面向問題解決的程序作業(yè)自動化測評與反饋系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、隨著計算機技術(shù)的發(fā)展和社會信息化水平的提高，將計算機應(yīng)用于教育測量與評價的全過程，即計算機輔助評價（computer-assisted assessment，簡稱CAA）已成為當(dāng)前計算機教育應(yīng)用的熱點研究問題之一。但已有的研究成果所能解決的多為客觀題測評問題，而主觀題的測評問題則仍處于發(fā)展階段。C程序設(shè)計課程是高等院校學(xué)生的一門基礎(chǔ)性課程，大量的編程作業(yè)，要求教師給出及時、正確、客觀、一致的評價，造成教師沉重的評價負擔(dān)。C程序作業(yè)的自動

2、化測評問題亟待解決。
　　 程序作業(yè)屬于主觀題，與自然語言相比，C語言是一種結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計語言，它具有結(jié)構(gòu)化控制語句，且C語言的函數(shù)實現(xiàn)了程序的模塊化。所以，C程序作業(yè)具有結(jié)構(gòu)化、模塊化程序設(shè)計的特點。另外，學(xué)生程序多為中小程序，規(guī)模較小，因此，C程序作業(yè)的自動化測評與反饋研究具有一定可行性，可作為主觀題測評領(lǐng)域的一個研究突破點。
　　 本研究以建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論為理論基礎(chǔ)，以形成性反饋理論為根據(jù)，以學(xué)習(xí)性評價理論為導(dǎo)向，

3、以培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力為目標(biāo)，提出了面向問題解決的程序作業(yè)自動化測評與反饋系統(tǒng)模型，在已有研究成果IT技能測評系統(tǒng)iTAS和IT技能訓(xùn)練導(dǎo)師系統(tǒng)iTutor的基礎(chǔ)上，擴展實現(xiàn)了C程序作業(yè)的自動化測評與反饋功能，設(shè)計和實現(xiàn)了面向問題解決的程序作業(yè)自動化測評與反饋系統(tǒng)；創(chuàng)建了高度交互的、面向真實問題解決的編程環(huán)境，通過對學(xué)生程序作業(yè)的自動化測評及反饋，為學(xué)生提供有意義、可行的知識建構(gòu)情境，使學(xué)生在實際編程練習(xí)中更好的理解程序設(shè)計語言的語法

4、規(guī)則，正確處理算法與語法的關(guān)系，把握算法在程序設(shè)計中的核心、靈魂地位，掌握設(shè)計程序的思路，學(xué)會用計算機語言編寫程序，解決現(xiàn)實生活中的實際問題。
　　 在該系統(tǒng)中，根據(jù)學(xué)生程序的編譯情況，判斷學(xué)生的語法正確性；根據(jù)程序輸出結(jié)果正確與否，判斷程序的功能正確性；通過對比教師模板程序和學(xué)生程序的結(jié)構(gòu)而實現(xiàn)程序的結(jié)構(gòu)測評；通過將局部代碼表示為抽象語法樹的形式，測評程序的算法及復(fù)雜度指標(biāo)。上述測評結(jié)果綜合表現(xiàn)為程序的質(zhì)量指標(biāo)。為了使系統(tǒng)具有

5、評分與反饋功能，教師在命題時，需要設(shè)定好本題目所考察的知識點及其所占分?jǐn)?shù)比重。然后，系統(tǒng)根據(jù)上述測評結(jié)果，向?qū)W生提供具體、針對性的反饋信息，供學(xué)生進一步完善程序算法等操作，以實現(xiàn)預(yù)期的“智能導(dǎo)師”功能。
　　 根據(jù)中國高等院校計算機基礎(chǔ)教育課程體系規(guī)劃《C程序設(shè)計教材》的教學(xué)內(nèi)容與目標(biāo)，本文選取了“循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計”部分內(nèi)容對本文所設(shè)計的測評與反饋系統(tǒng)做了試驗。試驗結(jié)果表明：系統(tǒng)能夠測評的知識點范圍覆蓋了C程序設(shè)計中的主要章節(jié)，