向德生，廖俊國，陳燕暉，吳海波

(湖南科技大學(xué) 計(jì)算機(jī)學(xué)院，湖南 湘潭411201)

為了適應(yīng)科技與經(jīng)濟(jì)日新月異的發(fā)展，用人單位越來越關(guān)注大學(xué)畢業(yè)生的綜合素質(zhì)。在此形勢下，學(xué)校應(yīng)有效地加強(qiáng)大學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，提高大學(xué)畢業(yè)生的就業(yè)競爭力。而將程序設(shè)計(jì)競賽與計(jì)算機(jī)專業(yè)的課程教學(xué)體系進(jìn)行有效的融合，是一種能夠提高學(xué)習(xí)主動性、拓寬知識面、提升創(chuàng)新能力的有效途徑。本文就如何依托程序設(shè)計(jì)競賽，對計(jì)算機(jī)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)模式進(jìn)行了有益的探索。

一 現(xiàn)狀分析

近年來，計(jì)算機(jī)專業(yè)的教育得到了普遍重視與發(fā)展，學(xué)生的實(shí)際操作能力得到了很大提高，但仍存在一些不足，主要表現(xiàn)在:學(xué)生的自主參與積極性不高，很多學(xué)生課程學(xué)習(xí)的目標(biāo)僅僅是為了通過考試;在課時有限的課內(nèi)要求完成的編程量太少，缺乏一種機(jī)制激勵學(xué)生在課外自主訓(xùn)練;對學(xué)生的實(shí)踐能力培養(yǎng)不足，傳統(tǒng)的偏重理論教學(xué)的課堂教學(xué)模式禁錮了學(xué)生的創(chuàng)新能力，難以培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決問題的能力;傳統(tǒng)的作業(yè)檢查及實(shí)驗(yàn)檢查都是由老師人工進(jìn)行，受限于老師的經(jīng)驗(yàn)及認(rèn)真程度，欠缺嚴(yán)格的數(shù)據(jù)測試，大大弱化了訓(xùn)練效果，束縛了學(xué)生的創(chuàng)新能力。另外，由于目前國內(nèi)高校大多不是實(shí)行真正的完全學(xué)分制，考試這一評價環(huán)節(jié)要考慮絕大部分學(xué)生能夠通過，所以考試對能力的評價也嚴(yán)重失真。一個學(xué)生可以通過死記硬背考得高分，但一遇到實(shí)際問題卻不能靈活運(yùn)用編程實(shí)現(xiàn)自己的想法［1］。

二 依托程序設(shè)計(jì)競賽，建立創(chuàng)新人才培養(yǎng)新模式

借鑒程序設(shè)計(jì)競賽相關(guān)的一些好的方法，將其融入計(jì)算機(jī)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)過程，恰恰能彌補(bǔ)前面提到的人才培養(yǎng)存在的不足。

(一)將競賽訓(xùn)練平臺引入課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)

搭建基于校園網(wǎng)的程序設(shè)計(jì)在線評測系統(tǒng)，為學(xué)生提供完善的實(shí)踐練習(xí)平臺和嚴(yán)格的測試檢驗(yàn)平臺。傳統(tǒng)的編程作業(yè)或?qū)嶒?yàn)，隨意性很大，題意描述模糊，解答也可以很模糊。而在線評測系統(tǒng)則異常嚴(yán)格，題意描述要清楚，解答要準(zhǔn)確。這種評測方式雖然要求程序運(yùn)行的結(jié)果要與題意的要求完全一致，但其最大好處是并不限制程序?qū)崿F(xiàn)的算法，這樣學(xué)生可以自由嘗試各種實(shí)現(xiàn)算法。另外，通過限制程序運(yùn)行時間和內(nèi)存空間，或加強(qiáng)測試數(shù)據(jù)，可以對一些沒有經(jīng)過優(yōu)化的算法加以限制，充分鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

