基于在线评测系统的信息学竞赛精准化教学探讨

新闻资讯2023-11-09 12:30:37橙橘网

学科竞赛是培养拔尖创新人才的重要途径，国家及地方对基础教育阶段的拔尖创新人才识别与培养越来越重视。

▶ 如何科学选拔信息学竞赛人才并搭建师生梯队，开展持续贯通的培养？

▶ 在竞赛训练过程中，不同发展阶段学习内容和学生能力的培养侧重及策略有哪些？

▶ 在具体信息学竞赛教学实践中如何对学生的计算思维、创造性思维等进行培养？

▶ 如何利用在线评测系统辅助竞赛训练，精准分析数据并结合学生自身的情况制订个性化策略，从而因材施教，让学生更加有效地进行信息学学习？

聚焦上述问题，广东省中山市中山纪念中学开展了一系列的研究与实践，系统分析和梳理了信息学竞赛生选拔和不同发展阶段的培养策略等，建立健全了行之有效的小初高信息学拔尖创新人才贯通培养机制，为信息学拔尖创新人才的选拔和培养机制的优化提供了理性认识和实践依据，从而更好地推动信息学竞赛活动的高质量发展。

研究背景

多年来，信息学竞赛推动了计算机教育在中小学的普及，在培养和造就计算机优秀人才方面起到了积极的作用。

信息学竞赛的学习主要涉及基本程序语法、基本数据结构、数学、算法处理相关知识，内容覆盖非常广，并且每个知识点的难度也非常大，专业性非常强，对于中小学生而言，学习难度大。

所以，信息学竞赛的训练要求教师能够高效地准备高质量的训练内容，以应对学生训练时间少、学习内容广、知识难度大的情况。而在线评测系统（OnlineJudge，简称OJ）对完整的信息学竞赛训练体系而言，是不可或缺的。教师充分利用平台的数据分析功能，追踪并关注每一位学生的发展，可帮助其形成个性化的学习策略与方案。

信息学竞赛在线评测系统概述

信息学竞赛的评测方式是全自动化的。在在线评测系统中，学生根据题目要求设计相应的算法，编写相应的程序，并通过互联网或者校园网提交自己的代码，OJ系统便会调用数据库中的输入，将学生提交的程序进行编译并运行，生成用户输出文件，并与标准输出文件进行比对，每比对成功一个点，即得到该数据点的分数。

同时，每个题目还会有相应的运行时间与空间限制，评测机也将检测程序运行所需要用的时间与空间，如果超出题目规定的范围，同样不能得到对应数据点的分数。

中山市中山纪念中学信息学在线评测系统（下文简称“纪中OJ”）是为本校信息学竞赛专门设计的数字化平台，以满足教师课堂教学及学生课前、课中、课后学习需求。

教师能够更方便地通过平台布置任务、发布信息、管理题库等，从而将时间更多地集中于准备信息学竞赛内容以及对学生的程序设计思想的培养，同时也能把更多的课堂时间留给学生。

纪中OJ采用浏览器/服务器（简称B/S）的框架结构，以Linux操作系统、ApacheWeb服务器、My SQL数据库和PHP脚本语言为核心，兼容性强，可开发性高。学生在线提交程序源代码，系统自动评测结果。通过对使用结果的分析发现，学生在使用系统后能够更主动地去发现问题，订正错误，提高学习效率。

纪中OJ分为网页端、评测机和数据库三个部分。网页端负责展示题目、比赛、用户等逻辑模块，用户通过网页端提交解题代码后，网页端通知评测机编译指定代码，并对题目测试数据进行测试，数据库则负责承载所有逻辑模块的内容。纪中OJ主界面如下图所示，其中包括题目、（评测）状态、比赛、（专项）任务、（学生）分组、排行榜、测试、管理等功能模块。

1.比赛支持多种赛制

纪中OJ既支持传统的OI赛制（比赛期间只评测样例数据，比赛结束后才评测所有数据），也可以实现ACM赛制（每道题提交之后都有反馈，可以看到“通过”“运行错误”“答案错误”等结果，但看不到错误的测试样例，每道题都有多个测试点，每道题必须通过了所有的测试点才算通过。每道题不限制提交次数，但如果没通过会有罚时，仅以最后一次提交为准。

比赛过程中一般可以看到实时排名，在通过题数相同的情况下按照答题时间+罚时来排名）。此外，纪中OJ还支持IOI赛制（比赛期间评测所有数据，存在部分分数，不存在罚时）。

2.题目支持多种类型

每道题都存在一个配置文件，配置文件非常灵活，通过配置文件的各种设置，能实现多测试点绑定子任务、不同测试点不同赋分、特殊判断（specialjudge）、交互题等特殊题型的判定。经过多次的版本迭代、系统迁移与更新，纪中OJ现在部署在云平台上，系统运行环境更加稳定，基本不存在漏洞。

信息学训练中的精准教学研究实践

1.课前精心设计训练题目，利用纪中OJ开展测试训练

研究对象是2020年新入学的七年级学生，七年级学生好动、好奇、好表现，可采用形象生动、形式多样的教学方法和学生喜欢的比赛竞争模式激发学生学习的兴趣。

学生经过一个月的信息学竞赛的学习，已经基本掌握C++基础语言部分知识，如循环、数组、函数等基础知识。借助纪中OJ开展学情分析，能够精确地了解学生的起始能力等相关特质，从而更加精准地开展进一步的教学。

以2020级七年级学生的第一次线上评测为例，七年级学生学习完循环结构的知识后进行了第一次线上比赛，此次比赛一共四道题目，每道题目100分，教练对比这次线上评测的结果，形成测试报告，了解学生学习情况并作为下一步教学的起始依据。

2.课中开展综合数据分析，制订个性化的策略

通过对此次比赛的数据进行分析，教练针对不同学生差异化的薄弱环节，进行个别性指导和制订相应的任务，设计不同的教学方法（如表1）。

表1