ＣｏｄｅＬａｂ與計(jì)算機(jī)程序教學(xué)（四）

張　玥

編者按：在2008年11月15日召開(kāi)的“第四屆全國(guó)計(jì)算機(jī)教育論壇”上，一位從大洋彼岸遠(yuǎn)道而來(lái)的特殊嘉賓為我們帶來(lái)了西方的教育教學(xué)理念，引起了普遍關(guān)注。他就是美國(guó)紐約市立大學(xué)布魯克林學(xué)院(CUNY)計(jì)算機(jī)與信息系教授David M. Arnow。David教授是計(jì)算機(jī)科學(xué)課程改革的主要倡導(dǎo)者，主要研究領(lǐng)域包括實(shí)驗(yàn)性分布式計(jì)算軟件和計(jì)算機(jī)科學(xué)教育。在這次論壇上，他詳細(xì)介紹了自己開(kāi)發(fā)的基于Web的交互式程序設(shè)計(jì)編程語(yǔ)言學(xué)習(xí)系統(tǒng)——CodeLab，與各位老師交流了自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)，贏得與會(huì)者的好評(píng)。本刊記者(以下簡(jiǎn)稱(chēng)記)在會(huì)議期間采訪了David教授(以下簡(jiǎn)稱(chēng)D)，就計(jì)算機(jī)教育教學(xué)等內(nèi)容進(jìn)行了深度訪談，以資國(guó)內(nèi)同行了解和借鑒。

記：CodeLab系統(tǒng)的反饋設(shè)計(jì)理念是什么？

D：CodeLab系統(tǒng)有針對(duì)用戶(hù)提出的問(wèn)題而設(shè)計(jì)的反饋和建議板塊。有時(shí)學(xué)生提交的代碼總是通不過(guò)測(cè)試評(píng)估，他們很懊惱，會(huì)通過(guò)這個(gè)板塊提交意見(jiàn)，發(fā)泄一下，以為這樣的反饋意見(jiàn)反饋給了商業(yè)開(kāi)發(fā)大機(jī)構(gòu)，實(shí)際上他們并不清楚是直接提交給我本人了。我們開(kāi)發(fā)教師會(huì)這樣親切地引導(dǎo)他們：“你最好是以一個(gè)禮貌的方式進(jìn)行交流……”，這名學(xué)生才恍然大悟。

去年暑期，我們以2003年來(lái)學(xué)生提交的3000萬(wàn)條代碼為基礎(chǔ)，分析他們的反饋問(wèn)題及產(chǎn)生錯(cuò)誤的原

因，充實(shí)系統(tǒng)反饋信息和指引，如對(duì)邏輯錯(cuò)誤和編譯器錯(cuò)誤信息的分析。在2006年秋季至2007年春季的時(shí)間里，反饋信息數(shù)量從600多條下降到60多條，這是因?yàn)槲覀円M(jìn)了新模塊：“Markup-注釋”。它收集了1300萬(wàn)條提交的代碼，對(duì)正確或錯(cuò)誤的方案進(jìn)行分析設(shè)計(jì)，增加了紅色小箭頭提示和陰影區(qū)域指引——可以稱(chēng)之為“Google效應(yīng)”。我想，如果CodeLab有中國(guó)用戶(hù)，我們所收集的代碼量絕不僅僅是1300萬(wàn)條，而是一億三千萬(wàn)條了。這個(gè)功能大大減少了老師和學(xué)生的詢(xún)問(wèn)信息，效果還是很好的。

我們提供的反饋信息越好，得到用戶(hù)支持需求的郵件越少。我們積極地改進(jìn)系統(tǒng)提示分析信息，得到更好的反饋！

記：您如何運(yùn)用CodeLab成績(jī)冊(cè)來(lái)評(píng)估學(xué)生學(xué)年的分?jǐn)?shù)，如何量化？

D：我的方式是：學(xué)期總成績(jī)由五部分組成。即10% CodeLab；30% 期末考試；20% 期中考試；20%課堂提問(wèn)和出勤；20% 程序設(shè)計(jì)。當(dāng)然，我也很重視學(xué)生的思考和表達(dá)。在20%的課堂提問(wèn)和出勤分?jǐn)?shù)中，如果學(xué)生每堂課出勤并得到小測(cè)驗(yàn)滿(mǎn)分，但是從來(lái)不發(fā)言或提問(wèn)，那么只能得到總分20分里的16分。

