计算机编程类课程辅助学习系统的设计和实现

摘 要基于B/S的开发模式和.NET架构的设计思想,我们开发了一个针对计算机编程类课程特点的辅助学习系统.系统将练习的形式分为三种类型,分别是演示型,演示和练习型,讲解型等,并且尝试建立了学习评价的量化标准.本文阐述了系统的设计思想以及系统的特色功能.

关 键 词辅助学习系统计算机课程教学学习评价标准

中图分类号：TP319.41文献标识码：A

TheDesignandDevelopmentofAssistedLearningSystem

forComputerProgrammingCourses

YANGHuanyu,GUXiaomei

（ShanghaiOpenUniversity,Shanghai201104）

AbstractAnassistedlearningsystemforputerprogrammingcourseshasbeendeveloped.ItisbasedonB/Spatternand.NETarchitecture.Theexercisesinthissystemhethreetypes,whicharetheexercisesonlyfordemonstration,fordemonstrationandpractice,andforlearning.Wetrytocreatealearningevaluationofquantitativecriteria.Thepaperintroducesthesystemfunctionandthekeyfeaturesofthesystem.

Keywordsassistedlearningsystem；putercourses；learningevaluationofquantitativecriteria

随着信息技术、网络技术和多媒体技术的飞速发展,网络与教育的有机结合逐步成为教育领域的一种发展趋势.现代远程教育具有传统教学模式无可比拟的优点,它创造了一种全新的教学模式,打破了传统教学模式在时空上的限制,采用先进的教学手段和教学方法,可以实现适合学生个体发展的教学,因此,与网络相结合的学习系统的开发与利用越来越受到欢迎和重视.

计算机类的课程与其他学科,如管理类和经济类课程在教学方法和教学形式上有所不同,特别是计算机编程类课程偏重实践,利用传统的试题类型,如选择、判断等客观试题和问答等主观试题等,不利于提高学生的实践能力,也不合适考核学生的编程能力.因此,随着教学改革的深入,教师也在积极探索新的考核形式,开始尝试使用上机考试的方法来考核计算机类编程课程.但在改变考核方法后,如何帮助学生在课后的自学练习,也成为了教师应该考虑的问题.本系统的开发就是针对计算机类编程课程改变为上机考核形式,为方便学生在课后进行学习和练习的背景下进行的.

本系统的开发是基于B/S的开发模式和.NET架构的设计思想,采用ASP.NET技术设计动态网页,利用ADO.NET技术访问数据库中数据,后台使用SQLServer2005数据库管理系统.本文接下来将主要介绍以C++程序设计课程为例的辅助教学系统的设计开发内容以及首次尝试对学生练习进行自评系统的研究.

1辅助学习系统前台设计

针对程序设计课程设计的网络课堂,与其它类型课程的网络课堂在系统结构上相似,也具有课程资源共享,课后练习以及课程复习自测的功能模块.但课后练习的功能模块中,针对课程特点,设计了多样的练习形式.接下来,笔者将介绍系统的主要功能模块,在下面将重点介绍本系统的特色：课后练习模块功能以及练习评价系统设计.

从图1我们可以看出系统的主要功能包括：课程简介,课程练习,课程复习,帮助四个模块.其中课程简介模块,主要是包括教学目标,课程内容,教学资源以及学习方案四个方面的相关介绍.课程复习模块主要包括考核大纲,考题分析,模拟考题,历年考题四个部分.主要是针对学生在考核前的复习工作.通过考核大纲模块使学生能了解课程重点考核的内容和考核形成；通过考题分析模块使学生能对历年考题中出现的重点和难点有所了解,并且通过对考题的讲解,使学生掌握试题解答,学习到相关知识点的内容.通过历年考题模块学生可以了解历年考试的题型以及考试的形式,在考试前可以用于模拟练习.通过模拟考题模块,学生可以在考试前对自己进行自测,从而了解自己的学习掌握程度以及学习中存在的薄弱环节.

