从电子学习视角看编程练习的需求

在本工作中，我们探讨了面向初学者的编程练习建模问题，并指向电子学习场景。我们的目的是识别基本需求，提出一些关键问题，并从概念视角给出潜在答案。作为总体概述，我们假设将本研究置于一个一般性背景中，其中电子学习教学材料需要被调整，以构成 CS1 级别计算机科学（CS）入门电子学习课程的一部分。这指的是一门潜在课程，旨在通过使用基于电子学习的方法，并与诸如 Activemath (www.activemath.org) 这样的通用宿主框架（至少在概念上）相连接，来提高初学者在编程基础方面的技能与知识。我们的论述涵盖了情境要素，特别是认知要素，为衍生项目后续研究阶段的开展奠定了基础。我们将主要精力集中于关于练习复杂度的推理机制，该机制最终可为练习编写任务提供工具支持。我们的需求分析基于我们对 Activemath 所提供的练习子系统的认知，特别是在领域推理器方面。我们通过引入 CS1 课程及其定义与实施中的若干相关情境要素来丰富该分析。关于认知模型与练习，我们以布鲁姆分类法（Bloom's Taxonomy）的原则作为相对标准化的基础，并将其作为基础编程练习复杂度研究与分析的框架。我们的分析包括了练习分析所必需的领域推理器需求。为此，我们提出了一个三层概念模型，考虑了练习评估、编程与元编程。