TABLE OF CONTENTS

Foreward . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

Effective Strategies for Learning: Collaboration and Competition  . . . . . . . . . . . 11

1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

2. Collaborative learning: “united we stand” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14

2.1. Application of a collaborative learning strategy into a telecommunications

engineering course . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

3. Competitive learning: enjoyment or stress? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

4. Benefits of using ICT in learning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32

5. Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37

The Next Generation of CompetitiveE-learning: The Adaptive Competitive

Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

2. Competitive e-learning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

3. What is next in competitive learning? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

4. A case study: The QUESTOURnament System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .51

4.1. How QUESTOURnament can be adapted? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .54

5. Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .58

Competitive learning in informatics: The UVa Online Judge experience . . . . . . . 63

1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

2. A brief story of the history of the UVa Online Judge . . . . . . . . . . . . . . . . . . .65

3. The analysis of statistics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

4. How does practice change things? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

5. The EduJudge European project . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .78

6. IOI vs. ICPC. Is the convergence possible? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

7. About the categorization of tasks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

8. Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87

References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .89

Using Mooshak as a CompetitiveLearning Tool . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .91

1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

2. System overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .93

2.1. Grading policies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94

2.2. Special correctors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95

2.3. Feedback to students . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96

2.4. Authentication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97

3. Handling Programming Assignments with Mooshak . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97

4. Custom automatic evaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100

4.1. HTML evaluator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101

4.2. AWT evaluator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102

5. Conclusion and future work . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .104

References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .105

Olympiads in Informatics: Competitive Learning of Programming for Secondary

School Students . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107

1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108

2. Problem Solving and Competitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

3. Some Aspects of Organizing Structure of Olympiads in Informatics . . . . . . . 112

3.1. International Olympiads in Informatics (IOI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112

3.2. Baltic Olympiads in Informatics (BOI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114

3.3. Lithuanian Case: Infrastructure of Olympiads in Informatics . . . . . . . . . . .116

4. Learning of Programming based on using Attractive Tasks . . . . . . . . . . . . . 118

5. Evaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121

5.1. Testing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121

5.2. Lithuanian case: algorithm design ideas and programming style . . . . . . . 122

6. Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123

References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 125

From eLearning Systems to specialized eLearning Services . . . . . . . . . . . . . . .127

1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127

2. eLearning Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128

2.1. Early Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .128

2.2. Component based systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129

2.3. Standardization of eLearning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133

2.3.1. Packaging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .134

2.3.2. Metadata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135

2.3.3. Organization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .136

2.3.4. Communication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .137

3. eLearning Services . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .138

3.1. Integration strategies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139

3.2. Service Oriented Architectures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .141

3.3. Service Oriented Architectures in eLearning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142

4. Specialized eLearning Services . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144

4.1. Learning processes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .145

4.2. Front-end services . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147

4.2.1. Learning Management Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .148

4.2.2. Integrated Development Environments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .149

4.3. Specialised repositories . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .149

4.4. Evaluation Engine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .150

5. Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152

References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .153

Motivating Students Using Competitive Programming . . . . . . . . . . . . . . . . . . .157

1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157

2. Background . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159

3. Competitive Programming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161

4. Pedagogical Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .164

4.1. Competitive Programming in a Data Structures Course . . . . . . . . . . . . . . 165

4.2. Competitive Programming in an AI Course . . . . . . . . . .  . . . . . . . . . . . . 168

4.3. Key Elements for Success . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .169

5. Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170

References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .171

Competitive Programming in National University of Singapore . . . . . . . . . . . . .173

