CC BY
177
УДК 371.31 ББК 74.202.15 Б 43
С.Н. Беляев
Аспирант кафедры естественных наук и информационных технологий филиала государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Красноярский государственный педагогический университет им. В.П. Астафьева» в г. Железногорске; E-mail: _fkgpu. conf@,gmail.com
Н.В. Лалетин
Кандидат технических наук, доцент кафедры естественных наук и информационных технологий филиала государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Красноярский государственный педагогический университет им. В.П. Астафьева» в г. Железногорске; E-mail: [email protected]
ШКОЛА ПРОГРАММИСТА (HTTP://ACMP.RU) - ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ ИНТЕРНЕТ-РЕСУРС ОЛИМПИАДНОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ ДЛЯ
ШКОЛЬНИКОВ
(РЕЦЕНЗИРОВАНА)
Аннотация. Работа посвящена актуальной проблеме разработки новых методик автоматизации проведения и объективизации подведения итогов олимпиад по программированию, основанных на Интернет-технологиях. Представлен образовательный Интернет-ресурс олимпиадного программирования для школьников с архивом задач, встроенной системой автоматической проверки решений и накопительной рейтинговой системой оценки работ участников.
Ключевые слова: образование, олимпиады школьников, программирование,
образовательный ресурс, дистанционное обучение, рейтинговая система.
S.N. Belyaev
Post-graduate student of Department of Natural Sciences and Information Technologies in the Branch of State Educational Institution of Professional Higher Education “V.P. Astaf’ev Krasnoyarsky State Pedagogical University” in Zheleznogorsk; E-mail: [email protected]
N.V. Laletin
Candidate of Technical Sciences, Assistant Professor of Department of Natural Sciences and Information Technologies in the Branch of State Educational Institution of Professional Higher Education “V.P. Astaf’ev Krasnoyarsky State Pedagogical University” in Zheleznogorsk; Email: LaletinNV@mail. ru
SCHOOL OF THE PROGRAMMER (HTTP://ACMP.RU) - EDUCATIONAL INTERNET RESOURCE OF THE OLYMPIAD PROGRAMMING FOR PUPILS
Abstract. The work is devoted to an actute problem of working out new techniques of automation of conduction and objectivization of results summarizing at Olympiads on programming basing on the Internet-technologies. The authors present the educational Internet resource of the Olympiad programming for pupils with the problems archive, the built-in system of automatic check of solutions and memory rating system of an estimation of participants’ works.
Keywords: education, the Olympiads of pupils, programming, an educational resource, remote training, rating system.
Качественное развитие науки и техники, переход к информационному обществу, в котором производство услуг становится основной сферой экономической деятельности, а
знания приобретают первостепенное значение, предъявляют серьезные требования к подготовке высококвалифицированных специалистов, способных решать нестандартные задачи и эффективно оперировать большим количеством информации. Обеспечение надлежащего качества образования, соответствующего потребностям личности, общества и государства, через разностороннее и своевременное развитие детей и молодежи, их творческих способностей, формирование навыков самообразования заложено в основных стратегических документах развития российского образования [1]. Среди многообразия форм и методов работы с учащимися, направленных на выявление еще в школьном периоде обучения наиболее интеллектуально одаренных и творчески развитых личностей, всегда были и остаются предметные олимпиады школьников. Признанием большого значения роли олимпиад в области работы с одаренными учащимися стало включение всероссийской олимпиады школьников (далее - олимпиада) в национальный проект «Образование», реализация которого осуществляется в России с 2006 года.
Имея богатую историю, всероссийские олимпиады школьников с каждым годом укрепляют свои позиции среди социально значимых мероприятий в области образования. По географии проведения и охвату учащихся она не имеет зарубежных аналогов и по праву может считаться национальным достоянием [2]. Схема проведения олимпиады включает- четыре этапа: школьный, муниципальный, региональный и заключительный. Участниками каждого этапа, начиная с муниципального, становятся победители предыдущего. Первый (школьный) этап является самым массовым, в нем могут принимать участие все желающие. Обеспечение же возможности участия каждого желающего школьника в первом этапе олимпиады является на данный момент одной из наиважнейших и актуальных задач основной школы, которая, как показывает практика, не всегда реализуется в силу ряда причин. Зачастую главной причиной этого является отсутствие современных методик, позволяющих проводить олимпиаду в каждой школе на должном уровне. Особенно это касается предметов, которые относятся к бурно развивающимся отраслям знаний: информатика, обществознание, экономика и т.д.
