錢雨波 王金祥

摘要：作為世界權威的編程大賽，ACM競賽是檢驗各國計算機尖端人才培養(yǎng)水平的重要賽事。我國有相當人口的計算機相關專業(yè)學生，卻在ACM競賽上表現(xiàn)平平。以我國當前高等教育模式對培養(yǎng)ACM人才的局限性為例分析，進而發(fā)現(xiàn)目前高等教育模式存在斷崖式教育階段過渡、課程設置涵蓋面小、學科拓展度低、滯后的知識更新、課程雞肋化等諸多問題。此外，這種被動的無差別培養(yǎng)模式忽略了個體的特點，成為阻礙學生個性化發(fā)展的枷鎖。通過優(yōu)化當前高等教育模式，結合“教育減壓”趨勢，提出“試探式”教學模式以培養(yǎng)“精瘦型”人才。

關鍵詞：ACM競賽；高等教育；試探式教學；“精瘦型”人才

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）11-0158-03

我國教育改革處在尷尬期，一方面人力資源市場現(xiàn)狀——“很多人找不到工作，但很多職位卻空缺”迫使我們進行改革；另一方面專深型同復合型兩個方向的人才培養(yǎng)爭議和日益激烈的社會競爭同教育減壓的矛盾使我們陷入“怎么改革”的困境。培養(yǎng)ACM人才是一個典型例子，既符合專業(yè)深度又囊括復合型知識；作為課外內(nèi)容，掌握ACM競賽知識能適應日趨激烈的社會競爭，但也是“教育減壓”改革路上的障礙物。采用“試探式”教學模式，以“理論實踐理論”的循環(huán)模式，動態(tài)調(diào)整自主建立的專業(yè)架構。

1 ACM競賽概況

1.1 ACM競賽發(fā)展現(xiàn)狀

國際大學生程序設計競賽（ICPC，International Collegiate Programming Contest）由國際計算機協(xié)會（ACM，Association for Computing Machinery）主辦（因此又稱ACM程序設計競賽，簡稱ACM競賽），著名IT公司國際商業(yè)機器公司（IBM，International Business Machines Corporation）贊助，是計算機領域知名度最高、含金量最足的賽事。

ACM競賽的影響力逐年上升，2018年第48屆國際大學生程序設計競賽全球總決賽已經(jīng)囊括全球六個大洲、100多個國家，超過3000所高校的15000多支隊伍參與選拔。

ACM試題涵蓋范圍廣，除需要字符串、組合數(shù)學、初等圖論、幾何、運籌學等理工科知識外，還涉及如英語、心理學等人文社科學知識。對選手們的專業(yè)水準、邏輯思維、日常積累、團隊合作和承受能力等綜合素質(zhì)具有很高要求。

1.2 ACM人才培養(yǎng)

目前ACM人才培養(yǎng)途徑主要是設立競賽課程、自主學習、OJ測評、線上及線下比賽。不同地區(qū)、不同高校之間的程序設計競賽教學發(fā)展程度參差不齊。譬如大連理工大學已經(jīng)采用日常訓練、周賽、校賽、暑假集訓、省賽、四省賽、區(qū)域賽、ACM-ICPC競賽等方式開展實踐教學的模式[1]。由于受限于當前教育教學模式的框架，國內(nèi)很多高校尚未將ACM競賽課程納入教學計劃中。

國內(nèi)僅有為數(shù)不多的幾所高校設立了獨立的程序在線評測系統(tǒng)，如北京大學的POJ（Peking University Online Judge）、哈爾濱工業(yè)大學的HOJ、杭州電子科技大學的HDUOJ、浙江大學的ZOJ。即使是用戶最多、測試量最大、題目最全的北京大學程序在線評測系統(tǒng)，但其本身的UI（User Interface）設計、容載量大小、功能完善度等諸多方面尚未完善，常常會出現(xiàn)網(wǎng)頁崩潰，待測程序排隊滯留等諸多問題。

在互聯(lián)網(wǎng)與軟件開發(fā)方面，大多是歐美日韓引領創(chuàng)新潮流。中山大學的郭嵩山教授也揭示出歸根結底是我國思維方式和教育制度上的落后。[2]我國計算機類在校學生眾多，而尖端人才率很低。培養(yǎng)高品質(zhì)的人才，不僅需要提高專業(yè)化程度、擴寬知識面，更重要的是及時更新的教育體制。

