以O(shè)nline Judge為突破口的程序設(shè)計(jì)課程全過(guò)程學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)改革實(shí)踐

范江波 張學(xué)輝 張建兵

關(guān)鍵詞 程序設(shè)計(jì) Online Judge 學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)：G424 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2019.09.047

Abstract In view of the shortcomings of the traditional academic evaluation model， this paper takes the advanced language programming course of our university as an example， and introduces the online Judge platform as a breakthrough to realize the reform of the whole process of academic evaluation and improve the quality of students' training.

Keywords programming; Online Judge; academic evaluation

程序設(shè)計(jì)課程是大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育和計(jì)算機(jī)專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程，是我國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)課程體系2009（CCC2009）、美國(guó)計(jì)算機(jī)課程體系2013（CC2013）6門核心課程的第1門，決定著計(jì)算機(jī)系學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量。許多的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和學(xué)科競(jìng)賽也以程序設(shè)計(jì)能力為基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)學(xué)科的計(jì)算思維對(duì)于理工各科學(xué)生的創(chuàng)造性思維培養(yǎng)是必不可少的，計(jì)算思維的形成是培養(yǎng)復(fù)合型拔尖創(chuàng)業(yè)人才的一個(gè)重要內(nèi)容。傳統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言課程在課程考核方面存在著兩個(gè)問(wèn)題：

一是如何實(shí)施全過(guò)程學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)改革，改變一考定終身的考核方式。在傳統(tǒng)的學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)模式下，學(xué)生可能會(huì)出現(xiàn)平時(shí)玩玩玩，考前抱佛腳，考試時(shí)打小抄的現(xiàn)象。如何促使學(xué)生把功夫下在平時(shí)？

二是如何考察學(xué)生的思維能力而非記憶能力，讓“死記硬背”得高分成為“不可能完成的任務(wù)”。讓學(xué)生從實(shí)現(xiàn)從死記硬背拿高分轉(zhuǎn)為具有獨(dú)立思考能力的，在實(shí)踐中創(chuàng)新的真正“學(xué)霸”。

1 秘密武器：Online Judge（在線評(píng)測(cè)）平臺(tái)

以上這些問(wèn)題如何破解？我們認(rèn)為，以“信息化的方式講授信息化的課程”是唯一的突破口。提起教育的信息化，大家通常會(huì)想起“MOOC”，“SPOC”，“藍(lán)墨云”等，然而實(shí)踐證明Online Judge（在線評(píng)測(cè)）才是最適合編程教學(xué)的信息化平臺(tái)。我院計(jì)算機(jī)系2018級(jí)學(xué)生在“對(duì)學(xué)習(xí)幫助最大的教學(xué)方式”的調(diào)查結(jié)果顯示：課堂教學(xué)16.15%;MOOC19.17%;Online Judge74.68%，認(rèn)可Online Judge平臺(tái)的有74人，占總調(diào)查人數(shù)的92.5%，呈壓倒性優(yōu)勢(shì)。

Online Judge系統(tǒng)（后文簡(jiǎn)稱OJ），中文為在線的評(píng)測(cè)系統(tǒng)。用戶可以在線提交多種語(yǔ)言的程序（如C、C++、Java、Python等），系統(tǒng)對(duì)源代碼進(jìn)行編譯和執(zhí)行，并通過(guò)預(yù)設(shè)的測(cè)試數(shù)據(jù)來(lái)檢驗(yàn)程序源碼的正確性，用戶即刻就能收到反饋信息。程序在OJ系統(tǒng)下執(zhí)行時(shí)將受到嚴(yán)格的限制，包括運(yùn)行時(shí)間限制，內(nèi)存使用限制和安全限制等。