По данным на 1 сентября 2009 года объединенная система образовательных учреждений Красноярского края включала в себя 1289 общеобразовательных учреждений, в которых обучаются 294,3 тысяч учащихся. Опыт же проведения муниципальных и региональных олимпиад по информатике показывает, что в подавляющем большинстве учебных заведений, более 90 %, недостаточно ресурсов для организации и проведения олимпиады по информатике в соответствии с заявленными целями и задачами данного этапа [3]. Стоит выделить две основные причины сложившейся ситуации:
- недостаточная квалификация педагогов, не позволяющая обеспечить должное методическое и организационное сопровождение олимпиад;
- отсутствие методики автоматизации проведения олимпиад и объективизации подведения итогов, т.к. в силу своей специфики проведение олимпиады по информатике требует наличия определенного инструмента, позволяющего автоматизировать процесс проверки олимпиадных заданий и подведения итогов.
Описанную выше проблему в процессе подготовки и проведения олимпиад по информатике в Красноярском крае можно характеризовать рядом противоречий:
- между современными возможностями, которые открывают олимпиады по информатике, если их проводить в полном объеме в основной школе с использованием современных информационных технологий, и реальными явлениями, происходящими в настоящее время в олимпиадном движении на территории Красноярского края;
- между назревшей необходимостью автоматизации процесса проведения и объективизации подведения итогов олимпиады по информатике и отсутствием соответствующей методики;
- между методическими задачами, которые вынуждены решать учителя при подготовке школьников к участию в олимпиадах по информатике, и неразработанностью целей, содержания и инструмента подготовки к ним учащихся.
Необходимость разрешения указанных противоречий определяет актуальность исследований и разработок в данной области. Целью данной работы явилась разработка методики автоматизации проведения и объективизации подведения итогов олимпиад школьников по информатике в общеобразовательных школах Красноярского края, организация механизма методического сопровождения процесса подготовки и проведения олимпиады. Для достижения данной цели была поставлена задача разработки Интернет-ресурса со встроенной проверяющей системой, способного обеспечить проведение Интернет-олимпиад по информатике и позволяющего любой школе Красноярского края решить задачу обеспечения возможности для каждого желающего принять участие в олимпиаде.
В результате решения поставленной задачи был разработан образовательный Интернет-ресурс олимпиадного программирования под названием «Школа программиста», расположенный в сети Интернет по адресу http://acmp.ru.
Данный ресурс содержит следующие разделы:
- архив задач по олимпиадному программированию;
- система автоматической проверки решений;
- раздел для проведения личных и командных олимпиад;
- дистанционный курс олимпиадного программирования;
- рейтинговая система оценки работы участников;
- система общения участников с администратором и между собой;
- разбор задач;
- архив олимпиад.
Интернет-ресурс «Школа программиста» размещен в КГОУ ДОД «Красноярский краевой Дворец пионеров и школьников» и представляет собой организацию двух серверов: веб-сервер с сайтом http://acmp.ru и сервер с системой автоматической проверки решений. Оба сервера объединены между собой локальной сетью и подключены к сети Интернет по оптоволоконной линии.
В качестве веб-сервера используется компьютер с двуядерным процессором Intel Xeon E5405 2.00 ГГц, 8 Гб ОЗУ и четырьмя винчестерами, объединенными в RAID-массив пятой категории.
Сайт http://acmp.ru реализован с применением технологии ASP, программная часть написана на языке Visual Basic Script. Для работы с базами данных используется СУБД Microsoft SQL 2005. Данные характеристики обуславливают использование следующего программного обеспечения:
- Microsoft Windows Server 2003 Enterprise x64 Edition Service Pack 2;
- Internet Information Services 6.0;
- Microsoft SQL Server 2005.
Система автоматической проверки решений расположена на отдельном персональном компьютере, предназначенном исключительно для проверки решений пользователей. Данный компьютер имеет следующие характеристики: Pentium 4 / 2.8 ГГц / 512 Mb RAM / 120 Mb HDD. Для функционирования данного сервера используется следующее программное обеспечение:
- Microsoft Windows Server 2003 Enterprise Edition;
- VMware Workstation 5.5.1.
Общая схема взаимодействия основных компонентов электронной среды проведения Интернет-олимпиад с помощью образовательного Интернет-ресурса «Школа программиста» представлена на рис. 1.
