突出激勵機制的VB代碼評測系統的開發與應用

曾蘭星

（東莞市經濟貿易學校 廣東 東莞 523003）

突出激勵機制的VB代碼評測系統的開發與應用

曾蘭星

（東莞市經濟貿易學校 廣東 東莞 523003）

通過對中職學校學生特點的分析，提出了突出激勵機制的VB代碼評測系統的設計方案，該系統實現了對源代碼進行及時、客觀、公正的評測，能有效應用于教學，在很大程度上提高了學生自主學習的積極性和教師的教學效率。

激勵機制；中職；VB教學；評測系統

計算機編程技能是中職學校計算機相關專業學生需要掌握的一門核心技能。但在教學實踐中，它卻是難教、難學的課程之一。難學主要體現在學生學習計算機編程課程時需要做大量的練習，通過練習獲得熟練的編程技巧和調試經驗。學生在練習過程中很難得到及時的反饋和教師指導，很容易喪失學習興趣。難教主要體現在教師在上機實驗時真的是很辛苦，因為學生在編程練習過程中會出現各種各樣的問題；如果采用傳統的人工評閱代碼的方式，教師課后就要花費大量時間和精力去批閱學生作業。因此，我們迫切需要改進計算機編程課程的教與學。

近年來，隨著普高的擴招，中職學校生源質量越來越差，大多數學生學習基礎差，普遍缺乏學習動機，沒有良好的學習習慣，厭倦、逃避學習，沉迷于網絡游戲的現象十分嚴重。他們都是傳統教育中的失敗者，傳統的課堂教學已經無法吸引他們的注意力。因此，急需新穎的、更富趣味的教學方式，以此來激發他們的興趣，增強他們的學習動機。

本文提出了一種突出激勵機制的針對中職學?！禫B程序設計》教學的代碼評測系統。系統通過靜態評閱技術對提交的源代碼進行自動評閱并給予用戶相應的反饋信息，還在系統中加入游戲激勵機制增強學生的學習動機和學習興趣。在教學中，這一代碼評測系統的使用，能給教學雙方都帶來極大的方便，一方面，能充分調動學生的學習自主性；另一方面，亦讓教師擺脫了繁重的人工評測程序的工作，從而可將更多精力投入到教學研究中。

系統設計

（一）設計目標

本系統的設計目標是實現VB程序設計題的自動評閱，而且要實現閱卷的公正性。該系統既能滿足程序教學代碼評測的需要，也能讓學生保持長時間的學習興趣和學習動機，系統具備如下特點：（1）系統具有源代碼評測功能，讓學生在課堂上得到及時的反饋和指導，讓教師從繁重的重復性評判作業的工作中解脫出來。（2）通過激勵機制激發學生的學習興趣。比如，在系統中增加一些積分排行、游戲獎勵等激勵元素，讓學生長期保持較高的學習興趣和學習動機。（3）系統有課堂管理功能，如防止學生作弊功能（如防止學生間共享代碼、用別人的賬戶登陸等）。

（二）系統架構和開發工具

考慮到本研究旨在建立一個突出激勵機制的代碼評測系統，目的是提高學生學習計算機程序設計的興趣，促進課堂教學效果，涉及課堂教學學生機的管理功能（如學生機共享、校園網的訪問權限限制等）以及運行速度要求，所以本文采用C/S模式進行系統開發。

VB是微軟公司推出的應用程序開發工具，它具有簡單、功能強大和高效率等特點，所以本系統使用VB作為主要的開發工具。數據庫采用SQL Server 2003設計。

（三）數據庫設計

根據需求分析的結果，本系統構建的主要數據表有用戶基本信息表（tb_student）、排行表（tb_top）、練習題目表（tb_questions）、課件表（tb_courseware）、分數表（tb_point）、參數表（tb_parameter）、存儲用戶提交的源代碼（tb_sourcecode）、游戲列表（tb_game）。

也許這樣也合理解析了今年WSET的國際化改革，還有眾多跨界葡萄酒教育機構的興起。葡萄酒教育對葡萄酒市場的發展起著重要的推廣作用，那未來的葡萄酒教育發展趨勢又將如何？

（四）系統主要功能模塊

按系統實現的功能來劃分可分為三大功能模塊，即信息維護模塊、代碼評測模塊及激勵機制模塊。系統功能劃分如圖1所示。系統各模塊的功能：（1）信息維護模塊。如學生信息維護子模塊：對學生學號及相關檔案進行錄入、修改等操作。（2）代碼評測模塊。如身份驗證子模塊：該模塊主要是判斷登錄者的身份和密碼是否正確。代碼評分子模塊：對學生提交的代碼進行自動評測，給出錯誤提示信息。（3）激勵機制模塊。如游戲激勵子模塊：對完成任務的學生給予游戲獎勵，根據完成時間快慢給出不同款式和級別的游戲。

