论文部分内容阅读
摘要：通过对中职学校学生特点的分析，提出了突出激励机制的VB代码评测系统的设计方案，该系统实现了对源代码进行及时、客观、公正的评测，能有效应用于教学，在很大程度上提高了学生自主学习的积极性和教师的教学效率。
关键词：激励机制；中职；VB教学；评测系统
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2013）08-0172-03
计算机编程技能是中职学校计算机相关专业学生需要掌握的一门核心技能。但在教学实践中，它却是难教、难学的课程之一。难学主要体现在学生学习计算机编程课程时需要做大量的练习，通过练习获得熟练的编程技巧和调试经验。学生在练习过程中很难得到及时的反馈和教师指导，很容易丧失学习兴趣。难教主要体现在教师在上机实验时真的是很辛苦，因为学生在编程练习过程中会出现各种各样的问题；如果采用传统的人工评阅代码的方式，教师课后就要花费大量时间和精力去批阅学生作业。因此，我们迫切需要改进计算机编程课程的教与学。
近年来，随着普高的扩招，中职学校生源质量越来越差，大多数学生学习基础差，普遍缺乏学习动机，没有良好的学习习惯，厌倦、逃避学习，沉迷于网络游戏的现象十分严重。他们都是传统教育中的失败者，传统的课堂教学已经无法吸引他们的注意力。因此，急需新颖的、更富趣味的教学方式，以此来激发他们的兴趣，增强他们的学习动机。
本文提出了一种突出激励机制的针对中职学校《VB程序设计》教学的代码评测系统。系统通过静态评阅技术对提交的源代码进行自动评阅并给予用户相应的反馈信息，还在系统中加入游戏激励机制增强学生的学习动机和学习兴趣。在教学中，这一代码评测系统的使用，能给教学双方都带来极大的方便，一方面，能充分调动学生的学习自主性；另一方面，亦让教师摆脱了繁重的人工评测程序的工作，从而可将更多精力投入到教学研究中。
系统设计
（一）设计目标
本系统的设计目标是实现VB程序设计题的自动评阅，而且要实现阅卷的公正性。该系统既能满足程序教学代码评测的需要，也能让学生保持长时间的学习兴趣和学习动机，系统具备如下特点：（1）系统具有源代码评测功能，让学生在课堂上得到及时的反馈和指导，让教师从繁重的重复性评判作业的工作中解脱出来。（2）通过激励机制激发学生的学习兴趣。比如，在系统中增加一些积分排行、游戏奖励等激励元素，让学生长期保持较高的学习兴趣和学习动机。（3）系统有课堂管理功能，如防止学生作弊功能（如防止学生间共享代码、用别人的账户登陆等）。
（二）系统架构和开发工具
考虑到本研究旨在建立一个突出激励机制的代码评测系统，目的是提高学生学习计算机程序设计的兴趣，促进课堂教学效果，涉及课堂教学学生机的管理功能（如学生机共享、校园网的访问权限限制等）以及运行速度要求，所以本文采用C/S模式进行系统开发。
VB是微软公司推出的应用程序开发工具，它具有简单、功能强大和高效率等特点，所以本系统使用VB作为主要的开发工具。数据库采用SQL Server 2003设计。
（三）数据库设计
根据需求分析的结果，本系统构建的主要数据表有用户基本信息表（tb_student）、排行表（tb_top）、练习题目表（tb_questions）、课件表（tb_courseware）、分数表（tb_point）、参数表（tb_parameter）、存储用户提交的源代码（tb_sourcecode）、游戏列表（tb_game）。
（四）系统主要功能模块
按系统实现的功能来划分可分为三大功能模块，即信息维护模块、代码评测模块及激励机制模块。系统功能划分如图1所示。系统各模块的功能：（1）信息维护模块。如学生信息维护子模块：对学生学号及相关档案进行录入、修改等操作。（2）代码评测模块。如身份验证子模块：该模块主要是判断登录者的身份和密码是否正确。代码评分子模块：对学生提交的代码进行自动评测，给出错误提示信息。（3）激励机制模块。如游戏激励子模块：对完成任务的学生给予游戏奖励，根据完成时间快慢给出不同款式和级别的游戏。
（五）系统核心模块的设计与实现
以下几个功能的实现是本平台开发中具有一定特色和创新之处。