2 當前教學模式的缺陷

2.1 斷崖式教育階段過渡

2.2 課程設置涵蓋面小

在高等教育中，計算機系很少會教授指數(shù)循環(huán)結等復雜數(shù)學問題。此類多專業(yè)知識結合的領域發(fā)展緩慢，復合型人才的培養(yǎng)也陷入僵局。

2.3 知識拓展度低

哈夫曼樹是最優(yōu)二叉樹，是帶權路徑長度最短的樹，即權值越大的結點越靠近根。在《數(shù)據(jù)結構》[3]中需要運用結構體數(shù)組（Weight， Parent）實現(xiàn)計算機化，其復雜度為O（n2）。若n非常大，運用以上方法很容易產(chǎn)生超時錯誤或內(nèi)存溢出，且代碼復雜度大，難以理解。在實際比賽中，通常只要求我們求得各個結點的值。如果我們采用C++提供的標準模板庫（Standard Template Library，簡稱STL）中的優(yōu)先隊列（priority_queue）則能優(yōu)化算法，時間復雜度僅為O（n）。

優(yōu)先隊列是實現(xiàn)貪心算法的非常簡便的數(shù)據(jù)結構。但在實際教學中，多數(shù)高校都很少系統(tǒng)地講解C++的標準模板庫，是高等教育拓展度低的表現(xiàn)。

2.4 滯后的知識更新

多數(shù)高校的算法教學的編程語言基礎是C/C++。作為非常經(jīng)典的ACM題型，大數(shù)運算由于運算項遠遠超出C/C++中數(shù)據(jù)類型的最大值，一般需要化為字符串處理運算，但算法非常復雜，對于高精度的大數(shù)運算更為困難，能完全解出的學生必須具備很強的算法思想和編程能力。然而這類題型只需運用Java的math包中的高精度整數(shù)運算（BigInteger）和高精度小數(shù)算法（BigDecimal）的部分運算函數(shù)便可輕易求解。

此外，與C/C++相比，新興開源語言Python不僅沒有循環(huán)次數(shù)和數(shù)據(jù)類型限制，還具備許多封裝好的庫，可以直接導入使用。目前Python應用的領域越來越多，是一種相當方便簡潔的語言，且不斷更新版本、順應時代。多數(shù)高校目前尚未開設Python課程，對于計算機這類更迭迅速的專業(yè)，當前教育模式下的知識更新往往跟不上社會發(fā)展腳步。

2.5 尷尬的“雞肋”課程

在當前高校課程設置中，有不少課程因時代變遷或收效甚微或不夠重視而逐漸邊緣化。以了解企業(yè)（KAB）課程為例，教育部在2012年8月印發(fā)的《普通本科教育創(chuàng)業(yè)教育教學基本要求》中要求各高校把創(chuàng)業(yè)教育納入人才培養(yǎng)、教學評估中。為響應教育部號召，不少高校把KAB課程劃入通識必修課中。然而超過77.8%的學生認為自己不會創(chuàng)業(yè)；超過40.1%的學生認為KAB課程只是為了畢業(yè)需要；將近61%的畢業(yè)生認為KAB課程對自己沒有幫助。中國青年報記者在調(diào)查中一位老師透露，“學校只有兩個老師講授KAB課程，而有上萬名學生，不可能講得過來”。[4]除了師資力量不足之外，學生熱情度和積極性也不高，出勤率僅有七成，“抬頭率”更是慘不忍睹，使得教育資源嚴重浪費。除此之外還有許多類似的尷尬的雞肋課程。

3 試探式教學梗概

以“互聯(lián)網(wǎng)+”潮流為標志的多專業(yè)結合是教育改革的趨勢。除此之外，隨著時代發(fā)展、社會進步，教育改革還需要不斷加深專業(yè)化程度。在不改變現(xiàn)有學時的基礎上，若加深專業(yè)化程度，勢必會犧牲知識面的廣度，反之亦然。如何在它們之間尋找到最優(yōu)點，將教育資源利用率最大化是教育改革的意義所在?！霸囂绞健苯逃虒W方法就是研究如何統(tǒng)籌兼顧深專型和復合型兩個方向，在適應社會競爭的前提下教育減壓，培養(yǎng)“精”而“瘦”的綜合化人才。