(二)將競賽評價機(jī)制引入課程考核與評價體系

象C 語言程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等操作性強(qiáng)的課程應(yīng)該注重動手能力的培養(yǎng)，因此對傳統(tǒng)的以筆試為主的課程考核體系進(jìn)行改革，引入競賽評價機(jī)制。通過在線評測系統(tǒng)組織考試，考試過程中根據(jù)答題情況即時進(jìn)行動態(tài)排名，并以考試結(jié)束后的最終排名等客觀數(shù)據(jù)為主，以老師的經(jīng)驗(yàn)為輔進(jìn)行評價。這樣促使學(xué)生在平時的作業(yè)或?qū)嶒?yàn)訓(xùn)練時，隨時都有程序優(yōu)化的創(chuàng)新意識和爭排名的競爭意識，激發(fā)他們在課外還能主動訓(xùn)練的積極性。

(三)建立四級競賽機(jī)制，以賽促學(xué)

第一級是基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)訓(xùn)練賽。作業(yè)布置、實(shí)驗(yàn)組織都仿照競賽組織作業(yè)賽或?qū)嶒?yàn)賽，定期舉行課程學(xué)習(xí)比賽，激發(fā)學(xué)生對計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決問題的能力。第二級是定期舉行全校性的選拔比賽和程序設(shè)計(jì)競賽，擴(kuò)大影響，吸引更多的學(xué)生參與競技比賽并從中選拔一些優(yōu)秀學(xué)生組成程序設(shè)計(jì)集訓(xùn)隊(duì)，利用業(yè)余時間進(jìn)行系統(tǒng)的訓(xùn)練。這樣既可以利用優(yōu)秀學(xué)生帶動周圍學(xué)生整體編程水平的提高，又可以讓他們代表學(xué)校參加各種競賽。第三級是積極參加每年舉辦的市賽、省賽和ACM/ICPC 國際大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競賽亞洲區(qū)域賽。讓學(xué)生走出去和各大強(qiáng)校展開競爭，對所獲成果加強(qiáng)宣傳，讓優(yōu)秀同學(xué)樹立榜樣，擴(kuò)大影響，以點(diǎn)帶面，吸引更多的同學(xué)積極參與。第四級是積極參加企業(yè)組織的各種比賽。很多知名IT 企業(yè)都舉辦了程序設(shè)計(jì)人才選拔比賽，如百度公司主辦的百度之星程序設(shè)計(jì)大賽、網(wǎng)易公司主辦的有道難題創(chuàng)新大賽、Google 公司主辦的Android 應(yīng)用開發(fā)中國大學(xué)生挑戰(zhàn)賽以及NVIDIA 中國公司主辦的CUDA 校園程序設(shè)計(jì)大賽等。積極參加企業(yè)主辦的競賽，可以讓學(xué)生的學(xué)習(xí)更加適應(yīng)企業(yè)的需求，提高大學(xué)生的就業(yè)競爭力。有些參賽同學(xué)甚至還能直接獲得企業(yè)提供的實(shí)習(xí)機(jī)會或就業(yè)機(jī)會。

(四)建立人才培養(yǎng)與學(xué)科競賽互利共贏的長效機(jī)制

只有優(yōu)質(zhì)的人才培養(yǎng)模式才能造就優(yōu)秀的人才去參加競賽，而只有不斷取得成果的競賽才具備榜樣示范作用激勵更多的人才變得優(yōu)秀。因此要建立一種長效機(jī)制，推動人才培養(yǎng)與學(xué)科競賽的互利共贏。具體的舉措包括:通過學(xué)校網(wǎng)站、電子屏、海報和專題講座等多種形式進(jìn)行宣傳，擴(kuò)大學(xué)生的參與面，讓更多的學(xué)生受益;建立學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)中心，給學(xué)生提供訓(xùn)練或研究的交流場所;成立計(jì)算機(jī)協(xié)會或ACM 協(xié)會，通過協(xié)會來推動學(xué)生的參與興趣;注意學(xué)生梯隊(duì)的建設(shè)，營造互幫互學(xué)、互相趕超的學(xué)習(xí)氛圍;健全學(xué)科競賽評價激勵機(jī)制，對獲獎的學(xué)生，按獲獎級別相應(yīng)給予現(xiàn)金獎勵、學(xué)分減免或評優(yōu)保研;對教師給予工作量的補(bǔ)助和現(xiàn)金獎勵，或在評優(yōu)評職稱時給予政策傾斜;對組織競賽比較出色的學(xué)院授予學(xué)科競賽先進(jìn)單位或其它獎勵［2］?？傊?，要充分調(diào)動各方的積極性，使人才培養(yǎng)與學(xué)科競賽互利共贏并可持續(xù)發(fā)展。