代码评测模块的设计和实现 代码评测一方面可以让学生在课堂上得到及时反馈，提高学生学习的主动性；另一方面，也能减轻教师指导和作业批改的压力，让教师有更多时间去钻研教材和教法。本系统采用静态评阅技术，主要分为以下3个步骤：（1）程序分解。根据VB程序窗体文件（.frm文件）的内容，把源程序分为“版本号”、“窗体信息”、“控件信息”、“事件代码”、“变量声明”等部分，把“事件代码”与其他部分分离。进行窗体属性、窗体中控件属性与标准答案的匹配，分解后存储。（2）关键词匹配、得分点匹配。关键词匹配计算学生源文件的保留字与标准答案保留字的匹配结果；得分点匹配是检查学生源文件中是否包含关键性的词语（相当于按知识点给分）。（3）按照各个部分不同的权值计算得分。根据“窗体信息”、“控件信息”、关键词匹配和得分点匹配的结果和各自的权值，计算出学生的得分。其中，代码评测功能的部分代码如图2所示。学生把自己的代码填写在指定的区域向系统提交，然后系统进入判题过程。如果提交的源代码被评测是错误的情况，系统会直接给出错误提示。本系统对常见的错误会给出详细的错误信息，这样可以使学生知道自己错在什么地方，迅速找到解决的办法，从失败中总结经验，不断提高自己的能力。这种智能的错误提示设计是建立在后台判题系统的判断结果基础上的，错误的提示信息是我们根据长期积累编程中常见的错误经验得出的，是本系统的设计者长期从事程序设计教学及研究的结果。
激励机制功能的实现 代码评测模块在判题过程中发现学生提交的源代码通过了系统评测，就会以相应的回馈方式给学生积分和经验的奖励。奖励的计算方法分为三种情况：第一次正确提交，除了得到每道题的固定经验和积分外，经验还会得到额外的奖励。完成题目的先后顺序排在前五名的，积分会得到额外的奖励；当前最优解——学生所提交的代码是所有提交中最优秀的代码，积分就能得到额外的奖励；做题的连续性——在指定的时间内学生连续向系统提交了正确的解题代码，积分会得到额外的奖励。通过这种激励式评分标准，能够非常好地调动学生学习的积极性，使学生不断向着更高水平迈进。另外，本系统针对提前完成任务的学生，给予游戏奖励。当然，前提是必须完成了课堂教学任务，如果完成的特别快或特别优秀，提供给他/她的游戏种类也将更多、更丰富，这样就既能够激发学生的学习动机，也能达到寓教于乐的教学境界。
关键词：激励机制；中职；VB教学；评测系统
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2013）08-0172-03
计算机编程技能是中职学校计算机相关专业学生需要掌握的一门核心技能。但在教学实践中，它却是难教、难学的课程之一。难学主要体现在学生学习计算机编程课程时需要做大量的练习，通过练习获得熟练的编程技巧和调试经验。学生在练习过程中很难得到及时的反馈和教师指导，很容易丧失学习兴趣。难教主要体现在教师在上机实验时真的是很辛苦，因为学生在编程练习过程中会出现各种各样的问题；如果采用传统的人工评阅代码的方式，教师课后就要花费大量时间和精力去批阅学生作业。因此，我们迫切需要改进计算机编程课程的教与学。
近年来，随着普高的扩招，中职学校生源质量越来越差，大多数学生学习基础差，普遍缺乏学习动机，没有良好的学习习惯，厌倦、逃避学习，沉迷于网络游戏的现象十分严重。他们都是传统教育中的失败者，传统的课堂教学已经无法吸引他们的注意力。因此，急需新颖的、更富趣味的教学方式，以此来激发他们的兴趣，增强他们的学习动机。
本文提出了一种突出激励机制的针对中职学校《VB程序设计》教学的代码评测系统。系统通过静态评阅技术对提交的源代码进行自动评阅并给予用户相应的反馈信息，还在系统中加入游戏激励机制增强学生的学习动机和学习兴趣。在教学中，这一代码评测系统的使用，能给教学双方都带来极大的方便，一方面，能充分调动学生的学习自主性；另一方面，亦让教师摆脱了繁重的人工评测程序的工作，从而可将更多精力投入到教学研究中。
系统设计
（一）设计目标
本系统的设计目标是实现VB程序设计题的自动评阅，而且要实现阅卷的公正性。该系统既能满足程序教学代码评测的需要，也能让学生保持长时间的学习兴趣和学习动机，系统具备如下特点：（1）系统具有源代码评测功能，让学生在课堂上得到及时的反馈和指导，让教师从繁重的重复性评判作业的工作中解脱出来。（2）通过激励机制激发学生的学习兴趣。比如，在系统中增加一些积分排行、游戏奖励等激励元素，让学生长期保持较高的学习兴趣和学习动机。（3）系统有课堂管理功能，如防止学生作弊功能（如防止学生间共享代码、用别人的账户登陆等）。
