計(jì)算機(jī)教育實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)評價(jià)研究

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摘要：當(dāng)前我國計(jì)算機(jī)本科教學(xué)還存在重知識傳授、輕實(shí)踐能力培養(yǎng)的教學(xué)環(huán)節(jié)，本文提出了一套運(yùn)用算法搭建編程教學(xué)過程化模型和評價(jià)模型的教學(xué)平臺(tái)。通過邊教學(xué)邊評價(jià)的課程學(xué)習(xí)方法，有助于學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量的監(jiān)督并形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，達(dá)到高效培養(yǎng)創(chuàng)新人才的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)教育；教學(xué)評價(jià)；教學(xué)平臺(tái)；學(xué)習(xí)質(zhì)量

一、前言

在當(dāng)代所有的教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力已成為最重要的目標(biāo)。在計(jì)算機(jī)編程類課程的學(xué)習(xí)中也不外乎于此。學(xué)生在校期間所學(xué)知識，是將來更好地走向社會(huì)而武裝的力量。在計(jì)算機(jī)教學(xué)中普遍具體存在的問題可以看出，教學(xué)過程中各個(gè)階段教學(xué)成果的產(chǎn)生和保存十分重要。我們可以通過一些數(shù)據(jù)，如試卷、試卷分析、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、畢業(yè)設(shè)計(jì)等，更好地評判學(xué)生專業(yè)能力達(dá)到何種程度以及是否真正通過考核。

二、過程化模型評價(jià)體系

在實(shí)踐教學(xué)過程中，運(yùn)用算法搭建編程教學(xué)過程化模型，并且將過程評價(jià)指標(biāo)量化到教學(xué)平臺(tái)的功能中，形成一套學(xué)生相互學(xué)習(xí)、進(jìn)行電子作品創(chuàng)作，教師收集學(xué)生學(xué)習(xí)歷程資料、進(jìn)行電子化教學(xué)評價(jià)的工作環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)教育系統(tǒng)。根據(jù)隨機(jī)的信息類學(xué)生的問卷調(diào)查得知：大學(xué)生對程序設(shè)計(jì)類課程的興趣濃度普遍不高，并且普遍認(rèn)為該類課程難度偏高。這兩者是相關(guān)的，興趣的缺乏自然會(huì)產(chǎn)生學(xué)習(xí)的厭倦性，這既是課程評價(jià)需要改革的一大重點(diǎn)，也是課程評價(jià)改革的一大難點(diǎn)。研究工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)下，完善編程教學(xué)過程化評價(jià)模型，把學(xué)科教學(xué)和指標(biāo)建設(shè)結(jié)合起來，不僅有助于學(xué)生鞏固所學(xué)知識，而且有利于培養(yǎng)學(xué)生的信息技術(shù)應(yīng)用能力和發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性、創(chuàng)造性。研究工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)下，要想編程教學(xué)過程評價(jià)使學(xué)生形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣、學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)方式，以促進(jìn)學(xué)習(xí)質(zhì)量的提高并形成學(xué)生終身學(xué)習(xí)的習(xí)慣，更好地利用具有交互功能的學(xué)習(xí)資源，形成集成化的學(xué)習(xí)環(huán)境，網(wǎng)絡(luò)的反饋及時(shí)，管理方便，就需要對整個(gè)教學(xué)過程做跟蹤監(jiān)控、檢測、指導(dǎo)。