三 依托程序設(shè)計(jì)競賽，全面提升創(chuàng)新型人才的綜合素質(zhì)

依托程序設(shè)計(jì)競賽建立的創(chuàng)新人才培養(yǎng)新模式，主要從以下幾個方面全面提升創(chuàng)新型人才的綜合素質(zhì)。

(一)通過比賽營造積極氛圍，激發(fā)自主學(xué)習(xí)的積極性

在四級競賽機(jī)制中，無論是作業(yè)賽、實(shí)驗(yàn)賽，還是市賽、省賽、亞洲區(qū)域賽，由于比賽過程中采用的都是動態(tài)排名機(jī)制，公平公開公正，因此可以激發(fā)爭上游的熱情，而班中部分人的向上精神又會影響周圍的另一部分人，以點(diǎn)帶面，長此以往則可以慢慢形成較為濃厚的積極向上氛圍。通過在線評測系統(tǒng)提交程序，隨著評測通過率的不斷提高，學(xué)生品嘗到了無以言表的快樂和成就感，自信心倍增，從而激發(fā)出學(xué)習(xí)興趣和自主學(xué)習(xí)的積極性。

(二)拓寬知識面，強(qiáng)化一題多解的創(chuàng)新思維

競賽模式的題目涉及的知識面是非常廣的，幾乎涉及除純硬件之外的所有課程。參與練習(xí)或參與比賽越多的同學(xué)，其知識面越會得到拓寬與強(qiáng)化。通過精心設(shè)計(jì)賽題，可以強(qiáng)化一題多解的創(chuàng)新思維。對于程序的運(yùn)行時間與空間，以及測試數(shù)據(jù)都要精心設(shè)計(jì)，讓沒有經(jīng)過優(yōu)化的算法不能順利通過，以充分鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。另外，程序運(yùn)行的結(jié)果要與題意要求的高度一致，培養(yǎng)學(xué)生的執(zhí)行力。

(三)使教師和學(xué)生的角色定位與參與更加有利于創(chuàng)新

目前對學(xué)生程序設(shè)計(jì)的評價大多以教師閱讀學(xué)生程序給出評分為主，但不同學(xué)生的編程風(fēng)格和解題思路各不相同，使得教師的評閱工作量很大，且不能做到精確評價，甚至可能對原本一題多解的創(chuàng)新解答做出錯誤的評價［3］。而采用競賽模式的評測機(jī)制后，在線評測系統(tǒng)對學(xué)生的各種創(chuàng)新解答都可以做到精確評價，這樣教師便有更多的精力去指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行解題思路的創(chuàng)新和程序錯誤的調(diào)試。

構(gòu)建了基于校園網(wǎng)的程序設(shè)計(jì)在線評測系統(tǒng)后，由于可以通過校園網(wǎng)在校園內(nèi)的任何地點(diǎn)隨時用電腦或手機(jī)登陸，在線提交程序，系統(tǒng)自動返回評測結(jié)果，因此學(xué)生的參與地點(diǎn)不再局限在實(shí)驗(yàn)室，參與時間也不再局限在課內(nèi)，非常有利于學(xué)生的自主學(xué)習(xí)與創(chuàng)新。

(四)鍛煉學(xué)生的競爭能力和抗壓能力，培養(yǎng)良好的心理素質(zhì)

在四級競賽機(jī)制中，無論是練習(xí)賽還是真正的競賽，參賽隊(duì)之間都能互相看見對手的做題情況，而且根據(jù)答題情況即時進(jìn)行動態(tài)排名，給學(xué)生帶來了因競爭而產(chǎn)生的巨大心理壓力，在壓力下能否正常發(fā)揮或當(dāng)答題陷入困境時能否及時調(diào)整，良好的心理素質(zhì)將會起到至關(guān)重要的作用。通過平時大大小小不同級別的比賽，可充分鍛煉學(xué)生的競爭能力和抗壓能力，為畢業(yè)后能適應(yīng)工作和社會的壓力打下良好的基礎(chǔ)。