（二）系统架构和开发工具
考虑到本研究旨在建立一个突出激励机制的代码评测系统，目的是提高学生学习计算机程序设计的兴趣，促进课堂教学效果，涉及课堂教学学生机的管理功能（如学生机共享、校园网的访问权限限制等）以及运行速度要求，所以本文采用C/S模式进行系统开发。
VB是微软公司推出的应用程序开发工具，它具有简单、功能强大和高效率等特点，所以本系统使用VB作为主要的开发工具。数据库采用SQL Server 2003设计。
（三）数据库设计
根据需求分析的结果，本系统构建的主要数据表有用户基本信息表（tb_student）、排行表（tb_top）、练习题目表（tb_questions）、课件表（tb_courseware）、分数表（tb_point）、参数表（tb_parameter）、存储用户提交的源代码（tb_sourcecode）、游戏列表（tb_game）。
（四）系统主要功能模块
按系统实现的功能来划分可分为三大功能模块，即信息维护模块、代码评测模块及激励机制模块。系统功能划分如图1所示。系统各模块的功能：（1）信息维护模块。如学生信息维护子模块：对学生学号及相关档案进行录入、修改等操作。（2）代码评测模块。如身份验证子模块：该模块主要是判断登录者的身份和密码是否正确。代码评分子模块：对学生提交的代码进行自动评测，给出错误提示信息。（3）激励机制模块。如游戏激励子模块：对完成任务的学生给予游戏奖励，根据完成时间快慢给出不同款式和级别的游戏。
（五）系统核心模块的设计与实现
以下几个功能的实现是本平台开发中具有一定特色和创新之处。
代码评测模块的设计和实现 代码评测一方面可以让学生在课堂上得到及时反馈，提高学生学习的主动性；另一方面，也能减轻教师指导和作业批改的压力，让教师有更多时间去钻研教材和教法。本系统采用静态评阅技术，主要分为以下3个步骤：（1）程序分解。根据VB程序窗体文件（.frm文件）的内容，把源程序分为“版本号”、“窗体信息”、“控件信息”、“事件代码”、“变量声明”等部分，把“事件代码”与其他部分分离。进行窗体属性、窗体中控件属性与标准答案的匹配，分解后存储。（2）关键词匹配、得分点匹配。关键词匹配计算学生源文件的保留字与标准答案保留字的匹配结果；得分点匹配是检查学生源文件中是否包含关键性的词语（相当于按知识点给分）。（3）按照各个部分不同的权值计算得分。根据“窗体信息”、“控件信息”、关键词匹配和得分点匹配的结果和各自的权值，计算出学生的得分。其中，代码评测功能的部分代码如图2所示。学生把自己的代码填写在指定的区域向系统提交，然后系统进入判题过程。如果提交的源代码被评测是错误的情况，系统会直接给出错误提示。本系统对常见的错误会给出详细的错误信息，这样可以使学生知道自己错在什么地方，迅速找到解决的办法，从失败中总结经验，不断提高自己的能力。这种智能的错误提示设计是建立在后台判题系统的判断结果基础上的，错误的提示信息是我们根据长期积累编程中常见的错误经验得出的，是本系统的设计者长期从事程序设计教学及研究的结果。
激励机制功能的实现 代码评测模块在判题过程中发现学生提交的源代码通过了系统评测，就会以相应的回馈方式给学生积分和经验的奖励。奖励的计算方法分为三种情况：第一次正确提交，除了得到每道题的固定经验和积分外，经验还会得到额外的奖励。完成题目的先后顺序排在前五名的，积分会得到额外的奖励；当前最优解——学生所提交的代码是所有提交中最优秀的代码，积分就能得到额外的奖励；做题的连续性——在指定的时间内学生连续向系统提交了正确的解题代码，积分会得到额外的奖励。通过这种激励式评分标准，能够非常好地调动学生学习的积极性，使学生不断向着更高水平迈进。另外，本系统针对提前完成任务的学生，给予游戏奖励。当然，前提是必须完成了课堂教学任务，如果完成的特别快或特别优秀，提供给他/她的游戏种类也将更多、更丰富，这样就既能够激发学生的学习动机，也能达到寓教于乐的教学境界。