ACM/ICPC對(duì)培養(yǎng)信息學(xué)科創(chuàng)新型人才的作用

摘要：ACM/ICPC旨在使大學(xué)生通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)充分展示其分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。計(jì)算機(jī)實(shí)踐教學(xué)是信息學(xué)科創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的保證。文章分析計(jì)算機(jī)實(shí)踐教學(xué)的不足對(duì)培養(yǎng)信息學(xué)科創(chuàng)新人才的影響，指出ACM/ICPC在培養(yǎng)信息學(xué)科創(chuàng)新人才方面的作用。

關(guān)鍵詞：ACM/ICPC；信息學(xué)科；創(chuàng)新型人才；計(jì)算機(jī)實(shí)踐教學(xué)

文章編號(hào)：1672-5913（2013）03-0004-03

中圖分類號(hào)：G642

1 ACM/ICPC國(guó)際大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽簡(jiǎn)介

國(guó)際大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽（ACM International Collegiate Programming Contest，ACM/ICPC）是由美國(guó)計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)主辦的世界公認(rèn)的規(guī)模最大、水平最高的國(guó)際計(jì)算機(jī)競(jìng)賽，ACM/ICPC被看作是當(dāng)代大學(xué)生的一場(chǎng)計(jì)算機(jī)奧林匹克競(jìng)賽，是各著名大學(xué)展示其計(jì)算機(jī)教育成果的一種方式，也是參賽選手展示其計(jì)算機(jī)才華的舞臺(tái)。此項(xiàng)競(jìng)賽從1970年開(kāi)始舉辦至今已36屆，薈萃了全球超過(guò)100個(gè)國(guó)家的近2000個(gè)知名大學(xué)的計(jì)算機(jī)精英。自1998年開(kāi)始一直得到IBM公司贊助，此后Microsoft、Google、百度和阿里巴巴等國(guó)內(nèi)外著名計(jì)算機(jī)公司也非常關(guān)注此項(xiàng)賽事，ACM/ICPC深受世界各國(guó)大學(xué)生歡迎，目前已經(jīng)成為最具影響力的國(guó)際級(jí)計(jì)算機(jī)賽事。

ACM/ICPC旨在使大學(xué)生通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)充分展示其分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。競(jìng)賽涵蓋的內(nèi)容很廣，主要考查學(xué)生的邏輯思維能力、策略設(shè)計(jì)能力以及心理承受能力等。比賽時(shí)每隊(duì)由3個(gè)人組成，并且共用1臺(tái)電腦。參賽隊(duì)必須首先寫出每道題目的程序源碼，然后提交給裁判進(jìn)行評(píng)判，只有提交的程序能夠?qū)λ械妮斎霐?shù)據(jù)都在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)得到正確的結(jié)果，才能夠獲得通過(guò)。

2 信息學(xué)科創(chuàng)新型人才的基本特征

亞里士多德認(rèn)為人的智力發(fā)展和自我完善是教育的基本目的。培養(yǎng)全面發(fā)展的現(xiàn)代化社會(huì)主義建設(shè)者是共產(chǎn)主義理想藍(lán)圖中的一幅動(dòng)人畫面。一個(gè)全面發(fā)展的信息學(xué)科創(chuàng)新型人才應(yīng)具備那些基本素質(zhì)呢？要培養(yǎng)信息學(xué)科的創(chuàng)新型人才，首先要明確信息學(xué)科創(chuàng)新型人才的基本概念和基本特征，目前在這方面尚有不同的見(jiàn)解，但大家對(duì)信息學(xué)科創(chuàng)新型人才的基本特征有較為一致的觀點(diǎn)。一般具備這樣的基本特征：

①對(duì)信息學(xué)科的求知欲望強(qiáng)烈；

②在信息學(xué)科某一領(lǐng)域擁有較扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)和有較高的專業(yè)水平；

③自我學(xué)習(xí)和探索能力強(qiáng)；

④能夠與人合作共處；

⑤身體素質(zhì)好，能承擔(dān)繁重而且艱苦的工作。

信息學(xué)科創(chuàng)新型人才通常應(yīng)該具備以下四種能力：

①學(xué)習(xí)知識(shí)的能力；

②整合再創(chuàng)新知識(shí)的能力；

③運(yùn)用知識(shí)的能力；

④與人合作共處的能力。

創(chuàng)新源自于實(shí)踐，實(shí)踐出真理，沒(méi)有實(shí)踐難以有創(chuàng)新。在信息學(xué)科人才培養(yǎng)環(huán)節(jié)中，計(jì)算機(jī)實(shí)踐教學(xué)起著非常重要的作用，因此，計(jì)算機(jī)實(shí)踐教學(xué)對(duì)信息學(xué)科創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)起著非常重要的作用。但是，目前的計(jì)算機(jī)實(shí)踐教學(xué)中還存在一些不足，這些不足可以通過(guò)ACM/ICPC國(guó)際大學(xué)生計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽得到有效的補(bǔ)充和彌補(bǔ)。