我校OJ網(wǎng)站最初上線時(shí)間為2015年12月，目前有917個(gè)注冊(cè)賬號(hào)，6800余道題目，約39萬(wàn)次提交。平臺(tái)與課程深度融合，不僅成功應(yīng)用于16至18級(jí)計(jì)算機(jī)系及雙學(xué)位學(xué)生的課程學(xué)習(xí)中，還用于編程參賽隊(duì)員的訓(xùn)練和選拔、成功舉辦了我校程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽決賽及研究生復(fù)試選拔。經(jīng)過(guò)團(tuán)隊(duì)的136次迭代開(kāi)發(fā)后，該平臺(tái)已經(jīng)成功地融合了大數(shù)據(jù)、可視化技術(shù)，成為國(guó)內(nèi)一流的在線評(píng)測(cè)平臺(tái)。

OJ系統(tǒng)最初源于ACM-ICPC國(guó)際大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽（ACM International Collegiate Programming Contest），簡(jiǎn)稱ACM-ICPC或ICPC，是由國(guó)際計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)（ACM）主辦的，一項(xiàng)旨在展示大學(xué)生創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)精神和壓力狀態(tài)下編寫程序、分析和解決問(wèn)題能力的年度競(jìng)賽。經(jīng)過(guò)近44年的發(fā)展，ICPC已發(fā)展成為全球最具影響力的大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽。2017年12月中國(guó)高等教育學(xué)會(huì)公布了《中國(guó)高校創(chuàng)新人才培養(yǎng)暨學(xué)科競(jìng)賽評(píng)估結(jié)果》， ICPC名列第4。

OJ系統(tǒng)可以較精準(zhǔn)對(duì)用戶的思考及推理過(guò)程做出反饋。標(biāo)準(zhǔn)化答案的考試難以精準(zhǔn)測(cè)試學(xué)生的思考過(guò)程，對(duì)比大多數(shù)做題平臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)化答案考試，OJ平臺(tái)最大的優(yōu)勢(shì)是對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)化程序的即時(shí)反饋，且反饋信息精準(zhǔn)到多達(dá)14種，有效解決了其他平臺(tái)無(wú)法考察推理及思考過(guò)程、學(xué)生自學(xué)時(shí)無(wú)及時(shí)反饋信息以及反饋信息不準(zhǔn)確的問(wèn)題，可以有效代替教師職能完成與學(xué)生的互動(dòng)，極大地方便了學(xué)生的自學(xué)。

我校OJ平臺(tái)具有全平臺(tái)抄襲檢測(cè)功能，可以自動(dòng)識(shí)別抄襲以及被抄襲的賬戶及代碼，標(biāo)識(shí)抄襲比例，能夠有效杜絕學(xué)生的抄襲行為。

與國(guó)內(nèi)外其他OJ平臺(tái)對(duì)比，我校OJ平臺(tái)在大數(shù)據(jù)的可視化處理方面處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位。可視化的數(shù)據(jù)一目了然，方便進(jìn)行直觀的分析（圖1，圖2）。

以O(shè)J為突破口，結(jié)合SPOC展開(kāi)混合式教學(xué)改革，實(shí)現(xiàn)學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)、考試模式的轉(zhuǎn)變：由死記硬背的“考試型學(xué)霸”轉(zhuǎn)變?yōu)楠?dú)立思考的“創(chuàng)新型學(xué)霸”;由“期末一考定成績(jī)”轉(zhuǎn)變?yōu)槿^(guò)程學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)、非標(biāo)準(zhǔn)化答案考試。

