基于“Visual Basic程序设计实验测评系统”的教学改革与实践

刘必雄

（福建农林大学计算机与信息学院，福建福州 350002）

Visual Basic程序设计是高校非计算机专业进行大学计算机基础教育的一门重要课程，对培育学生用计算机处理和解决领域问题的思维方法和表达形式有着深远的影响，是衡量学生信息素养的重要标志［1］。Visual Basic程序设计是一门实践性很强的课程，实验教学是该课程教学过程中重要组成部分，通过实验教学使学生进一步理解理论课教学内容，引导学生将所学知识与实际问题联系起来，培养学生计算思维能力和运用编程解决相关专业领域问题的能力，进一步提高学生分析问题和解决问题的能力。为此，如何更好地进行实验教学是一线教师一直致力于探讨的问题［2］。

目前，国内多数高校的Visual Basic程序设计课程的实验教学采用“老师讲解－学生练习－批改实验报告”模式［3］，然而这种实验教学模式在实际教学中，总体教学效果并不理想，普遍存在学生实验兴趣不高、过分依赖老师讲解、独立实验能力差、教师手工评阅程序和指导学生实验的工作繁重等问题。为此，本文从“激发学生实验兴趣、提高学生动手编程能力”出发，通过研制“Visual Basic程序设计实验评测系统”，提出“实时检测、及时反馈”的双向互动实验教学模式等措施，对Visual Basic程序设计课程的实验教学进行全方位的创新性改革和实践，使该课程的实验教学发生根本性变革，充分调动学生实验的积极性和主动性，培养学生自学能力和独立思考能力，提高学生分析问题和解决问题能力，较大幅度地提高实验教学效率和教学质量。

一、实验教学现状分析

Visual Basic程序设计不仅要求学生掌握程序设计的理论知识，同时还需要通过实践训练来提高学生的动手编程能力，以培养学生的计算思维能力、分析问题和解决问题的能力，而这些能力的培养主要通过实验教学来实现。为了深入掌握实验教学情况，课题组从农科、理科和工科3个不同学科各挑选一个专业进行跟踪教学，对这3个专业的Visual Basic程序设计的实验课，先采用“老师讲解－学生练习－批改实验报告”的实验教学模式进行5周的实验教学，并对这3个专业263人的学生进行统计调查。经过5周教学后，课题组对263名学生的实验预习情况、出勤情况、迟到情况、早退情况进行统计分析，统计结果表明，有预习的同学占43%、无预习的同学占57%;学生实验出勤率为86%、迟到率为13%、早退率为21%。同时在5周的实验教学后，对263名学生进行实验情况问卷调查，调查结果如图1所示，比较满意以上的同学只占29%。统计和调查结果表明，传统的实验教学方法无法激发学生的实验兴趣，制约学生动手编程能力的培养。

图1 传统实验教学满意度调查

课题组对传统的实验模式进行深入剖析，找出教学效果不理想的根本原因，主要体现在以下几个方面:

1.学生实验兴趣不高。非计算机专业学生认为Visual Basic程序设计课程与他们专业的相关性不大，因此对课程的实验积极性和主动性不高，存在实验前预习不充分、实验课敷衍应付、课后抄袭实验报告等现象。

2.独立实验能力较差。在实验过程中，学生遇到问题，缺乏独立思考，而急于请教老师，或等待老师讲解，造成学生独立分析问题和解决问题的能力较差。

3.教师指导效率不高。在实验过程中，教师奔波于学生之间，为学生解决问题，由于当前班级人数普遍偏多，教师无法及时回答每个学生提出的问题，而且许多问题存在大量的重复，造成老师指导效率低，无法满足每位学生的需求。

4.考核方案不合理。学生的实验成绩主要是根据学生提交的实验报告给出相应的成绩，教师很难有足够的时间认真阅读每个学生的程序代码，也很难给出准确的成绩，而且部分学生的实验报告存在抄袭情况，不能反映其真实的实验水平，这些情况也抑制了学生实验的积极性［4］。

针对以上几个原因，在Visual Basic程序设计的实验教学中应从以下几个方面加以解决:①激发学生的实验兴趣，提高学生实验的主动性和积极性;②培养学生独立思考能力，促使学生从“依赖型”向“独立型”学习角色转换;③教师在实验过程中能够实时掌握学生的实验情况，包括每题实验和每个知识点完成情况和正确率等信息;④能够快速准确地给出学生的实验成绩，并及时将实验情况反馈给学生。由于现在班级学生人数众多，显然要实现以上几点，采用传统人工方式很难实现，若采用“Visual Basic程序设计实验评测系统”则能够较好地解决以上几点需求。