三、過程化評價(jià)模型的搭建與實(shí)施

1.教學(xué)平臺(tái)。該平臺(tái)主要用戶包括學(xué)生、教師以及管理員。系統(tǒng)的主要功能由以下幾個(gè)部分構(gòu)成：“公告”、“作業(yè)”、“答疑”、“討論”、“文件”、“在線編程”、“交流”、“評價(jià)”、“考試”、“數(shù)據(jù)分析”。除此之外，各種系統(tǒng)的設(shè)置由系統(tǒng)管理員完成。管理員可以基于整個(gè)平臺(tái)的公告，在整個(gè)平臺(tái)通知一些重要事項(xiàng)及關(guān)鍵更新等。對于每個(gè)課程，教師可以布置相關(guān)作業(yè)，學(xué)生應(yīng)該在上面提交作業(yè)。另外，還提供了在線編程的模塊，支持多種語言即對不同語言會(huì)自動(dòng)加載不同的體驗(yàn)；在左邊輸入編寫的代碼，點(diǎn)擊運(yùn)行，可以立即在右邊看到運(yùn)行結(jié)果。由于在平臺(tái)中加入了實(shí)時(shí)協(xié)同功能，因此輸入輸出可以共享終端。用在教學(xué)當(dāng)中，老師可以拿來做直播教學(xué)，也可以監(jiān)視學(xué)生課堂練習(xí)，甚至給學(xué)生遠(yuǎn)程答疑。學(xué)生用戶可以使用平臺(tái)設(shè)計(jì)的各種評價(jià)工具，在線填寫提供各種評價(jià)信息，這些評價(jià)信息在確認(rèn)后直接保存于系統(tǒng)中，還可定期瀏覽系統(tǒng)生成的評價(jià)報(bào)告。教師用戶是通過對學(xué)生提交的評價(jià)信息進(jìn)行收集，并負(fù)責(zé)對系統(tǒng)采集的信息進(jìn)行分析，根據(jù)這些信息為學(xué)生用戶提供建議。系統(tǒng)管理員對教師、學(xué)生所開展的評價(jià)活動(dòng)提供支持，這些支持包括對用戶的管理、機(jī)構(gòu)的管理以及課程的管理。2.評價(jià)模型要素及評價(jià)。（1）量化評價(jià)要素。主要包括：①視頻課堂發(fā)言數(shù)及活躍程度。②老師所傳資源、附件的下載次數(shù)。③登入、登出教學(xué)平臺(tái)的時(shí)間。④提出、解答問題數(shù)量，瀏覽問題的次數(shù)和提供解決方案的次數(shù)。⑤課程當(dāng)前學(xué)習(xí)進(jìn)度。⑥作業(yè)及試卷完成的質(zhì)量。⑦在線編程提交次數(shù)與質(zhì)量。⑧系統(tǒng)工具利用的頻率。（2）非量化評價(jià)要素。主要包括：①同學(xué)之間互相交流的次數(shù)及記錄。②各類測評量表。③同學(xué)習(xí)慣、紀(jì)律、進(jìn)度。④對某一課程、授課老師的評語。⑤對課堂的知識進(jìn)行課外的延伸、拓展。⑥在線編程代碼的命名風(fēng)格。（3）評估。在評價(jià)方面，教師和學(xué)生擁有著同等權(quán)限，教師只能對選修自己課程的學(xué)生進(jìn)行評價(jià)，學(xué)生也只能對所修課程的授課教師進(jìn)行評價(jià)，而教師和學(xué)生都可以對教學(xué)平臺(tái)的整體性能進(jìn)行評價(jià)。教學(xué)平臺(tái)有系統(tǒng)管理員，當(dāng)系統(tǒng)管理員對評價(jià)信息進(jìn)行確認(rèn)后，系統(tǒng)自動(dòng)記錄生成時(shí)間，以便于各種評價(jià)信息的縱向比較。在評價(jià)過程中，針對每一項(xiàng)的評價(jià)只能回答一次，也就是說不能進(jìn)行重復(fù)評價(jià)，但是在系統(tǒng)管理員對該評價(jià)信息進(jìn)行確認(rèn)之前，教師、學(xué)生可以修改之前的評價(jià)內(nèi)容，如果該評價(jià)信息已經(jīng)生效，擁有生效時(shí)間，則對評價(jià)信息只能進(jìn)行瀏覽，而不能進(jìn)行修改。3.實(shí)施結(jié)果與效益分析。（1）經(jīng)濟(jì)可行性。目前，相對于傳統(tǒng)的教室、操場等，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的教學(xué)平臺(tái)在反饋及時(shí)、有效評價(jià)、穩(wěn)定可靠等方面展現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢。從開發(fā)者角度考慮，由于系統(tǒng)是直接架構(gòu)在電腦上，環(huán)境污染比較良好，加上具備開發(fā)所需的軟硬件，沒有太多需要金錢的地方，資金基礎(chǔ)較良好。總的說來，整個(gè)系統(tǒng)的開發(fā)比較符合實(shí)際，經(jīng)濟(jì)可行性良好。（2）技術(shù)可行性。本教學(xué)平臺(tái)采用Java語言，編寫平臺(tái)時(shí)候整體架構(gòu)用的SpringMVC，為了實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)協(xié)同效果利用了WebSocket協(xié)議；其次，還利用虛擬化容器技術(shù)實(shí)現(xiàn)了前臺(tái)與后端隔離運(yùn)行；最后，對于前臺(tái)的展示界面，引入了React前端框架，使得前端的js代碼能夠?qū)崿F(xiàn)組件化開發(fā)。這些技術(shù)結(jié)合起來極大地降低了層級之間的耦合性，同時(shí)，具有良好的可插拔性，兼容性很好。而客戶端只要是現(xiàn)今各種主流瀏覽器，現(xiàn)有的技術(shù)、電腦配置足以實(shí)現(xiàn)對該平臺(tái)的開發(fā)，技術(shù)可行性良好。（3）社會(huì)可行性。社會(huì)發(fā)展至今，各方面都得到了很大的發(fā)展。該平臺(tái)是利用現(xiàn)今主流的網(wǎng)絡(luò)搭建的教學(xué)平臺(tái)，利用它能夠很方便地進(jìn)行教學(xué)相關(guān)工作，極大地提高了效率，合乎社會(huì)發(fā)展規(guī)律，也符合當(dāng)前的社會(huì)風(fēng)氣。另外，該項(xiàng)目是得到了國家授權(quán)同意的，是一個(gè)合法的項(xiàng)目。