雖然CodeLab成績(jī)只占10%，但它是基礎(chǔ)，其他90%的成績(jī)受益于基礎(chǔ)知識(shí)的掌握，課堂的小測(cè)驗(yàn)來(lái)自課本預(yù)習(xí)和CodeLab的習(xí)題。

在CodeLab花名冊(cè)評(píng)分記錄中，紅色為零分，綠色為滿(mǎn)分，黃色為半分。在規(guī)定的300道練習(xí)中，如果學(xué)生100道題準(zhǔn)時(shí)完成提交，100 道題延遲提交，100道題未完成提交，就只能獲得150分——因?yàn)橛?/3的題目遲交了。

記：學(xué)生使用CodeLab的效果如何？老師和學(xué)生們對(duì)它的評(píng)價(jià)如何？

D：根據(jù)學(xué)生使用CodeLab的反饋表明，一些學(xué)生很喜歡這個(gè)學(xué)習(xí)系統(tǒng)；一些根本就不喜歡，因?yàn)樽鼍毩?xí)枯燥；一些接受但不喜歡：一些學(xué)生認(rèn)為這個(gè)系統(tǒng)很棒，比閱讀教材和聽(tīng)講座的興趣要高漲得多?？傊?，CodeLab是一種學(xué)習(xí)工具，也是一種學(xué)習(xí)資源，大多數(shù)學(xué)生能夠意識(shí)到CodeLab對(duì)它們的學(xué)習(xí)是有幫助的，因此持接受的態(tài)度。還有老師發(fā)來(lái)不滿(mǎn)意的報(bào)告——說(shuō)他的學(xué)生做CodeLab的興趣比聽(tīng)講課和讀課本高得多了。

威斯康星大學(xué)的Michael Schultz老師說(shuō)：“作為一名大學(xué)二年級(jí)編程入門(mén)課程的教師，我現(xiàn)在向其他所有教師和學(xué)生強(qiáng)烈推薦使用CodeLab。我終于找到了既可以提供編程練習(xí)又可以提供評(píng)估支持的軟件了。”

奧克拉荷馬大學(xué)的Deborah Trytten教授說(shuō)：“從2003年1月至今，我一直在“計(jì)算機(jī)編程導(dǎo)論”課程中使用Java CodeLab，它對(duì)那些以前沒(méi)有編程經(jīng)驗(yàn)、總出錯(cuò)的學(xué)生幫助很大。CodeLab 對(duì)學(xué)生答案的快速反饋能夠引導(dǎo)學(xué)生不停地嘗試尋找解決方案，而不是放棄或即使寫(xiě)下錯(cuò)誤答案也一無(wú)所知。與以往相比，學(xué)生在編程方面的挫折感明顯更少，也更喜歡這門(mén)課。我們從Turings Craft得到大力支持，他們對(duì)所有合理要求及大部分不合理要求都給出了即時(shí)的回復(fù)，我非常滿(mǎn)意，并打算在今后的編程入門(mén)課程中繼續(xù)使用它。

而學(xué)生的體驗(yàn)就更多些：

Akron大學(xué)的Greg M說(shuō)：“我在學(xué)期初注冊(cè)了CodeLab，以為這又是枯燥的工作，但是它卻對(duì)我在C語(yǔ)言編程某些概念的理解上給了很大的幫助。”

布魯克林學(xué)院Enthan A說(shuō)：“使用CodeLab后，我看到了自己測(cè)試成績(jī)有了實(shí)實(shí)在在的提高。它將編程概念分解為簡(jiǎn)單的步驟，幫助我看清這些概念是如何結(jié)合在一起的，我可以更輕松地完成作業(yè)?！?/p>

奧克拉荷馬大學(xué)的N.G.說(shuō)：“我喜歡CodeLab，它讓我熟悉編程詞匯。我不僅學(xué)會(huì)了如何通過(guò)編程獲得結(jié)果，還學(xué)會(huì)了與其他專(zhuān)業(yè)人員溝通的必要詞匯，讓別人知道我在做什么。CodeLab還給我?guī)?lái)更多的實(shí)際編程經(jīng)驗(yàn)，它好像家庭作業(yè)和編程項(xiàng)目的一個(gè)交匯點(diǎn)，讓我一邊熟悉詞匯、語(yǔ)法，一邊又在項(xiàng)目編程中樂(lè)此不疲?！?/p>