二、实验评测系统介绍

“Visual Basic程序设计实验评测系统”是课题组借鉴ACM在线评测模式，研究Visual Basic可视化程序评测的实现方案，研发集“发布、收取、评测”于一体的实验教学平台。该系统由教师端和学生端两个子系统组成，可以实现在实验室局域网环境下，对学生机完成的程序代码进行现场收集，然后根据“测试点”对学生的Visual Basic程序进行自动评测，并可通过教师机的控制台实时、准确地掌握学生的实验情况。

（一）学生端系统

在实验过程中，学生打开指定目录，运行学生端系统，显示实验评测系统学生端的登录界面。学生在登录界面上输入自己的学号和姓名，即可开始实验，其信息和状态将显示在教师端的控制台界面上，教师可以实时监测到每个学生的实验情况。

学生端系统具有U盘禁用、禁止退出和限制二次登录等功能，避免学生在实验过程中复制其他学生的实验内容，以保证学生独立完成实验题目。

（二）教师端系统

在实验室教师机上，运行教师端系统，选择相应的实验项目后，进入评测系统的控制台。教师端的控制台系统可以实时显示全班学生的实验情况，包括实验状态、当前实验成绩、当前排名、源代码和统计分析报告。其主要功能如下:

1.实时收取学生程序。根据需要教师可以选择“收取选定”或“全部收取”功能，来实现对部分学生或全部学生的源代码进行收取，并可随机查阅学生的源代码。

2.自动评测学生程序。系统能够对学生完成的Visual Basic程序按“测试点”进行自动评测，并能够准确地给出每位学生每道实验题的得分情况，以及错误的原因和错误位置。

3.实时统计分析报告。系统可以实现对当前评测结果进行统计分析，能够给出每道实验题以及每个测试点的正确率和错误率情况，教师就可以根据统计数据及时全面掌握学生的实验完成情况和存在的共性问题。

三、实验教学改革措施

Visual Basic程序设计课程的实验教学对提高学生的动手编程能力与分析问题和解决问题的能力具有重要作用。如何激发学生的实验兴趣，充分发挥学生实验的积极性和主动性是解决问题的关键。本文从实验教学模式、实验考核方案、实验项目设置以及实验教材建设等多方面的改革提出了具体措施。

（一）构建科学的实验教学模式

针对传统“老师讲解－学生练习－批改实验报告”实验教学模式存在的弊端，课题组以“Visual Basic程序设计实验评测系统”为实验教学平台，构建“实时检测、及时反馈”的双向互动实验教学模式，在实验过程中使用“Visual Basic程序设计实验评测系统”实时收取每位学生在实验室现场编写的程序，通过实验评测系统自动评测所收集的程序，指导教师通过查看和统计评测结果，可以实时掌握和了解学生完成实验的情况。对于实验过程中存在的共性和典型问题，教师通过“大屏幕”和凌波教学软件及时进行集中指导和解答，如图2所示。

图2 “实时检测、及时反馈”的双向互动实验教学模式

“实时检测、及时反馈”的双向互动实验教学模式不仅激发了学生的实验兴趣、提高学生动手编程能力，而且借助实验评测系统，指导教师可以实时、全面地掌握到学生实验中存在问题，从而实现对存在的共性问题进行集中解答，避免对每个学生的相同问题进行重复的解答，提高教师的实验指导效率。

（二）设计合理的实验考核方案

合理的实验考核方案，有利于激发学生实验的积极性和主动性、提高学生分析问题和解决问题能力的培养［4］。目前大多数高校Visual Basic程序设计课程的实验环节的考核主要是以学生课后提交的源代码和实验报告为依据，通过人工评阅的方式给出实验成绩。在这种考核制度下，部分学生实验课不认真编写代码，课后复制同学的代码，抄袭实验报告。教师虽然知道学生提交的源代码和实验报告复制现象比较严重，但是由于班级人数众多，靠人工查阅方式很难查明抄袭情况，此外每次实验教师需要查看大量的源代码和批阅纸质实验报告，工作量非常大，而且程序的实现方法众多，在评阅过程中，稍有不慎容易将本来正确的程序判错，严重打击学生的积极性。为此，课题组采用“现场收集、自动评分、课后不补交”的实验考核方案，通过“Visual Basic程序设计实验评测系统”实现对学生在实验室内完成的程序全面收取，并进行自动评测，评测后以Excel报告形式输出评测结果，如图3所示。在评测报告中详细描述了每位学生得分情况以及每道题目完成的情况。由于这种实验考核方式要求学生现场提交程序代码，而且在实验过程中学生的机器U盘处于禁用状态，学生无法复制其他学生的源代码，只能自己独立完成。显然，这种实验考核方案，能够激发学生实验的积极性和主动性，同时培养学生独立思考能力，促进学生从“依赖型”向“独立型”学习角色转变，提高学生动手编程能力。