3.1 改變傳統(tǒng)育才的觀念

“試探式”教學的育才觀念是“打破嚴格的專業(yè)壁壘，精簡或刨除雞肋課程，充分利用教育資源”。由學生主導生涯規(guī)劃，老師以課程為單位研究和教學。將大一視作適應時期，讓每個學生嘗試著“試探”自己感興趣、有天賦的專業(yè)領域。打破原有以專業(yè)為單位的教學觀念，進而將課程作為新單位，培養(yǎng)能力、興趣導向的復合型人才，優(yōu)化課程設置。打破原先以固定時間作為課時的觀念，以完成教學任務為目標，動態(tài)調(diào)整上課時間，提高時間利用率。不同程度的專業(yè)化階段，動態(tài)“試探”最佳課程任務量與課時的關系，在確保教學任務完成的前提下給學生騰出更多的自主學習、休息時間，減少課堂時間浪費，打造高效率的“精瘦型”人才。

3.2 建立科學的課程體系

“試探式”教學是建立在一個科學完整的課程體系之上。需要課程與課程之間的關系數(shù)據(jù)庫，每門課程與其必要先修課之間設定反映關系密切程度的關聯(lián)系數(shù)。學生在選課時可有兩種方式：（1）學生的已修課程與目標課程的先修課關聯(lián)系數(shù)總和滿足最低選修要求時可以選修。（2）學生通過目標課程的先修課程線上基測考試時可以選修。課程之間的關聯(lián)系數(shù)隨實際情況動態(tài)的進行調(diào)整。

課程設置隨時代發(fā)展而同步更新，不斷增設新興課程，濃縮、合并、淘汰過氣課程，由于“試探式”教學模式以課程為單位，因此課程變動不影響整體框架。大大降低必修課比例，增加學習彈性。壓縮兼并相關通識課程，增設階段規(guī)劃課程。細化課程屬性，課程按屬性進行分類；制定課程級別，將一門課劃分為不同的難度等級以順應不同行業(yè)的實際情況。

3.3 打破嚴格的專業(yè)壁壘

“試探式”教學打破嚴格的專業(yè)壁壘，由學生自主設計個人知識框架，充分發(fā)揮個性化，培養(yǎng)復合型人才，降低知識與職業(yè)不對口的風險，減少教育資源流失。原專業(yè)分設為第一專業(yè)、第二專業(yè)、第三專業(yè)。大一階段主要教授必要的通識課程，同時合并原導論課與大學生職業(yè)生涯規(guī)劃課程為彈性導論課程，供學生旁聽任何專業(yè)的導論，最終以規(guī)劃書作為考核依據(jù)，明確研究發(fā)展方向。在自我評估潛在能力及興趣后挑選適合的課程，學生可依據(jù)競賽獲獎、論文發(fā)布等多種方式證明自己具備培養(yǎng)潛力，滿足最低專業(yè)課學分要求并完成基測后可隨時轉(zhuǎn)變第一專業(yè)，以“試探”的方式塑造個性化復合型尖端人才。畢業(yè)時以學生所修課程屬性按比例標識其專業(yè)方向，明確研究或工作方向。

3.4 拓寬對應的實習渠道

前哈佛大學校長德雷克·博克在《回歸大學之道》一書中指出“大學教育的最終目的是給市場輸送有用的人才”。[5]增大校企合作，拓寬學生實習途徑，貫穿整個大學生涯。學生在“試探性”的實習過程中，不斷調(diào)整職業(yè)生涯規(guī)劃，總結需要掌握的知識技能，依此選擇相應的課程，構成“校企校”的模型。企業(yè)也在學生實習過程中，挖掘人才，從而提高企業(yè)招聘質(zhì)量。學校以企業(yè)作為實踐基地檢測培養(yǎng)成效，企業(yè)把學校當作后備人才儲備基地，并參考多次實習反饋情況挖掘和挑選真正具備相應崗位能力和潛力的“職場型”人才。

