《C程序設計》課程交互式作業管理平臺設計與實現

俞慶英 孫麗萍 夏蕓

摘要：《C程序設計》是高校計算機專業及相關理工科專業的必修基礎課程，《C程序設計》課程實踐教學是C語言學習過程中一個重要環節。為減輕教師在C語言實踐教學過程的繁重任務，提高學生的學習效率和學習效果，開發并實現了一套C語言交互式作業管理系統。該系統主要功能包括用戶管理、題庫管理、作業管理、練習管理、成績統計與查詢等。系統使用Web方式開發，開發環境為MyEclipse +Tomcat+ JSP+ MySQL。通過對《C程序設計》課程交互式作業管理平臺的個性化設計，充分發揮教師的指導作用，調動學生的學習積極性，提升學生發現問題和解決問題的能力，促進師生交流以及學生之間的協同合作，從而提升《C程序設計》課程的教學質量。

關鍵詞：C語言實踐教學；程序設計；交互式作業管理

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）08-0029-03

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

《C程序設計》是大學計算機專業一年級學生的專業基礎課程，也是眾多高校為大一理工類新生開設的一門公共基礎課程。學習C程序設計課程有助于學生理解哪些是計算機擅長解決的問題，怎樣的方式方法是計算機擅長的手段，能為計算機專業學生后續學習數據結構、面向對象的程序設計等專業核心課程奠定良好的編程基礎，也有助于非計算機專業學生更好地利用計算機來解決本專業領域內的問題。

實踐教學是《C程序設計》課程教學的重要組成部分，有利于加強學生的素質教育，培養學生的實踐能力和創新能力[1]。《C程序設計》實踐教學內容主要體現在將理論課知識靈活應用于實際問題的解決中，對具體問題的編程作業完成情況可以體現出學生對知識的掌握程度。在實際教學過程中，作者發現，大一新生在初學C語言課程時，對理論課學習和實踐課訓練無法有效結合。而由于學生人數較多，教師在上機作業批閱方面花費了大部分時間，無法與學生進行一對一細致交流，導致師生之間在作業完成質量方面缺乏及時的交互探討。為了提高《C程序設計》課程的實踐教學效果，教師必須及時對學生的上機作業進行評價，有針對性地對學生欠缺的知識內容進行補充，并培養學生的自學能力。

隨著新時代計算機技術和網絡技術的不斷發展，基于ACM/ICPC的在線測試系統應運而生，能實現計算機程序評閱工作的自動化和高效性[2-3]。然而，如果將在線測試系統直接用于檢查本科學生程序作業的完成情況，則存在兩種極端。一方面，對于編程能力強的同學，該測試系統無疑是增強其學習積極性的良好手段，刷題的成果大大提升了其編程興趣；另一方面，對于編程能力不足的同學，往往因為各種小細節的規范問題而無法順利通過系統的驗收標準，需要花費大量時間和精力用于細節檢查，導致在有限時間內只能完成較少數量的題目，長此以往，這些學生的編程自信心和學習興趣都會受到極大影響。因此，為提高《C程序設計》課程的教學效果，建立一套準確、高效、合理、實時交互的程序評測和管理系統已成為迫切的需求。

1 《C程序設計》課程編程作業管理現狀及存在問題

1.1 編程作業管理現狀

《C程序設計》是一門重在上機實踐操練的課程，編程作業必不可少。目前主要存在兩種形式的作業管理方式：一是教師先布置作業，學生完成后上交紙質作業或者提交電子作業到指定服務器上，然后由教師對紙質作業一本一本地批閱或對電子作業逐個打開查看，最后人工匯總登記所有同學的作業完成情況；二是教師通過在線測試系統指定題目，學生完成程序編寫后在線提交，由在線測試系統評判程序對錯，最后教師通過在線測試系統提供的統計功能匯總學生答題通過的數量。