（五）系統核心模塊的設計與實現

以下幾個功能的實現是本平臺開發中具有一定特色和創新之處。

圖1 系統的功能模塊圖

代碼評測模塊的設計和實現 代碼評測一方面可以讓學生在課堂上得到及時反饋，提高學生學習的主動性；另一方面，也能減輕教師指導和作業批改的壓力，讓教師有更多時間去鉆研教材和教法。本系統采用靜態評閱技術，主要分為以下3個步驟：（1）程序分解。根據VB程序窗體文件（.frm文件）的內容，把源程序分為 “版本號”、“窗體信息”、“控件信息”、“事件代碼”、“變量聲明”等部分，把“事件代碼”與其他部分分離。進行窗體屬性、窗體中控件屬性與標準答案的匹配，分解后存儲。（2）關鍵詞匹配、得分點匹配。關鍵詞匹配計算學生源文件的保留字與標準答案保留字的匹配結果；得分點匹配是檢查學生源文件中是否包含關鍵性的詞語（相當于按知識點給分）。（3）按照各個部分不同的權值計算得分。根據“窗體信息”、“控件信息”、關鍵詞匹配和得分點匹配的結果和各自的權值，計算出學生的得分。其中，代碼評測功能的部分代碼如圖2所示。學生把自己的代碼填寫在指定的區域向系統提交，然后系統進入判題過程。如果提交的源代碼被評測是錯誤的情況，系統會直接給出錯誤提示。本系統對常見的錯誤會給出詳細的錯誤信息，這樣可以使學生知道自己錯在什么地方，迅速找到解決的辦法，從失敗中總結經驗，不斷提高自己的能力。這種智能的錯誤提示設計是建立在后臺判題系統的判斷結果基礎上的，錯誤的提示信息是我們根據長期積累編程中常見的錯誤經驗得出的，是本系統的設計者長期從事程序設計教學及研究的結果。

激勵機制功能的實現 代碼評測模塊在判題過程中發現學生提交的源代碼通過了系統評測，就會以相應的回饋方式給學生積分和經驗的獎勵。獎勵的計算方法分為三種情況：第一次正確提交，除了得到每道題的固定經驗和積分外，經驗還會得到額外的獎勵。完成題目的先后順序排在前五名的，積分會得到額外的獎勵；當前最優解——學生所提交的代碼是所有提交中最優秀的代碼，積分就能得到額外的獎勵；做題的連續性——在指定的時間內學生連續向系統提交了正確的解題代碼，積分會得到額外的獎勵。通過這種激勵式評分標準，能夠非常好地調動學生學習的積極性，使學生不斷向著更高水平邁進。另外，本系統針對提前完成任務的學生，給予游戲獎勵。當然，前提是必須完成了課堂教學任務，如果完成的特別快或特別優秀，提供給他/她的游戲種類也將更多、更豐富，這樣就既能夠激發學生的學習動機，也能達到寓教于樂的教學境界。

防作弊功能的實現 在傳統計算機實訓教學中，學生在機房練習的過程中教師很難監控和管理。比如，有些學生通過局域網共享、復制別人的代碼，這將影響游戲激勵的正面引導作用。為此，本系統采用如下兩方面來實現這種功能：（1）學生上機必須對號入座，學號必須和機器號一致；而且本系統提供給學生的賬號也是與機器號綁定的，如果學生亂坐座位，本系統將禁止學生登陸。（2）禁止學生機共享，本系統通過在教師端停止所有學生的Server服務和Browser服務，以達到禁止學生機自行共享的目的。禁止學生機共享模塊的部分代碼如下（XXX代表學生機的機器編號）：

圖2 評測部分代碼示意圖

教學實踐

（一）課程筆試成績的總體情況分析

實驗班的筆試成績實際只占其綜合評定成績的50%，為使其和對照班的成績有可比性，成績分析中數據均來源于兩個班的期末試卷卷面分。本研究采用T檢驗來檢驗兩個班級的筆試成績情況。實驗前的情況如表1所示。兩個班級的VB程序設計成績經雙側T檢驗，顯著性概率P=0.655＞0.05，說明這兩個班級的VB程序設計成績的均值差異不顯著。

表1 行動研究前實驗班與對照班VB程序設計成績的顯著性差異分析表

實驗后的情況如表2所示。兩個班級的VB程序設計成績經雙側T檢驗，顯著性概率P=0.008＜0.05，說明這兩個班級的VB程序設計成績的均值差異非常顯著；而且2011級網絡（2）班的均值為79.7，比2011級網絡（3）班的均值73.2要高。說明運用突出激勵機制的代碼評測系統進行教學能有效提高學生對 《VB程序設計》課程理論基礎知識的學習效果。

