整合上述互动环节后，做题环节的教学流程如图2所示。

图2

（1）自主做题

学生可以按照水平级别和题目分类两种方式选择试题来做，水平级别可以定位自己的水平层次，题目分类可以查看和规划需要学习的内容，这样使学生能够较为科学的选题，而不是乱选乱做题目。学生在提交试题程序后可以即时获得得分、耗时、出错原因等测评信息，便于学生自查提高。

（2）个性化比赛

团队管理员以上用户可以创建比赛，包括设置比赛时段，允许提交的次数，提交后显示情况等，其中团队管理员或题库审核员只能创建校内一个或多个团队的比赛，超级管理员以上用户可以创建全区多校多年级的比赛。

（3）我的作业包

上述的比赛是为了在限定时间内考察学生的实战能力，而作业包则可以在平常辅导时使用。教师可以在系统中给自己团队的学生布置作业包，设置要完成的试题和作业完成的时间，并可以设置开放或屏蔽作业以外的试题。

3.反馈环节

教学反馈是指导师生深入学习的关键，在线测评系统也要根据学生在线学习的情况进行激励性的反馈，一方面教师可以掌握学生学习的进度和效果而制定下一步的教学辅导计划和内容，另一方面学生可以看到自己一点一滴的进步，明了自己与他人的差距或优势，鼓励自己不断前进。

（1）排名功能

在排名页面可以查看全区学生和教师的做题排名情况，按照通过试题数和提交次数依次排序，也可以查看具体某一个团队里所有学员的排名情况。

（2）信息学奥赛明星榜

按照通过的试题数和提交次数以及时间段，分今日之星，本周之星，本月之星，全明星四类明星。每类明星榜都分年级（小三到高三，还有教师）列出每个级别的状元，点击具体的某一个级别，则会显示该级别的前十名。通过明星榜，可以使师生发现自己的不足和看到长远的发展，从而营造出你追我赶的学习氛围，使得师生在竞争中不断提高自己的水平。

（3）比赛情况反馈

比赛中用户提交程序后是即时测评的，得分、耗时和出错等信息马上写入系统数据库中，显示给用户的信息要根据创建比赛时的设置而定。通过控制提交程序后反馈信息的多少来训练学生的纠错、调试等能力。

比赛结束后，比赛的创建者统计比赛结果，师生可以在系统网页上查看比赛成绩排名并导出比赛成绩的Excel表，便于统计和比较。

● 信息学奥赛在线测评系统的应用效果及反思

1.科学的系统开发模式是满足师生需求的有力保证

在系统的开发过程中，我们引入软件工程学和系统工程的理论和方法，按照用户至上的原则，采用结构化、模块化自顶向下对系统进行分析和设计，主要分为六个阶段（如图3）。在NHOIJS系统开发中秉承上述信息系统六个阶段的周期规律，解决了许多师生反映的棘手问题，实现了系统的便捷使用，系统也在不断拓展中完善稳定。

图3

2.系统运行状况稳定，师生反馈效果良好

自2010年系统运行以来，注册人数超过1800人，全区130多所中小学校建立了近200个团队，题库试题达到1500道，组织全区或各校比赛50多场，做题记录近90000条，教师布置的作业包达到300多个。师生踊跃使用系统的各项功能，各校师生通过在线测评系统认识、交流、合作和竞争，形成了充满朝气和活力的团队。通过在线测评系统这个平台，全区信息学奥赛向着均衡优质的方向深入发展，一方面以前未开展的学校逐步加入进来，另一方面越来越多的信息学奥赛特长生涌现出来，全区形成了秩序井然的梯队式发展格局，在全国信息学联赛、广东省信息学决赛和全国信息学决赛中均取得不错的成绩。

3．实时跟踪师生需求，不断完善系统个性化应用

在系统的使用中，一线师生都提出了很多建设性的意见，对系统的快捷使用、发挥最大效能起到了积极的推进作用。

通过对师生的调查，我们发现系统中还存在一些问题需要完善。例如，有教师说：“至于‘题库，到现在为止已有上千题目了，涵盖范围也挺大的，而且有难度标识，有利于学生的选题。不过我在做题时发现，很多题目都是雷同的，试过一次同一段代码能原封不动就通过几道题了，叫人哭笑不得。”这反映出系统题库资源的量已经足够大，但是不够精，存在重复浪费的现象，下一阶段需要在“精简”上做文章。

在“排名”功能上，学生也有异议：“为了激发信息学奥赛学习者的积极性，设置了排名，但这排名却掺了不少水分。很多初中生为了排名，专挑些小学的入门题来做，难怪一会儿就通过这么多题，这明显违背了设立这个网站的初衷。能否将以通过题数来排名，改为以经验多少来排名？假设针对一道小学六年级难度的题目，若小学五年级的学生通过此题，就能加较多经验值；相反，初中生通过小学题，则只能加较少经验值，我认为这样做才比较妥。”这里提出了很好的建议，不能单纯以通过的试题数量来排名，以“经验值”来排名有可取之处。

只有不断地实践，并在实践中总结反思，再指导系统的多次开发，系统才能具有活跃的生命力，满足不断增长的个性化需求，发挥更大的作用。