3.5 試探式教學模式的優(yōu)勢

3.5.1 基于課程的教學體系

我國當前高等教育教學模式是基于專業(yè)的，在剛性的政策導向、統(tǒng)一的設置標準、高校缺乏課程設置自主權[6]的約束下，牽一發(fā)而動全身，很難進行動態(tài)的課程改革?！霸囂绞健苯虒W模式基于課程，能夠與時俱進，動態(tài)進行課程改革。基于課程的教學體系，將大一作為適應期，學生可以彈性地了解高等教育并“試探”符合個性化發(fā)展的課程進行自主設置，緩解從基礎教育到高等教育過度時產(chǎn)生的斷崖式障礙。教師不再基于專業(yè)或?qū)W院進行教授，而是根據(jù)課程教學水平及興趣進行開課?；谡n程的教學體系不但提高學生學習熱情，并且優(yōu)化教師配置、增加教師授課積極性。

3.5.2 有效的教育減壓

學習壓力其實也是學習負擔，其中最主要的原因不外乎兩點：一、從事自己不喜歡的專業(yè)；二、從事自己不擅長的專業(yè)。前者造成課程排斥心理，后者造成自我否定心理。在剛性的政策導向下勢必出現(xiàn)這兩種情況，進而造成過度的學習壓力?！霸囂绞健苯虒W擁有靈活的政策，打破固有的時間觀念，降低課時浪費，時間上進行教育減壓?；谡n程的教學體系，教師只需負責幾門擅長或者喜愛的課程，不斷淬煉授課質(zhì)量；減少臨時備課發(fā)生率，為教師減壓。

3.5.3 緩解專業(yè)低齡化

無論是斷崖式教育階段過渡，還是課程雞肋化等問題，本質(zhì)上都是教育資源利用率低。隨著時代發(fā)展、社會進步，專業(yè)細化是必然趨勢，而教育資源的低利用率最終結果是專業(yè)低齡化加劇。“試探式”教學“校企?！钡尼槍π妥灾鬟x課模式能大大提高教育資源利用率，有效緩解專業(yè)低齡化。

3.5.4 培養(yǎng)“精瘦型”人才

“精瘦型”人才的特征在于“精”與“瘦”。所謂“精”是指在“試探式”教學模式下培養(yǎng)的人才具有很強專業(yè)能力，且具備適應市場的綜合素質(zhì)；所謂“瘦”是指“試探式”教學模式降低學習、教學壓力，刨除或簡化“雞肋”課程等低效課程，降低學生身上的“膘”含量。

4 結語

采用“試探式”教學模式，進行興趣試探、能力試探、市場試探等，這種“找準方向再出力”的教學方式優(yōu)化了課程設置，提高開設課程的利用率，最大程度地激發(fā)學生潛能。此外由學生自主選擇發(fā)展方向打破傳統(tǒng)被動學習，滿足每個學生的興趣和需求，大大提高學生學習熱情?！霸囂绞健苯虒W方法的本質(zhì)是與時俱進，培養(yǎng)個性化的復合型“精瘦”人才。但與當前教學模式差異較大，因此教育改革應當從更新教學內(nèi)容、優(yōu)化課程設置、提高課時利用率、降低必修課比例、完善課程間關聯(lián)度、淡化專業(yè)界限等多方面進行逐步改革，轉(zhuǎn)以學生為中心的“試探式”教育教學方法，培養(yǎng)順應社會需要的健康人才。

參考文獻：

[1] 梁冰，馮林.面向ACM-ICPC競賽的計算機人才培養(yǎng)教學與實踐方法[J].實驗室科學，2017， 20（4）：230-231.

[2] 郭嵩山，王磊，張子臻.ACM/ICPC與創(chuàng)新型IT人才的培養(yǎng)[J].實驗室研究與探索， 2007， 26（12）：184.

[3] 耿國華，張德同，周明全，等.數(shù)據(jù)結構——用C語言描述（第二版）Data Structures in C（Second Edition）[M].北京：高等教育出版社，2015：188-198.

[4] 陶濤.尷尬的高校必修課[N].中國青年報，2014-4-25（T01）.

[5] [美]德雷克·博克.回歸大學之道：對美國大學本科教育的反思與展望[M].侯定凱譯，上海：華東師范大學出版社，2012.

[6] 別敦榮，李家新.我國高校公共課設置及其改革策略研究[J].中國高教研究，2015（12）：22-24.

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