1.2 存在的問題

人工批閱和匯總的方式較為煩瑣，雖然便于教師及時了解學生的學習情況，但是給教師的工作帶來了不必要的負擔，急需尋找自動批改或自動統計作業完成情況的先進手段。于是，在線測試系統在程序設計類課程的實踐教學中得到了廣泛的應用[4，5]。然而，在線測試系統對輸入輸出的格式要求較為嚴格，僅依據程序運行結果評判程序的對錯，無法對程序源碼進行細致的分析，不能評判學生運用所學技術解決問題的能力。雖然在線測試系統可以作為測定程序對錯的依據之一，可以大大緩解教師的工作壓力，但程序具體的編寫質量仍然需要教師人工評判。

一方面為了減少教師批閱編程作業和匯總學生作業完成情況的負擔，另一方面也可以讓教師及時了解到學生的具體程序編寫能力，本文設計并實現了一個基于B/S結構的《C程序設計》課程交互式作業管理系統，利用該系統，學生可以隨時提交其程序代碼，教師及時在系統上進行批改，并將結果實時反饋給學生。通過該系統的使用，教師可以對整個實踐教學過程進行高效的管理，包括導入師生信息、添加試題庫、布置作業、批閱作業、查看統計結果等功能。除判斷程序運行結果是否正確外，還提供教師評閱界面，對學生程序進行評價打分并將結果反饋給學生。

2 《C程序設計》交互式作業管理平臺

《C程序設計》交互式作業管理平臺，為教師在《C程序設計》課程實踐作業批改、統計及反饋等工作提供了有效合理的管理方式，為學生及時查看教師批閱意見和作業答案提供便捷實時的平臺?；凇禖程序設計》課程實踐作業的交互式管理新模式，師生互動交流得以增強，學生學習效果更加明顯，效率顯著提高。

2.1 系統模塊

本系統模塊結構如圖1所示。

后臺主要采用數據庫的操作方式，能夠對數據庫進行分類管理及便捷操作。主要數據表包括：學生基本信息表、教師信息表、試題表、作業表、答題表等。

2.2 詳細設計與實現

1） 登錄管理

教師和學生使用本地電腦通過訪問《C程序設計》交互式作業管理平臺主頁，在如圖2所示的登錄界面輸入賬號和密碼后登錄，分別進入教師操作主界面和學生操作主界面。

2） 基本信息管理

信息的操作權級別由高到低依次為：admin（管理員），teacher（教師），student（學生）。

教師用戶登錄系統后，可以對所有學生用戶學生基本信息進行相關管理，包括：查看、添加、刪除、修改自己所教學生用戶的信息。教師在添加學生時，可以選擇Excel文件導入（圖3）和手動添加（圖4）兩種方式。各用戶在修改自己的信息（圖5）時，對不同信息要做不同處理。例如：學生的學號、專業、班級，教師的職工號、專業，管理員的編號（ID）等關鍵性的信息都是不允許自己修改的，只能由信息操作權級別比自己高的用戶修改。

3） 題庫管理

教師在登錄該系統后，可以對題庫信息進行相關管理，包括：查詢、添加、刪除、修改題庫里的題目等。

執行查詢：教師可以在全部試題的數據庫中根據“多條件”（出題時間、出題者、題目內容等）進行準確或模糊查詢。執行添加：教師可以根據界面指示添加不同的類型的題目，添加方式分為批量導入（Excel）和手動輸入（單個）；在添加試題的過程中，需判定題庫中是否已存在所添加題目，根據判定結果做不同處理。執行修改：教師只能修改自己添加的題目和其他教師授權修改的題目。執行刪除：允許教師對題目進行批量刪除。任何教師可以向其他教師對自己所出試題的操作設置開放和共享權限。

4） 作業管理

教師用戶成功登錄系統后，可以根據Action后臺提供的信息查詢、修改、刪除、創建（添加）平時作業，并將操作的信息和結果保存到后臺數據庫相應的表中，同時教師也可以實時查看提交狀況和批改作業。圖6所示為教師查看已布置作業的界面。