記：您對(duì)編程語(yǔ)言入門(mén)課程教學(xué)設(shè)計(jì)的未來(lái)有何展望？

D：我的班級(jí)教學(xué)已經(jīng)是“課堂內(nèi)外顛覆”。我為課堂教學(xué)準(zhǔn)備了視頻，學(xué)生在課堂外就可以收看并學(xué)習(xí)；學(xué)生通過(guò)CodeLab的實(shí)踐練習(xí)鞏固他們所學(xué)到的基本知識(shí)；而在課堂上，我提供額外的講座，但大多數(shù)時(shí)候，學(xué)生將時(shí)間花在做實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目上——這和25年前的教學(xué)完全相反。那時(shí)候，學(xué)生只能在課堂外做實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；而在課堂內(nèi)僅有講座而已，更沒(méi)有CodeLab。

記：計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)發(fā)展日新月異，您如何看待教學(xué)、研究與開(kāi)發(fā)的關(guān)系？

D：總體上講，我們今天教授的理論技術(shù)知識(shí)，在十五年前大多數(shù)是不存在的。今天教授知識(shí)，是為了讓學(xué)生明天可以得到工作。我們的基礎(chǔ)教學(xué)不被今天的技術(shù)所左右，而仍然專(zhuān)注于基本原理和主要計(jì)算機(jī)技術(shù)知識(shí)的方向是正確的，無(wú)論是現(xiàn)在，還是未來(lái)的10年～30年。

大學(xué)的教學(xué)總是滯后于技術(shù)的發(fā)展和公司的開(kāi)發(fā)速度，因此新技術(shù)何時(shí)到大學(xué)的教學(xué)課堂從來(lái)都是大學(xué)系里最大的爭(zhēng)論議題。通常計(jì)算機(jī)科學(xué)新技術(shù)都來(lái)源于科研成果，公司將研究成果應(yīng)用于實(shí)踐，然后科研機(jī)構(gòu)才用于教學(xué)——這確實(shí)是一個(gè)怪圈。因?yàn)樾录夹g(shù)源自學(xué)術(shù)研究，但直到在商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域取得了控制優(yōu)勢(shì)才被學(xué)術(shù)教學(xué)所采納，教授們才決定是否用于課堂教學(xué)。例如Python是由學(xué)術(shù)研究機(jī)構(gòu)開(kāi)發(fā)的，直到Google 公司將其運(yùn)用于搜索引擎的商業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)，北美多數(shù)的大學(xué)和企業(yè)才將其引入教學(xué)或培訓(xùn)課程。

記：您對(duì)這次訪問(wèn)中國(guó)和參加“第四屆全國(guó)計(jì)算機(jī)教育論壇”有何感想？

D：通過(guò)對(duì)中國(guó)的訪問(wèn)和參加“第四屆全國(guó)計(jì)算機(jī)教育論壇”，我了解到，無(wú)論在中國(guó)還是美國(guó)，我們教師都面臨許多同樣的教學(xué)方面的問(wèn)題。通過(guò)與各位中國(guó)教師的交談和討論，我很驚訝中國(guó)教育教學(xué)領(lǐng)域?qū)和VB教學(xué)的需求，而在美國(guó)，這方面的教學(xué)已不常見(jiàn)?，F(xiàn)在，我打算在CodeLab上給這些語(yǔ)言充實(shí)更多的內(nèi)容。

記：歡迎您再一次訪問(wèn)中國(guó)，對(duì)未來(lái)之行，您有何希望？

D：我真的希望有機(jī)會(huì)能常來(lái)中國(guó)，一次的旅程不足以了解全面中國(guó)，了解中國(guó)的計(jì)算機(jī)教育。我想坐在中國(guó)大學(xué)的課堂里，旁聽(tīng)中國(guó)的計(jì)算機(jī)課程，觀看實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目，也想有更多的機(jī)會(huì)和中國(guó)的教師面談。

非常遺憾，這次來(lái)華我沒(méi)有更多的時(shí)間參觀中國(guó)美麗的歷史古跡，了解更多的中國(guó)歷史和文化。相信隨著兩國(guó)學(xué)術(shù)交流的日益加深，我會(huì)認(rèn)識(shí)更多的中國(guó)學(xué)者，與他們進(jìn)行更深入和有益的對(duì)話。