На сегодняшний день архив задач по олимпиадному программированию содержит 650 задач, 500 из которых доступны для самостоятельного решения с использованием встроенной проверяющей системы. Сложность задач определяется числом от 1 до 100, из этих значений сложности формируется рейтинг, отражаемый в соответствующем разделе. Деление задач по уровню сложности позволяет учащемуся самостоятельно выстраивать
свою образовательную траекторию по принципу от простого к сложному. Все задачи представлены на русском языке и доступны через веб-интерфейс, также здесь есть возможность просмотра всех задач целиком.
Часть используемых в системе задач составлены самостоятельно, остальные взяты из различных источников: муниципальные и региональные олимпиады по
программированию; сайт Интернет-олимпиад по программированию г. Санкт-Петербург
[4].
1
Сервер а стоматической проверки решений
Ней-сервер Интер] нет-ресурса Ьйр;//астр.ги
ИНТЕРНЕТ
11 ПЛЬЛ0ПаТ1£ЛИ сети Интернет
Образовательные учреждения
Рис. 1. Схема взаимодействия основных компонентов электронной среды проведения Интернет-олимпиад с помощью Интернет-ресурса «Школа программиста»
Все задачи требуют работы с файлами input.txt и output.txt, предназначенными для чтения входных данных и вывода результата соответственно. Отправлять решения можно только зарегистрированным пользователям в виде исходного кода в файлах с расширениями *.pas, *.dpr, *.c, *.cpp, *.java, *.bas. Проверяющая система обрабатывает только программы, реализованные на языках Pascal, С++, Java и Basic, используя следующие компиляторы:
- Borland Delphi 7.0
- Microsoft Visual C++ 7.1
- Java 2 SDK 1.5
- Microsoft QBasic 4.5.
Каждое отправленное решение проходит на сервере проверку не менее чем на 10 тестах, специально составленных для анализа решений участников. Задача считается решенной только в случае прохождения всех тестов. В случае неверного решения процесс тестирования прерывается на тесте, определившем ошибку. Результаты тестирования задач можно видеть в разделе «Состояние системы», также там отображаются результаты других пользователей. Итогом проверки является сообщение системы и номер теста, вызвавшего ошибку (если таковая имела место). В разделе «Состояние системы» пользователи могут просматривать тексты своих отправленных программ, а также видеть ошибки компиляции в случае вердикта «Compilation Error». В этом же разделе представлена статистика прохождения данной программы детально по каждому тесту.
Типы сообщений в системе соответствуют общему стандарту: «Accepted», «Wrong answer», «Time limit exceeded», «Presentation error», «Compilation error», «Memory limit exceeded», «Runtime error», «Compiling», «Running» и «Waiting».
Каждая представленная на сайте задача имеет раздел «Обсуждение», в котором участники могут общаться и обсуждать возможные алгоритмы решения конкретной задачи. Некоторые задачи имеют раздел «Решение», в котором находится разбор решения конкретной задачи для тех, кто не может самостоятельно ее решить. Также по каждой задаче ведется рейтинг лучших попыток.
Помимо раздела для тренировок, в разделе «Олимпиады» проводятся как личные, так и командные олимпиады различной сложности, в большинстве из которых могут принять участие все желающие. Личные олимпиады предназначены для индивидуального участия, и в рейтинге здесь учитываются частичные решения, а время решения имеет меньший приоритет. В командных соревнованиях, как правило, принимают участие 3 человека и действуют правила ACM-олимпиад, где зачет идет по числу абсолютно верно решенных задач и штрафным баллам по времени.
Каждая создаваемая олимпиада определяется временем проведения, набором задач, типом (личная или командная) и рядом других параметров. Для участия в олимпиаде каждый участник должен предварительно подать заявку до начала олимпиады. При желании на подачу заявки может быть установлен пароль, когда требуется ограничить число пользователей. Имеется возможность назначения любого из пользователей администратором олимпиады, который будет обладать всеми правами, необходимыми для проведения. Администратор может редактировать свойства олимпиады в любое время, добавлять участников, просматривать решения участников и закачивать за них решения. При проведении важных олимпиад можно отключать возможность просмотра текста задач, при этом блокируются также все средства общения на сайте между пользователями (гостевая книга, форум, обсуждения задач), включая возможность просмотра текста задач. При проведении личных олимпиад имеется возможность проверки задач только на первых тестах, а по завершению олимпиады - повторная перепроверка на всех имеющихся тестах.