3 目前計(jì)算機(jī)實(shí)踐教學(xué)存在的不足

近年來(lái)，盡管計(jì)算機(jī)實(shí)踐教育得到教育主管部門研究各大學(xué)的重視，但仍存在一些不足，主要表現(xiàn)在以下幾方面。

①計(jì)算機(jī)專業(yè)的基礎(chǔ)課程，比如計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法分析與設(shè)計(jì)、人工智能等課程都只強(qiáng)調(diào)從理論上對(duì)知識(shí)的掌握，對(duì)學(xué)生程序的實(shí)現(xiàn)能力的培養(yǎng)重視程度還不夠，造成有很多大學(xué)生的程序?qū)崿F(xiàn)和調(diào)試能力很差。

②給同學(xué)們布置的編程作業(yè)量嚴(yán)重不足，作業(yè)的檢查通常只注重程序是否能運(yùn)行。

③課程設(shè)計(jì)通常采用小組形式，這樣造成了小組內(nèi)部分成員存在依賴心理，從而導(dǎo)致其實(shí)踐機(jī)會(huì)的缺乏。

④以筆試為主的考試對(duì)這些實(shí)踐性很強(qiáng)的課程很難考核學(xué)生真正的水平和能力。

⑤在大學(xué)四年中，計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的課程內(nèi)要求完成的編碼量還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，一個(gè)考試成績(jī)很好的學(xué)生可以將經(jīng)典的算法背下來(lái)，并且講得頭頭是道，但是他就是不會(huì)寫程序，這種現(xiàn)象很常見(jiàn)。

組織學(xué)生參與ACM/ICPC國(guó)際大學(xué)生計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽，目前恰恰能夠彌補(bǔ)大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教育存在的不足。同學(xué)們?cè)跍?zhǔn)備ACM/ICPC競(jìng)賽的過(guò)程中，需要自學(xué)大量的算法，并且需要在國(guó)內(nèi)外的OJ上完成大量的題目。一個(gè)ACM選手一年之內(nèi)完成的代碼量可能是非ACM選手大學(xué)4年時(shí)間完成代碼量的幾倍。由此可見(jiàn)，學(xué)生通過(guò)參加ACM/ICPC國(guó)際大學(xué)生計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽，可以很大程度上彌補(bǔ)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教學(xué)存在的不足。

4 ACM/ICPC對(duì)信息學(xué)科創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的作用

ACM/ICPC國(guó)際大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽對(duì)信息學(xué)科創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的作用主要體現(xiàn)在培養(yǎng)信息學(xué)科創(chuàng)新型人才需要具備的四種能力：獲取知識(shí)能力、創(chuàng)造知識(shí)能力、應(yīng)用知識(shí)能力以及與人合作共處能力。

4.1獲取知識(shí)能力的培養(yǎng)

ACM/ICPC競(jìng)賽試題涉及的課程很多，比如計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、圖論、算法分析與設(shè)計(jì)、組合數(shù)學(xué)、離散數(shù)學(xué)、計(jì)算幾何、人工智能、概率論及算法復(fù)雜性等。一般情況下，參賽隊(duì)員大多由計(jì)算機(jī)專業(yè)低年級(jí)同學(xué)構(gòu)成。參加競(jìng)賽必須系統(tǒng)性地學(xué)習(xí)并掌握上述知識(shí)，但是，這些隊(duì)員基本上只學(xué)習(xí)了計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等專業(yè)基礎(chǔ)課。為了參加競(jìng)賽，除了教練給予指導(dǎo)性的教學(xué)之外，參賽隊(duì)員們還必須設(shè)定適合自己的學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)內(nèi)容，制定學(xué)習(xí)計(jì)劃，自主管理其學(xué)習(xí)過(guò)程。因此，通過(guò)ACM/ICPC競(jìng)賽可以有效地提高大學(xué)生獲取知識(shí)的能力。

4.2創(chuàng)造知識(shí)能力的培養(yǎng)

ACM/ICPC競(jìng)賽題目通常比較難，并且比較新，涉及多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的方法和理論，有些題目沒(méi)有最優(yōu)解法，有些甚至是世界性的難題，要求參賽者綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)在規(guī)定時(shí)間和空間內(nèi)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析和研究，并通過(guò)問(wèn)題抽象、問(wèn)題建模、編程調(diào)試及提交評(píng)判等步驟完成題目的解答。以此激發(fā)他們探索、刻意求新及力求完美的習(xí)慣，培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)造知識(shí)的能力。