四、結(jié)論與展望

對于理念的創(chuàng)新，目前大部分工程教育認(rèn)證的研究都只在整體專業(yè)建設(shè)上，而聚焦計(jì)算機(jī)專業(yè)編程教學(xué)體系的研究相對較少。本項(xiàng)目著眼于專業(yè)學(xué)生編程能力的教學(xué)體系研究，提出了多個(gè)編程教學(xué)的創(chuàng)新點(diǎn)，綜合運(yùn)用多種研究方法并結(jié)合當(dāng)前最新的技術(shù)，大膽提出了具有特色的教學(xué)理念。對于成果的創(chuàng)新，采用理論與實(shí)踐并存的方式，本課題研究不僅給出了理論模型的建設(shè)思路，并且根據(jù)理論模型可搭建運(yùn)用到教學(xué)實(shí)踐的教學(xué)平臺(tái)。本項(xiàng)目旨在利用教學(xué)平臺(tái)這一創(chuàng)新成果，節(jié)省教學(xué)時(shí)間，避免教學(xué)時(shí)間的浪費(fèi)，增進(jìn)老師和同學(xué)之間的交流，及時(shí)做出教學(xué)調(diào)整。在今后實(shí)施過程中，將運(yùn)用大數(shù)據(jù)算法技術(shù)來搭建評價(jià)模型，通過收集大量教學(xué)數(shù)據(jù)來指導(dǎo)教學(xué)平臺(tái)的實(shí)踐工作，具有針對性地進(jìn)行教學(xué)任務(wù)分配與調(diào)整。為提高教學(xué)質(zhì)量，同時(shí)也真正提高學(xué)生自身的能力。通過利用當(dāng)今多種流行技術(shù)相結(jié)合，具備技術(shù)上的領(lǐng)先性，并且對研究反饋和持續(xù)改進(jìn)可以進(jìn)行有效的支撐。

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作者：朱東輝 石躍祥 曾智超 秦悅 許湘麒 單位：湘潭大學(xué)信息工程學(xué)院