(五)通過組隊(duì)訓(xùn)練培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力

為了適應(yīng)軟件企業(yè)按照軟件工程方法進(jìn)行開發(fā)的需求，要盡早地培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)開發(fā)能力。而按照競賽模式進(jìn)行組隊(duì)訓(xùn)練能很好地鍛煉這方面能力，因?yàn)榘碅CM/ICPC 規(guī)則組織的程序設(shè)計(jì)競賽都是3 人一組共用一部機(jī)器來比賽，對小組成員的分工協(xié)作、默契配合提出了較高的要求，需要具備良好的心理素質(zhì)和現(xiàn)場應(yīng)變能力。

(六)培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和科研能力

經(jīng)過競賽培養(yǎng)的學(xué)生具有比一般學(xué)生更好的邏輯思維能力和科研能力。因?yàn)橐朐诟傎愔蝎@得好成績，訓(xùn)練的一個重要目標(biāo)就是要對解題思路不斷創(chuàng)新，對算法不斷進(jìn)行優(yōu)化。例如，解決同一個問題，沒經(jīng)過訓(xùn)練的同學(xué)可能需要花1 個小時編寫100 多行代碼解決，但經(jīng)過訓(xùn)練的同學(xué)恐怕就只要花幾分鐘編寫幾行代碼就能快速解決。經(jīng)過訓(xùn)練的同學(xué)其科研能力也相對較強(qiáng)，當(dāng)然教師還可有針對性地設(shè)立研究課題來進(jìn)一步提高其科研能力。

(七)提升學(xué)生的英語應(yīng)用能力

由于計(jì)算機(jī)科學(xué)中大多數(shù)資料都是英文資料，且按ACM/ICPC 規(guī)則組織的競賽大多是英文題目，這讓參與其中的學(xué)生長期、持續(xù)地進(jìn)行英語學(xué)習(xí)，提升了英語應(yīng)用能力。

四 我校的應(yīng)用效果

2011年9月，我們將前面提出的人才培養(yǎng)模式逐步應(yīng)用到2011 級學(xué)生的課程教學(xué)以及程序設(shè)計(jì)集訓(xùn)隊(duì)的訓(xùn)練當(dāng)中，取得了不錯的效果。首先，從各種作業(yè)賽、實(shí)驗(yàn)賽的情況可以明顯地看出學(xué)生整體的編程水平有了很大提高，而之前用傳統(tǒng)的寫作業(yè)的模式連糾正程序的書寫風(fēng)格都很費(fèi)勁。其次，從2012年湖南省程序設(shè)計(jì)競賽中的表現(xiàn)來看，2011 級學(xué)生組成的2 個隊(duì)都獲得了省級二等獎，而在之前參加的3 屆省賽中，入學(xué)剛滿一年的學(xué)生組成的隊(duì)伍連三等獎都從未獲過。第三，從競賽的整體情況來看，我校在2012年的各級程序設(shè)計(jì)競賽中獲得了很多突破，比如首次獲得湘潭市程序設(shè)計(jì)競賽一等獎(以前都是湘潭大學(xué)包攬一等獎的2 個名額)，首次獲得湖南省程序設(shè)計(jì)競賽團(tuán)體第四名(以前從未進(jìn)過前八)，首次在ACM/ICPC 國際大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競賽亞洲區(qū)域賽中獲獎并獲銀獎(以前連參加現(xiàn)場賽的資格都未獲得)。這些成績足以說明本文提出的人才培養(yǎng)新模式是成效顯著的。

五 結(jié) 語

將程序設(shè)計(jì)競賽引入計(jì)算機(jī)專業(yè)的課程教學(xué)體系，可以激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力與團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，促進(jìn)綜合素質(zhì)的全面提升，對培養(yǎng)能適應(yīng)競賽需求、特別是能適應(yīng)用人單位需求的計(jì)算機(jī)創(chuàng)新型人才具有非常積極的意義。

［1］郭嵩山，王 磊，張子臻.ACM/ICPC 與創(chuàng)新型IT 人才的培養(yǎng)［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2007，26(12):181－189.

［2］瞿紹軍.以學(xué)科競賽為載體，培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力— —以大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競賽為例［J］.電腦知識與技術(shù)，2010，6(15):3980 －3981.

［3］常子楠.基于ACM 模式的程序設(shè)計(jì)類課程實(shí)踐教學(xué)探索［J］.計(jì)算機(jī)教育，2010(16):144 －146.