ACM/ICPC競(jìng)賽是一種具有挑戰(zhàn)性的競(jìng)賽，這正好符合大學(xué)生爭(zhēng)強(qiáng)好勝的心理。參賽者在比賽過(guò)程中應(yīng)用抽象思維能力和邏輯推理能力，運(yùn)用各種知識(shí)進(jìn)行分析和研究。每一個(gè)題目都有大量苛刻的測(cè)試數(shù)據(jù)可以評(píng)判編程的失誤之處。參賽者需要不斷修改錯(cuò)誤并完善代碼才能完成比賽，這樣培養(yǎng)了學(xué)生求真務(wù)實(shí)的科學(xué)態(tài)度。通常情況下，比賽現(xiàn)場(chǎng)的氣氛很緊張并且很熱烈，這樣需要參賽者具有調(diào)節(jié)心態(tài)的能力，面臨困苦需要用冷靜的頭腦去應(yīng)對(duì)。這對(duì)于培養(yǎng)大學(xué)生面臨壓力情況下創(chuàng)造知識(shí)的能力起著非常重要的作用。

4.3應(yīng)用知識(shí)能力的培養(yǎng)

ACM/ICPC競(jìng)賽的準(zhǔn)備過(guò)程以及正式競(jìng)賽，其實(shí)就是一個(gè)應(yīng)用知識(shí)的過(guò)程。首先，在培訓(xùn)過(guò)程中，由于培養(yǎng)教練能夠利用的時(shí)間有限，講解的知識(shí)點(diǎn)和例題也有限，一般情況下是對(duì)于某一類型的問(wèn)題，詳細(xì)講解一兩道題，學(xué)生利用學(xué)到的知識(shí)點(diǎn)和算法，通過(guò)改造、變形、整合等方法來(lái)解決某些從來(lái)沒(méi)有遇到的題目。其次，ACM/ICPC競(jìng)賽中的題目都是原創(chuàng)題目，是所有參賽選手從來(lái)沒(méi)見(jiàn)過(guò)的題目，因此，當(dāng)學(xué)生面臨這種題目的時(shí)候，需要綜合以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)點(diǎn)和算法，進(jìn)行綜合分析，并建模得以求解。其實(shí)，不管是ACM/ICPC競(jìng)賽的準(zhǔn)備階段，還是正式比賽階段都是一個(gè)應(yīng)用知識(shí)的過(guò)程，因此，通過(guò)ACM/ICPC競(jìng)賽可以有效地提高學(xué)生應(yīng)用知識(shí)的能力。

4.4與人合作共處能力的培養(yǎng)

ACM競(jìng)賽采用的是3個(gè)人共用一臺(tái)電腦的方式進(jìn)行比賽，而且必須在短時(shí)間內(nèi)完成有一定難度的題目，因此，需要3個(gè)人分工合作和積極配合，共享思維成果，共同協(xié)作才能完成比賽的題目，這樣促進(jìn)了大學(xué)生的合作意識(shí)的培養(yǎng)和發(fā)展。在競(jìng)賽現(xiàn)場(chǎng)，當(dāng)遇到難度比較大的題目的時(shí)候，需要集合全隊(duì)的智慧共同攻克。在長(zhǎng)期的訓(xùn)練過(guò)程中，各隊(duì)員彼此之間都比較清楚各自的長(zhǎng)項(xiàng)和弱項(xiàng)，在比賽的時(shí)候，需要合理地對(duì)任務(wù)進(jìn)行分配和分工，需要充分發(fā)揮團(tuán)隊(duì)的智慧和創(chuàng)造力。而這種團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神的培養(yǎng)，對(duì)他們將來(lái)從事科學(xué)研究或者從事一些實(shí)際應(yīng)用工作，可以打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)，因此，通過(guò)ACM/ICPC競(jìng)賽可以有效地提高大學(xué)生的合作交流溝通能力。

5 結(jié)語(yǔ)

ACM/ICPC競(jìng)賽可以有效地促進(jìn)信息學(xué)科創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。對(duì)大學(xué)生而言，參加競(jìng)賽就是一種研究性和探索性的學(xué)習(xí)過(guò)程，引導(dǎo)和培養(yǎng)大學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，使得他們能夠主動(dòng)探索并解決問(wèn)題。這是對(duì)計(jì)算機(jī)實(shí)踐教學(xué)中存在不足的一種彌補(bǔ)，也是對(duì)現(xiàn)行教學(xué)理念的一種改革。因此，我們認(rèn)為ACM/ICPC不僅是一個(gè)信息學(xué)科的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽平臺(tái)，同時(shí)更是一個(gè)很好的計(jì)算機(jī)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，能夠有效地促進(jìn)信息學(xué)科創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。

（編輯：白杰）