摘要：本文針對(duì)現(xiàn)階段C++程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課中存在的教學(xué)弊端，分析ACM-ICPC競(jìng)賽特點(diǎn)和其積極的教育意義，探討了將這種競(jìng)賽的理念和模式引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中，提高了教學(xué)工作效率和教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情與興趣，提高了學(xué)生的算法分析能力、編程能力和思維能力、創(chuàng)新能力以及培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作精神。

關(guān)鍵詞：ACM-ICPC；程序設(shè)計(jì)；OnlineJudge；能力

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-7712 （2012） 18-0097-01

ACM國(guó)際大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽（ACMInternational CollegiateProgrammingContest，ACM-ICPC）是由美國(guó)計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)（AssociationforComputingMachinery，ACM）主辦，是最具影響力的大學(xué)生計(jì)算機(jī)競(jìng)賽。如何抓住機(jī)遇，結(jié)合ACM競(jìng)賽，提高教學(xué)質(zhì)量和水平，培養(yǎng)高質(zhì)量的人才等問題成為廣大教師的探索熱點(diǎn)和各高校相關(guān)教師之間熱議的話題。筆者積極探索將它引入到C++程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課當(dāng)中，提高教學(xué)效果。

一、C++程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題

由于本學(xué)科的特點(diǎn)、生源的客觀情況及硬件條件的限制等使得實(shí)驗(yàn)課教學(xué)仍有一些不足之處，進(jìn)而學(xué)生對(duì)這么課程失去興趣。1）重視程度不夠。由于實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)常常被看作是理論環(huán)節(jié)的附屬部分，最終成績(jī)?nèi)砸跃砻鏋橹?，?shí)驗(yàn)成績(jī)只占一小部分，另外實(shí)驗(yàn)考核還容易出現(xiàn)缺乏清晰的依據(jù)的情況，有限實(shí)踐時(shí)間里學(xué)習(xí)動(dòng)力不足。2）驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為主。以往實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的安排完全服從理論章節(jié)的學(xué)習(xí)，學(xué)生的注意力集中在某種結(jié)構(gòu)或某個(gè)算法實(shí)現(xiàn)上，容易忽視對(duì)概念整體性理解把握，對(duì)于規(guī)模較大、較復(fù)雜的問題往往素手無策。綜合設(shè)計(jì)能力得不到很好地訓(xùn)練。3）實(shí)驗(yàn)考核方法單一。傳統(tǒng)的考核一般由兩種方式組成：一是教師檢查程序的運(yùn)行結(jié)果。工作量很大，而且也不一定能在課時(shí)內(nèi)完成，既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力。二是檢查實(shí)驗(yàn)報(bào)告中的程序編寫情況。批改中容易忽略學(xué)生的獨(dú)特思路。由此一來，某種程度上限制了學(xué)生思維的拓展，不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

經(jīng)積極探索與實(shí)踐，將ACM-ICPC競(jìng)賽引入實(shí)驗(yàn)課教學(xué)，能夠很好解決以上問題，并取得良好效果。

二、ACM-ICPC競(jìng)賽簡(jiǎn)介

（一）ACM-ICPC簡(jiǎn)要規(guī)則如下

以團(tuán)隊(duì)的形式代表各學(xué)校參賽，每隊(duì)由3名隊(duì)員組成。每位隊(duì)員必須是在校學(xué)生，有一定的年齡限制，并且最多可以參加2次全球總決賽和5次區(qū)域選拔賽。比賽期間，每隊(duì)使用1臺(tái)電腦。需要在5個(gè)小時(shí)內(nèi)使用C、C++、Pascal或Java中的一種編寫程序解決7到11個(gè)問題。程序完成之后提交裁判運(yùn)行，運(yùn)行的結(jié)果會(huì)判定為正確或錯(cuò)誤兩種并及時(shí)通知參賽隊(duì)。每隊(duì)在正確完成一題后，升起一只代表該題顏色的氣球。每道試題用時(shí)將從競(jìng)賽開始到試題解答被判定為正確為止，其間每一次提交運(yùn)行結(jié)果被判錯(cuò)誤的話將被加罰20分鐘時(shí)間，未正確解答的試題不記時(shí)。