В настоящее время созданная система развивается и постоянно дорабатывается. За три первые года работы ресурса можно отметить следующие статистические результаты:
- в базе задач имеется более 650 задач различного уровня сложности;
- зарегистрировано более 10 000 пользователей;
- проведено более 150 личных и командных олимпиад;
- посещаемость ресурса составляет 400 посетителей в сутки;
- автоматическая тестирующая система проверила более 500 000 решений участников.
В 2007/2008 учебном году проходила апробация и доработки методики проведения Интернет-олимпиад с помощью разработанного Интернет-ресурса. Был разработан регламент и правила проведения Интернет-олимпиады, которые не противоречили действующему Положению о всероссийской олимпиаде школьников. В 2008/2009 учебном году впервые школьный, муниципальный и региональные этапы олимпиады по информатике были проведены с использованием образовательного Интернет-ресурса «Школа программиста» [5].
В заключение изложим основные результаты данной работы:
1. Разработан образовательный Интернет-ресурс олимпиадного программирования «Школа программиста», расположенный в сети Интернет по адресу http://acmp.ru. Ресурс содержит архив из 650 задач и встроенную систему автоматической проверки решений. Интернет-ресурс активно используется не только для проведения командных и личных олимпиад по программированию, но и для подготовки школьников. Деление задач по уровню сложности обеспечивает соблюдение принципа доступности учебного материала и позволяет учащемуся самостоятельно выстраивать свою образовательную траекторию по принципу от простого к сложному.
2. Разработана методика автоматизации процесса проведения и объективизации подведения итогов олимпиад по информатике на основе Интернет-технологий. Данная методика позволяет существенно снизить труд преподавателя по просмотру исходных текстов решений задач и обеспечивает независимость и объективность подведения итогов.
3. Разработана методика проведения школьных, муниципальных и региональных Интернет-олимпиад по информатике в Красноярском крае [6]. Методика позволяет в полной мере решить задачу обеспечения возможности для каждого желающего принять участие в школьном этапе олимпиады.
Примечания:
1. О национальной доктрине образования в Российской Федерации: Постановление Правительства РФ от 4 октября 2000 г., № 751 // Российская газета. 2000. 11 окт.
2. Об итогах проведения Всероссийской олимпиады школьников в 2009 году: Письмо Рособразования от 03.09.2009, № 1735/12-14. URL: http://rusolymp.ru/
3. Об утверждении положения о всероссийской олимпиаде школьников: Приказ Министерства образования и науки Российской Федерации от 22.10.2007 г., № 286 // Российская газета. 2007. 1 дек.
4. Олимпиады по информатике. Санкт-Петербург, Россия. URL: http://neerc.ifmo.ru/school/
6. Беляев С.Н., Лалетин Н.В. Региональные олимпиады по информатике - 2008/2009.
Красноярск, 2009. 192 с.
6. Беляев С.Н., Лалетин Н.В. Методика проведения олимпиад по информатике с помощью веб-сайта // Перспектива 2008: сб. ст. II Междунар. науч.-практ. Интернет-конф. Вып. 2. Железногорск, 2009. С. 28-30.
References:
1. The governmental order of the Russian Federation of October 4th, 2000 No. 751 “About the national doctrine of education in the Russian Federation” // The Russian newspaper. - October, 11th, 2000. - No. 196.
2. The letter of Rosobrazovaniya of 9/3/2009 No. 1735/12-14 “About results of carrying out the Russian Olympiads of pupils in 2009” [Electronic resource] - an access mode: http: //rusolymp. ru/.
3. The order of the Ministry of Education and Science of the Russian Federation of 10/22/2007 No. 286 “About approving the statement about the Russia Olympiads of pupils” // The Russian newspaper. - December 1st, 2007. - No. 4533.
4. The Olympiads on computer science. St.-Petersburg, Russia [Electronic resource] - an access mode: http://neerc.ifmo.ru/school/.
6. Belyaev S.N. The regional Olympiads on computer science - 2008/2009: the educational-methodical manual / S.N. Belyaev, N.V. Laletin // V.P.Astaf ev Krasnoyarsk State Pedagogical University- Krasnoyarsk, 2009. - 192 p.
6. Belyaev S.N. The techniques of carrying out the Olympiads on computer science by means of a web site / S.N.Belyaev, N.V.Laletin // Prospect 2008: the collection of papers of the second International scientifical-practical Internet conference. Issue 2. - Zheleznogorsk, 2009. - P. 28-30.
