Scratch作品评测系统的研究与实现
发布时间：2021-10-29 13:47
随着国家对大力发展人工智能教育的提倡和号召,计算机编程作为其内容重要的一环,已经开始逐步走进中小学信息技术课程中,目前我国中小学生学习编程的首选编程语言就是可视化Scratch语言。针对Scratch作品进行分析和评测具有良好的应用价值和发展前景,通过评测不仅能够帮助学生发现自己作品中的错误和潜在问题,提高学生的编程能力,而且能够帮助老师发现学生学习和使用过程中的易错知识点,对学生进行有针对性的教学和辅导,还可以有效的为不同的学生定制不同的学习方案和学习路线。因此,如何选取合适的解析方法、评判标准和评分准则,如何更为有效、更为准确的对Scratch作品进行分析和评测值得进行深入的研究和探索。针对上述问题,本文首先在对已有Scratch作品评测方法和原理研究的基础上,基于工具ANTLR,结合Scratch作品的格式,提出并实现了一种全新的Scratch作品解析器。然后,在该解析器的基础上,结合目前学术界广泛认可和使用的方法,从计算思维、程序复杂度和Lint思想三个不同的角度对Scratch作品进行了综合评测和分析。最后,本文在实现Scratch作品评测工具的基础上,利用软件工程理论方法,...
【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１?Ｓｃｒａｔｃｈ编程界面??能力，帮助教师顺利开展教学工作，是一项势在必行的任务
图３４?Ｓｃｒａｔｃｈ作品解析流程图??器的文件不是一个合法或完整的Ｓｃｒａｔｃｈ作品ｐｒｏｊｅｃｔ．ｊｓｏｎ文件时，给出相应的报错信??＾营、。??在完成词法分析和语法分析之后，ＡＮＴＬＲ创建了一个与该作品对应的、高度处??理和压缩的抽象语法树。最后，根据不同的算法遍历生成的抽象语法树，完成对输入??的作品的分析与评测。在语法分析阶段和分析抽象语法树的阶段，我们还需要构建并??维护一个符号表，符号表的具体设计和接口将在３．３节中介绍。??图３－５展示了我们的Ｓｃｒａｔｃｈ综合评测分析工具ＳＡＴ采用的解析流程（左）与??Ｓｃｒａｔｃｈ作品解析工具Ｋｕｒｔ的流程（右）。由于Ｓｃｒａｔｃｈ的源代码保存在ＪＳ０Ｎ格式??文件中，而ＪＳ０Ｎ格式自身就是一种以文本格式来存储和表示数据的轻量级数据交??换格式。因此Ｋｕｒｔ在解析Ｓｃｒａｔｃｈ作品源代码时，正是利用ＪＳ０Ｎ格式的这一特点。??Ｋｕｒｔ在解析Ｓｃｒａｔｃｈ作品时，将Ｓｃｒａｔｃｈ源代码先视作ＪＳ０Ｎ格式，在使用ＪＳ０Ｎ反序??列化工具将其转换为目标语言的内置数据类型后，再进行提取分析，最终生成抽象语??
?‘［’?ＦＯＲＷＡＲＤ＿ＴＯＫＥＮ?Ｖ?ＮＵＭＢＥＲ?‘］，??３．２．３?Ｓｃｒａｔｃｈ作品解析流程??图３－４展示了?Ｓｃｒａｔｃｈ作品解析的整体流程图，根据我们在３．２．２小节中设计并制??定的词法规则和语法规则，ＡＮＴＬＲ自动帮我们生成Ｓｃｒａｔｃｈ语言对应的词法分析器??和语法分析器。解析时，压缩文件解压后的ＪＳＯＮ文件ｐｒｏｊｅｃｔ．ｊｓｏｎ首先顺序的输入到??生成的词法分析器中，生成的词法分析器将字符流分解为标记符（Ｔｏｋｅｎ）。然后，标??记符流输入到语法分析器中，语法分析器开始根据语法规则识别句子结构。在词法??分析和语法分析阶段，我们还需要在ＡＮＴＬＲ的扩展区进行错误的诊断处理，我们在??Ｌｉｓｔｅｎｅｒ文件中加入ＡＮＴＬＲＥｒｒｏｒＬｉｓｔｅｎｅｒ类，以此来修改输出异常位置。当输入解析??１７
【参考文献】：
期刊论文
[1]在线评测平台在信息学奥赛辅导中的应用[J]. 赵明阳. 中国信息技术教育. 2018(10)
[2]Dr.Scratch在中小学Scratch课程中的应用[J]. 张加莎,刘菁,韩骏,侯敏. 中小学信息技术教育. 2017(07)
[3]Scratch释放学生的创新力:区域的研究与行动[J]. 凌秋虹. 中国信息技术教育. 2017(11)