2课程练习模块设计

本系统的最大特色是针对计算机编程课程的特点设计了专门的练习模块,并且针对每次练习,对学生的练习效果进行评价,使学生在练习的过程中能了解自己对知识点的掌握程度.

根据C++程序设计课程的特点以及主要知识点,课程练习模块的内容以及结构设计如图2所示.

首先我们设计了分章节的练习题,分为主观题部分和客观题部分.主观题提交后,教师需通过后台管理系统进行批改,而客观题学生练习结束后将给出参以及成绩.我们在下一节介绍的学习评价系统,主要是用于客观题练习部分.学生通过客观题的练习后,还将得到学习评价,便于学生掌握自己的学习程度.

图1辅助学习系统前台部分系统结构

然后将课程的知识点按照基本理论基础,基本编程操作,深入概念学习三个部分进行分类.对基本理论概念的实际操作采用视频演示的方法,提供给学生进行学习.如程序的安装和程序的调试.对基本编程操作主要采用演示和练习的形式,学生可以参考视频演示程序,进行相应的程序设计练习.采用这样的形式,学生通过视频自学编程过程,并且可以反复观看视频演示,通过练习进一步巩固掌握编程方法.对于深入的概念学习,如类、继承等概念,教师通过视频讲解知识概念,并且提供了课堂外的知识帮助学生扩展思路,开阔眼界.采用本系统的方法,对计算机编程课程内容的学习脱离了只采用书面练习,如选择题,简答题进行练习的形式.在过去编程课程的学习中,一般会采用编程题对学生的实际编程能力进行考核和练习,但做完编程题后,学生并不清楚自己是否正确,只有等教师批改后,才清楚其程序正确与否.然而如果直接采用上机练习的方式,学生对自己编写的程序是否正确有直观的认识.学生再通过网络平台上传自己的程序,方便教师直接在计算机中进行验证和批改.

图2课程练习模块功能结构

3练习评价系统设计

为了方便学生对自己的学习情况有所了解,我们建立了练习的评价系统.我们将学生对知识的掌握程度分为三个等级,分别为：很好,一般,需要努力.将练习题根据不同的知识点进行划分,根据学生的答对情况给出评价.表1是部分知识点与其评价标准.

表1知识点评价标准

表1中我们可以看到,知识点是数据类型,对应的练习题是1-3,10,11,如学生全对,则评价为很好,如回答正确在3题以上,则评价为一般,如回答正确在2题以下,则评价为需要努力.学生通过练习,可以得到学习的评价,也是对自己的学习情况有所了解.但对于编程操作题的解答情况和主观题,因为不能实时得到成绩判别,因此比较难进行量化评价,该评价系统当前只针对客观试题部分.在以后的研究中,将进一步完善评价标准,特别是针对编程题目练习的评价标准.

4后台管理系统设计

前台系统主要包括对课程的介绍,课程练习以及课程复习模块.这些模块的功能都能以教师身份在后台管理系统中进行管理.后台管理系统主要包括对前台各功能模块的内容的编辑功能,练习习题的上传,复习考试试题的上传,演示和讲解视频的上传功能,学生上机练习教师的评分功能等.在这里我们就不再详述了.

5结束语

我们针对计算机编程类的课程特点设计了一个辅助学习系统,重点是对课程练习系统的设计,我们针对不同的练习类型开发了不同的学习模式,并且初步尝试对学生的练习进行量化评价.虽然本系统当前开发的是针对C++程序设计课程,但我们认为可以将其系统结构以及设计模式推广到各种编程类课程,从而加强了编程类课程学生的实践练习能力,也方便学生自学程序设计.但本系统的设计中,由于程序设计的特点,编程练习还是必须上传给教师进行批改,无法让学生实时地得到练习成绩.这在以后的学习系统的研究中是需要进一步解决的问题.