（1）實(shí)施全過(guò)程學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)改革，改變一考定終身。在傳統(tǒng)的學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)模式下，學(xué)生可能存在平時(shí)逃課，考前抱佛腳，考試時(shí)打小抄的現(xiàn)象。實(shí)施全過(guò)程學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)改革的目的在于促使學(xué)生把功夫下在平時(shí)。課程平時(shí)分占70%，包括40%的平時(shí)作業(yè)和30%的平時(shí)機(jī)考。平時(shí)作業(yè)在OJ平臺(tái)上限時(shí)提交，過(guò)期不收，把課程學(xué)習(xí)變成一場(chǎng)“馬拉松”，避免“臨時(shí)抱佛腳”，讓學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)的全過(guò)程，從源頭上杜絕學(xué)生逃課。全平臺(tái)抄襲檢測(cè)功能促使學(xué)生主動(dòng)思考、獨(dú)立思考問(wèn)題，真正培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和獨(dú)立思考能力，大規(guī)模杜絕了抄襲等現(xiàn)象發(fā)生的可能性。每門課從開(kāi)課到期末考試，每次課堂討論、每次作業(yè)、每次機(jī)考都按一定比例計(jì)入期末總成績(jī)，把期末考試成績(jī)權(quán)重降低至30%;同時(shí)，取消“60分及格”，按照OJ平臺(tái)的自動(dòng)排名機(jī)制實(shí)行動(dòng)態(tài)及格線，根據(jù)課程難易程度、學(xué)生評(píng)價(jià)正態(tài)分布情況，動(dòng)態(tài)確定及格線，從而改革“60 分及格”的傳統(tǒng)評(píng)價(jià)模式，在制度上讓考前突擊成為“不可能完成的任務(wù)”。

（2）推進(jìn)非標(biāo)準(zhǔn)化答案的機(jī)考改革，考察思維能力而非記憶能力。長(zhǎng)期以來(lái)，很多考試都有部分甚至全部為標(biāo)準(zhǔn)化答案的情況，即便有些課程展開(kāi)了機(jī)考改革，也不過(guò)是把標(biāo)準(zhǔn)化的試題從紙上搬到了機(jī)器上。標(biāo)準(zhǔn)答案的題目很難考察學(xué)生的獨(dú)立思考能力，但考試本身應(yīng)著重考查學(xué)生想象力、獨(dú)立思考能力，重在推理過(guò)程和思考過(guò)程，而不只是用標(biāo)準(zhǔn)答案考察大家的記憶力。紙質(zhì)的非標(biāo)準(zhǔn)化試題很難客觀評(píng)價(jià)，人為因素不可控，尤其是程序類試題。我們已成功開(kāi)展了3年非標(biāo)準(zhǔn)答案開(kāi)卷的機(jī)考改革，不是僅僅改變了考試的題目，而是徹底打破了傳統(tǒng)的學(xué)生學(xué)業(yè)考核評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn);開(kāi)卷考試不是簡(jiǎn)單地去看學(xué)生背了多少，記了多少，而是要看學(xué)生想了多少、思考了多少，實(shí)踐了多少，真正實(shí)現(xiàn)從靠死記硬背拿高分的學(xué)霸轉(zhuǎn)變?yōu)楠?dú)立思考、善于創(chuàng)新、善于實(shí)踐的高水平“學(xué)霸”。命題重在啟發(fā)思維、激發(fā)智慧、培養(yǎng)創(chuàng)新能力，參考答案實(shí)行開(kāi)放式、非標(biāo)準(zhǔn)，成績(jī)?cè)u(píng)定重點(diǎn)關(guān)注想象力、分析能力、創(chuàng)新思維，以此真正讓“死記硬背”就能考高分成為“前塵往事”。

以O(shè)J為突破口展開(kāi)的教學(xué)改革取得了良好的效果，近兩年，以計(jì)算機(jī)專業(yè)為主力的學(xué)生在參加“ICPC國(guó)際大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽”為龍頭的一批算法類競(jìng)賽中多次獲獎(jiǎng)，取得亞洲區(qū)銅牌1項(xiàng)，國(guó)家級(jí)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、二等獎(jiǎng)5項(xiàng)、三等獎(jiǎng)8項(xiàng)，北京市特等獎(jiǎng)1項(xiàng)、一等獎(jiǎng)10項(xiàng)的好成績(jī)。

基金項(xiàng)目：2017年，中國(guó)石油大學(xué)（北京），多校協(xié)同培養(yǎng)大學(xué)生高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)能力的教學(xué)改革研究與試點(diǎn)

參考文獻(xiàn)

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