[4]探究式教学法在Scratch课程中的应用[J]. 薛科翼. 中小学信息技术教育. 2015(11)
[5]Scratch在小学信息技术课堂中的应用与实践[J]. 凌秋虹. 中国电化教育. 2012(11)
[6]计算思维——概念与挑战[J]. 李廉. 中国大学教学. 2012(01)
硕士论文
[1]小学SCRATCH程序设计课程价值探索[D]. 朱丽彬.浙江师范大学 2014
本文编号：3464770
【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１?Ｓｃｒａｔｃｈ编程界面??能力，帮助教师顺利开展教学工作，是一项势在必行的任务
图３４?Ｓｃｒａｔｃｈ作品解析流程图??器的文件不是一个合法或完整的Ｓｃｒａｔｃｈ作品ｐｒｏｊｅｃｔ．ｊｓｏｎ文件时，给出相应的报错信??＾营、。??在完成词法分析和语法分析之后，ＡＮＴＬＲ创建了一个与该作品对应的、高度处??理和压缩的抽象语法树。最后，根据不同的算法遍历生成的抽象语法树，完成对输入??的作品的分析与评测。在语法分析阶段和分析抽象语法树的阶段，我们还需要构建并??维护一个符号表，符号表的具体设计和接口将在３．３节中介绍。??图３－５展示了我们的Ｓｃｒａｔｃｈ综合评测分析工具ＳＡＴ采用的解析流程（左）与??Ｓｃｒａｔｃｈ作品解析工具Ｋｕｒｔ的流程（右）。由于Ｓｃｒａｔｃｈ的源代码保存在ＪＳ０Ｎ格式??文件中，而ＪＳ０Ｎ格式自身就是一种以文本格式来存储和表示数据的轻量级数据交??换格式。因此Ｋｕｒｔ在解析Ｓｃｒａｔｃｈ作品源代码时，正是利用ＪＳ０Ｎ格式的这一特点。??Ｋｕｒｔ在解析Ｓｃｒａｔｃｈ作品时，将Ｓｃｒａｔｃｈ源代码先视作ＪＳ０Ｎ格式，在使用ＪＳ０Ｎ反序??列化工具将其转换为目标语言的内置数据类型后，再进行提取分析，最终生成抽象语??
?‘［’?ＦＯＲＷＡＲＤ＿ＴＯＫＥＮ?Ｖ?ＮＵＭＢＥＲ?‘］，??３．２．３?Ｓｃｒａｔｃｈ作品解析流程??图３－４展示了?Ｓｃｒａｔｃｈ作品解析的整体流程图，根据我们在３．２．２小节中设计并制??定的词法规则和语法规则，ＡＮＴＬＲ自动帮我们生成Ｓｃｒａｔｃｈ语言对应的词法分析器??和语法分析器。解析时，压缩文件解压后的ＪＳＯＮ文件ｐｒｏｊｅｃｔ．ｊｓｏｎ首先顺序的输入到??生成的词法分析器中，生成的词法分析器将字符流分解为标记符（Ｔｏｋｅｎ）。然后，标??记符流输入到语法分析器中，语法分析器开始根据语法规则识别句子结构。在词法??分析和语法分析阶段，我们还需要在ＡＮＴＬＲ的扩展区进行错误的诊断处理，我们在??Ｌｉｓｔｅｎｅｒ文件中加入ＡＮＴＬＲＥｒｒｏｒＬｉｓｔｅｎｅｒ类，以此来修改输出异常位置。当输入解析??１７
【参考文献】：
期刊论文
[1]在线评测平台在信息学奥赛辅导中的应用[J]. 赵明阳. 中国信息技术教育. 2018(10)
[2]Dr.Scratch在中小学Scratch课程中的应用[J]. 张加莎,刘菁,韩骏,侯敏. 中小学信息技术教育. 2017(07)
[3]Scratch释放学生的创新力:区域的研究与行动[J]. 凌秋虹. 中国信息技术教育. 2017(11)
[4]探究式教学法在Scratch课程中的应用[J]. 薛科翼. 中小学信息技术教育. 2015(11)
[5]Scratch在小学信息技术课堂中的应用与实践[J]. 凌秋虹. 中国电化教育. 2012(11)
[6]计算思维——概念与挑战[J]. 李廉. 中国大学教学. 2012(01)
硕士论文
[1]小学SCRATCH程序设计课程价值探索[D]. 朱丽彬.浙江师范大学 2014
本文编号：3464770
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/ruanjiangongchenglunwen/3464770.html