教師進入作業模塊后選擇操作對象是平時練習作業。1） 教師可以從各個類型題庫選擇若干個題目組成一次練習作業，并設置作業名稱、作業提交截止時間、完成作業的對象。2） 教師也可以對自己布置的作業進行查詢（多條件準確或模糊查詢），可以添加題目的數量和完成作業的對象，也可以刪除練習中部分題目和完成作業的對象。3） 教師也可以查看本次作業學生的提交情況（已提交、未提交等）和選擇批改作業（如圖7所示）等操作。

5） 練習管理

不同的用戶類型進入該模塊具有不同的權限。學生可以查詢相關信息（作業、答案、提交情況等），選擇提交作業等操作；教師可以查詢相關信息（作業、學生的完成情況等），選擇公開答案等操作。

學生用戶：學生可以根據教師姓名查詢其布置的作業，也可以根據課程名查詢教師布置的作業，在顯示查詢到的作業界面中，學生可以通過下拉列表選擇性地查看相應作業，如選擇查看所有的作業、已完成的作業、未完成的作業等；可以進行二次查詢篩選，同時可以看到每一個作業的截至提交時間；選擇其中的一個作業進入，可以看到選擇答題區域、查看答案按鈕，查看自己的答題對錯情況（在教師公開答案后）；同時學生還可以查看此次作業每一題的提交情況。圖8為學生查看作業列表頁面，圖9為學生提交作業頁面。

教師用戶：可以根據界面指示查看自己出的所有作業，還可以根據某些條件（如截止日期、作業的名稱）選擇性查看作業。選擇其中一個作業進入，教師可以選擇公開某一題或者全部題目的答案（圖10），同時教師也可以查看本次作業目前提提交情況（圖11），可以精確查詢到完成某一題的學生名單和答案狀態以及未完成學生的名單。

3 結束語

作為大學計算機專業的一門基礎課程，《C程序設計》是專業基礎知識，是學習其他專業知識的第一步階梯；對于非計算機專業而言，程序設計的學習有助于理解計算機的能力所在，從而能更好地利用計算機來解決本專業領域內的實際問題。

一個行之有效的編程作業管理系統對《C程序設計》的實踐教學效果有大大的促進作用，滿足了師生之間的交互需求，既有助于教師高效管理作業并實時了解學生的學習情況，也有助于學生及時查缺補漏，鞏固所學知識?？捎行岣邔W生的學習積極性和主動性，培養學生的邏輯思維能力和C語言編程實踐能力，從而達到培養學生靈活使用C程序設計方法解決實際問題的教學目標。今后還計劃在系統中添加一個作業相似度比較的功能，根據比較結果查看作業抄襲情況，加強對實驗過程的管理，督促學生獨立完成作業，減少作業抄襲現象。

《C程序設計》課程交互式作業管理平臺可以對傳統作業管理模式的不足之處進行彌補和完善，可以將《C程序設計》上機課程躍升至互動與實踐的新高度，不斷提升該課程的教學質量。

參考文獻：

[1] 朱士中，陳鳳，先曉兵，等.基于移動終端和條碼技術的實踐教學管理平臺研究[J].軟件工程，2017， 20（4）：22-25.

[2] 徐義春， 鄧波.ACM在線評測系統與程序設計教學[J].時代教育，2015（9）： 35-36.

[3] 趙磊， 吳玉培， 廖彬.基于ACM/ICPC在線測評系統的設計[J].電腦知識與技術，2013， 22（9）： 5004-5006.

[4] 王濤春， 羅永龍，左開中.基于在線評測的數據結構實踐教學探討[J].計算機教育，2010（10）： 88-91.

[5] 張利強，李堯.基于B/S的高校程序在線測評系統設計與實現[J].通信與信息技術，2018（4）： 33-36.

【通聯編輯：王力】