1. University Role in Nurturing Future Programmers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .173

2. Competitive Programming Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .175

2.1. Pre-requisites and Syllabus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175

2.2. Teaching Methodology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .180

2.2.1. NUS ICPC Selection Test 1, 12 September 2009, 9am-2pm, 23 students . 181

3. Challenges to Mount Competitive Programming Module . . . . . . . . . . . . . . .185

4. Addressing the Challenges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .186

4.1. ICT Tools Used in CS3233 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .189

4.1.1. ACM ICPC Live Archive and UVa Online Judge . . . . . . . . . . . . . . . . . . .189

4.1.2. Felix Halim’sUVa scripts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189

4.1.3. Steven Halim’s Methods to Solve . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197

4.1.4. Tools Not Written by the Authors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200

5. Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201

5.1. Notable Achievements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .202

5.2. Selected Students Feedbacks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .202

References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .204

Competition-style programming problems for Computer Science Unplugged

activities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207

1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208

2. Background . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210

2.1. Computer Science Unplugged . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .210

2.2. Programming Competitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211

3. Problem Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .214

3.1. Computer Science Unplugged Activities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214

3.1.1. Parity Magic Trick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  . . . . . . . . . . . . . . . . 214

3.1.2. Treasure Islands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216

3.2. Programming Activities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217

3.3. Progression of Problem Difficulties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218

4. Evaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220

4.1. Participants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220

4.2. Task . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .221

4.3. Limitations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .223

5. Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224

6. Future Work . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230

7. Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230

References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .232

Rationalization and Objectification of Programming Teaching (a Project

ROBY)Discovering of homework swindling using competitive learning  . . . . . . . 235

1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236

2. Motivation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236

2.1. CTU numbers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .237

3. Inspiration from Competitive Learning Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .238

3.1. Experience from the Central European Programming Contest system . . . . 239

3.2. Grading the student work . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .241

4. Solution by project ROBY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242

4.1. Progtest system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243

4.2. Odevsys system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243

5. Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244

5.1. Usage statistics of Progtest . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245

5.2. Usage statistics of Odevsys . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246

5.2. Students feedback . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248

6. Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248

References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249

Integrating programming contest experiences for improving programming competences: A Bolivian case study . 251

1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252

2. Antecedents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253

2.1. Previous participations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254

2.2. Identifying problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254

3. A constructivism learning method based on competitive contexts and resources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255

3.1. Framework . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256

4. Applying the method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257

4.1. Comments from the experience . . . . . . . . . . . . . . 258

4.2. Statistical analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259

4.2.1. Results of ACM-ICPC participations . . . . . . . . . . . . . . . . . 259

4.2.2. Academic performance improvement . . . . . . . . . . . . . . . . 261

5. Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262

References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263

Training ICPC Teams: A Technical Guide . . . . . . . . . . . . . 265

1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265

2. Getting started . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266

2.1. Solving Problems Online . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266

2.2. Tackling Easy Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267

2.3. Improving Your Coding Ability . . . . . . . . . . . . . . 269

3. Enhancing Your Theoretical Background . . . . . . . . . . 271

3.1. Mathematics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271

3.2. Algorithms Designing Techniques . . . . . . . . . . . . 273

3.3. Graph Theory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275

3.4. Geometry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277

3.5. Last Words . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278

4. Planning Your Training . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279

4.1. Know Each Other Better . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279

4.2. Individual Training . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281

4.3. Team Training . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282

4.4. Preparing Your Contest Materials . . . . . . . . . . . . 284

5. Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286

References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286

The History and Achievements of Petrozavodsk ProgrammingTraining Camp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289

1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290

2. The Beginning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291

3. Evolution of the Camp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292

4. The Camp Today . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294

5. Goals and Objectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295

6. Participants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297

7. Contest Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297

7.1. Preparation of problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297

7.2. Problem topics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299

7.3. Requirements for problems . . . . . . . . . . . . . . . . 299

8. Problem Evaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300

8.1. Judging System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300

8.2. Development of checker programs . . . . . . . . . . 301

9. Rating System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301

10. The Jury . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303

10.1.The legends of the Camp . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303

10.2.The Jury duties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305

11. Training Camp Mirrors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305

12. Achievements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306

13. Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308