表2 行動研究后實驗班與對照班VB程序設計成績的顯著性差異分析表

（二）學生對本代碼評測系統用于教學的評價

課程評價可以有效幫助學生正確認識自己在學習態度、學習能力和知識獲取能力等方面的問題。促進學生改進學習方法，提高學習質量，從而達到使學生全面發展的目的。同時，課程評價也可以幫助教師了解和提高課程教學的效果與質量，為改進課程教學提供反饋信息，促進課程本身的完善。

在本研究中，對突出激勵機制的VB代碼評測系統應用于中職學校《VB程序設計》課程教學的評價，通過對學生進行問卷調查，有針對性地設計了調查問卷。共發放調查問卷108份，回收104份，其中無效卷4份，有效率96%。通過對問卷進行統計分析，得到本研究的課程評價信息如下。

對“調查以前是否喜歡計算機編程”，選擇喜歡的占15%，沒感覺的占36%，不喜歡的占49%。可見，在調查者中大多數學生是不喜歡或討厭計算機編程的（見圖3）。

圖3 問卷調查“以前是否喜歡計算機編程”統計圖

在調查“用完這個基于激勵機制的代碼評測輔助教學平臺，你現在喜歡編程學習嗎？”時，選擇喜歡的占82%，沒感覺的占10%，不喜歡的占8%，可見突出激勵機制的代碼評測輔助教學系統確實對調查者學習計算機編程有一定的促進作用（見圖4）。

圖4 問卷調查“現在是否喜歡計算機編程”統計圖

在調查“通過使用輔助教學平臺，是否加強了你的實踐編程能力”時，選擇喜歡的占80%，沒感覺的占8%，不喜歡的占12%?？梢姡怀黾顧C制的代碼評測輔助教學系統確實對被調查者的編程技能有一定的提高（見圖5）。

圖5 問卷調查“是否增強了實踐編程能力”統計圖

本研究通過分析中職學校學生的特點，引入游戲激勵教學模式，設計并完成了突出激勵機制的VB代碼評測系統主要功能的設計和實現。并依據該系統，設計、實現了中職《VB程序設計》課程教學實施，通過一年的教學實踐，初步驗證了所研發的系統以及教學設計方案對學生學習動機和教學效果的促進作用，為一線教師使用代碼評測系統輔助計算機程序設計教學提供了范例和參照。同時，對代碼評測系統教學應用的情況分析和總結也為廣大學科教師、教育技術工作者對計算機輔助學科教學提出了進一步的研究方向。

[1]張培穎.多特征融合的語句相似度計算模型[J].計算機工程與應用，2010，46（26）：136-137.

[2]馬培軍，王甜甜，蘇小紅.基于程序理解的編程題自動評分方法[J].計算機研究與發展，2009，46（7）：1136-1142.

[3]張宏偉.基于語義理解的編程題自動評分系統的研究與實現[D].大連：大連海事大學，2010.

[4]Richard Rouse III.游戲設計——原理與實踐[M].尤曉東，等，譯.北京：電子工業出版社，2003：10.

[5]尚俊杰，李芳樂，李浩文.“輕游戲”：教育游戲的希望和未來[J].電化教育研究，2005（1）.

[6]王輝，胡新華，張廣泉.集群式程序設計競賽評測系統設計與開發[J].計算機應用與軟件，2009，26（9）：119-122.

[7]何克抗.教學系統設計[M].北京：北京師范大學出版社，2002.

[8]尤楓，史晟輝.ACM在線評測在編譯原理實踐教學中的應用探討[J].計算機教育，2009（20）：113-l15.

（本欄責任編輯：謝良才）

中央財政下撥6.58億元支持退役士兵培訓

近日，中央財政下撥2013年退役士兵職業教育和技能培訓補助資金6.58億元，比2012年增長9.81%，主要用于退役士兵職業教育和技能培訓所需的學雜費、住宿費、技能鑒定費、生活補助費以及轉業士官待分配期間管理教育(含培訓)、醫療補助等。

據統計，2010至2013年，中央財政共安排退役士兵職業教育和技能培訓補助資金24.64億元，年均增長13.06%，有力地支持了各地開展退役士兵職業教育和技能培訓工作。

黨和政府高度重視退役士兵培訓工作，中央財政從2002年起對安置任務重和經濟欠發達地區的城鎮退役士兵培訓給予適當補助。2010年，國務院、中央軍委印發了 《關于加強退役士兵職業教育和技能培訓工作的通知》(國發〔2010〕42號)，中央財政加大了對各地開展退役士兵職業教育和技能培訓的支持力度。2011年，中央財政將退役士兵職業教育和技能培訓中央財政補助標準由原來的每人1200元提高到每人2000元。同時，按照每人200元的標準對轉業士官集中交接和管理給予補助。

（中國新聞網）

G712

A

1672-5727（2013）08-0172-03

曾蘭星（1978—），男，廣東東莞人，碩士，東莞市經濟貿易學校教師，中學一級教師，研究方向為游戲化教學。