gradethis项目教程：处理多解习题的自动评分策略

gradethis项目教程：处理多解习题的自动评分策略

gradethis Tools for teachers to use with learnr 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/gr/gradethis

引言

在编程教学中，同一个问题往往存在多种正确的解决方案。gradethis作为R语言教学辅助工具，提供了强大的多解习题处理能力。本文将深入解析如何在教学实践中利用gradethis实现多解习题的自动评分与反馈。

多解习题的两种类型

gradethis支持两种不同类型的多解习题处理场景：

1. 殊途同归型习题

这类习题的特点是：不同解法产生相同结果。例如计算斐波那契数列的平均值，既可以使用mean()也可以使用median()函数。

实现方法：

• 在-solution代码块中使用代码标题分隔不同解法
• 代码标题格式为注释后跟至少四个连字符：# 标题 ----

# mean解法 ----
mean(fibonacci)

# median解法 ----
median(fibonacci)

2. 开放结果型习题

这类习题的特点是：不同解法产生不同但都正确的结果。例如要求"输出一个合理的整数"，floor()、round()和as.integer()都可能产生不同但都合理的结果。

实现方法：

• 同样使用代码标题分隔不同解法
• 评分逻辑中需要使用.solution_all环境变量

核心实现机制

解决方案存储结构

gradethis通过两个特殊变量存储多解信息：

1. .solution_code_all：包含所有解决方案代码的命名列表
2. .solution_all：包含所有解决方案执行结果的环境

自动匹配原理

当学生提交答案时，gradethis会：

1. 自动计算学生代码与各解决方案的相似度
2. 选择最接近的解决方案作为反馈基准
3. 提供针对性的代码改进建议

实战案例解析

案例1：数值取整习题

题目要求：将5.2转换为合理的整数

解决方案设计：

# floor解法 ----
floor(5.2)  # 向下取整得5

# as.integer解法 ----
as.integer(5.2)  # 截断小数得5

# round解法 ----
round(5.2)  # 四舍五入得5

评分逻辑亮点：

• pass_if_equal()自动验证结果正确性
• fail_if_code_feedback()提供针对性代码提示
• 可根据解法类型定制反馈信息

案例2：统计量计算习题

题目要求：计算斐波那契数列的平均值

解决方案设计：

# 均值解法 ----
mean(fibonacci)  # 结果为8.8

# 中位数解法 ----
median(fibonacci)  # 结果为4

评分逻辑亮点：

grade_this({
  pass_if_equal(
    .solution_all, 
    "您使用了`{.solution_label}()`解法！"
  )
  fail(hint = TRUE)
})

高级技巧

针对特定解法的定制反馈

通过检查.solution_code_all可以实现解法特定的反馈：

grade_this({
  # 检查是否使用了floor解法
  used_floor <- is.null(code_feedback(
    .user_code, 
    .solution_code_all[["floor"]]
  ))
  
  pass_if(
    used_floor,
    "正确但注意floor总是向下取整..."
  )
})

处理重复解法标签

当多个解法使用相同标签时，gradethis会自动生成唯一标识。建议教学实践中为重要解法分配唯一标签以便精确引用。

最佳实践建议

1. 解法排序策略：将最推荐的解法放在最后，作为默认反馈基准
2. 标签命名规范：使用简洁明了的解法描述作为标签
3. 反馈分层设计：
   • 第一层：通用正确/错误判断
   • 第二层：解法特定的补充说明
   • 第三层：代码改进建议

结语

gradethis的多解处理能力极大地丰富了编程教学中的习题设计空间。通过合理利用代码标题分隔和特殊环境变量，教师可以构建出既能包容学生创造性思维，又能提供精准反馈的智能习题系统。本文介绍的技术方案已在实际教学中得到验证，能够有效提升编程学习体验。

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