图3 实验评测报告

（三）建立独特的多层次实验项目

针对传统Visual Basic程序设计的“上机实验”内容简单、类型单一的不足，以培养学生创新能力和计算思维能力为目标，课题组打破传统单一实验题目的“上机实验”，建立“示范、练习、拓展”多层次实验项目，即“上机练练练”。通过精选实验内容，将核心知识要点融入到各个实验项目中，为每个上机实验题目设置知识点相关、难度递增的3个部分内容，即“示范题”、“练习题”和“拓展题”。其中“练习题”是在“示范题”基础上推广出来，而“拓展题”是“示范题”和“练习题”基础上从题目难度及规模上进一步的拓展，学生需要独立思考和综合分析才能完成解题。

教师通过“示范题”对实验的重点、难点及其基本算法、编程思路等进行必要的演示讲解;然后学生通过“练习题”进行模拟操作，不仅巩固和验证所学理论知识，而且还培养了学生的分析问题和解决问题的能力;学有余力的学生可以通过“拓展题”以进一步加强程序设计的思维，激发其创新意识。

（四）精心编写新形态实验教材

实验教材建设是实验教学的重要组成部分，是确保实验教学顺利实施的基石。作者以“提高学生的实践能力、培养学生的编程能力”为编写宗旨，在科学出版社出版了纸质和数字化资源紧密结合的新形态实验教材《Visual Basic程序设计实践教程》［5］。该教材以“Visual Basic程序设计实验评测系统”为数字化资源，循序渐进地引导学生编程实践，并在教材的实验环节中引入“实验评测”机制，以进一步强化实践能力的培养。

四、实验教学改革效果

为了检验实验教学改革措施的实际效果，课题组对选定的263名学生，从第6周到第10周，采用“实时检测、及时反馈”的双向互动实验教学模式，并采用“现场收集、自动评分”的实验考核方案进行实验教学。经过5周教学后，课题组对263名学生的实验预习情况、出勤情况、迟到情况、早退情况进行统计分析。统计结果表明，有预习的同学占91%、无预习的同学占9%;学生实验出勤率为98%、迟到率为2%、早退率为1%。同时在5周的实验教学跟踪后，对263名学生进行实验情况问卷调查，比较满意以上的学生占89%。统计和调查结果表明，这些改革措施能够激发学生的学习兴趣，培养学生的自学能力，促进学生从“依赖型”向“独立型”学习角色转换，切实提高学生的编程能力、分析问题和解决问题的能力，为学生运用计算机解决本专业领域的问题打下良好的基础。

五、结束语

Visual Basic程序设计课程的实验教学改革是一项复杂的系统工程。本文通过在实验教学中引入“Visual Basic程序设计实验评测系统”，对学生完成的程序进行现场收集和自动评测，从而实时掌握学生实验情况，不仅将教师从低层次的批改实验报告的繁重工作中解脱出来，而且大大提高学生实验的主动性和积极性。实践表明，通过以上改革措施，有效地提高了该课程的实验教学质量，取得了良好的教学效果。

［1］龚沛曾，杨志强，陆慰民，等.“Visual Basic程序设计”国家精品课程建设［J］.中国大学教学，2004（9）:10－12.

［2］林巧，韩建民.基于在线评测系统的C语言实践教学探讨［J］.实验科学与技术，2011，9（6）:37 －39，50.

［3］陈念年，李郁峰，李绘卓.基于在线评判系统的程序设计教学［J］.计算机教育，2009（15）:83－85.

［4］王涛春，罗永龙，左开中.基于在线评测的数据结构实践教学探讨［J］.计算机教育，2010（10）:88－91.

［5］刘必雄.Visual Basic程序设计实践教程［M］.北京:科学出版社，2012.1 －2.

（编辑:杨建肖）