（二）ACM競(jìng)賽給教學(xué)帶來的好處有

1.ACM競(jìng)賽題目的涉及面廣，融入多門學(xué)科的知識(shí)，參賽隊(duì)員必須掌握大量的學(xué)科基礎(chǔ)理論，包括程序設(shè)計(jì)、算法分析、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)學(xué)建模等等，這也大大激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力。

2.為以后做實(shí)際項(xiàng)目做了很好的銜接。

3.分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)，由教師為主體轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生團(tuán)隊(duì)為主體的模式，學(xué)生學(xué)會(huì)了如何分工協(xié)作，與人溝通。

4.ACM網(wǎng)絡(luò)拓展了學(xué)生的知識(shí)面。教師可以引導(dǎo)學(xué)生加入這個(gè)大平臺(tái)，從簡(jiǎn)單的小題開始做起。學(xué)生們?cè)谶@里增長(zhǎng)了知識(shí)，開闊了視野，結(jié)識(shí)了更多優(yōu)秀的人。

5.利用OnlineJudge（簡(jiǎn)稱OJ）平臺(tái)改變學(xué)生評(píng)價(jià)方法。平時(shí)的作業(yè)和實(shí)驗(yàn)課都充分利用開放的OJ系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)判。

三、實(shí)驗(yàn)課中OnlineJudge平臺(tái)的應(yīng)用

OnlineJudge系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱OJ）是一個(gè)在線的判題系統(tǒng)。用戶可以在線提交程序多種程序（如C、C++、Pascal）源代碼，系統(tǒng)對(duì)源代碼進(jìn)行編譯和執(zhí)行，并通過預(yù)先設(shè)計(jì)的測(cè)試數(shù)據(jù)來檢驗(yàn)程序源代碼的正確性。用于ACM-ICPC競(jìng)賽和OI（OlympiadinInformatics）信息學(xué)奧林匹克競(jìng)賽中的自動(dòng)判題和排名?，F(xiàn)廣泛應(yīng)用于各地高校學(xué)生程序設(shè)計(jì)訓(xùn)練、參賽隊(duì)員選拔、各種競(jìng)賽以及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的學(xué)習(xí)中。

（一）強(qiáng)化基礎(chǔ)，突出實(shí)踐

從競(jìng)賽的題目來看，試題涉及到多門學(xué)科，要求學(xué)生具有一定的數(shù)據(jù)建模知識(shí)，算法分析能力，軟件工程的思想，綜合性很強(qiáng)，與C++程序設(shè)計(jì)課程能力培養(yǎng)的目標(biāo)要求是一致的。

（二）案例、任務(wù)驅(qū)動(dòng)式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，同學(xué)們分析、學(xué)習(xí)別人設(shè)計(jì)好的程序代碼。還可以將日常教學(xué)的課程內(nèi)容融合在ACM競(jìng)賽題目中。教師根據(jù)實(shí)際情況布置任務(wù)，簡(jiǎn)單任務(wù)由單個(gè)人完成，復(fù)雜任務(wù)讓同學(xué)們自行分組。在完成實(shí)驗(yàn)中，每個(gè)人必須完成其中一部分，開展組內(nèi)或組間學(xué)習(xí)和討論。學(xué)生們經(jīng)過這些鍛煉之后，程序設(shè)計(jì)能力、團(tuán)結(jié)合作能力、溝通能力都得到極大的提高。

（三）彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)課時(shí)不足，課堂教學(xué)的延伸

利用OnlineJudge系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，可以隨時(shí)在線進(jìn)行學(xué)習(xí)和練習(xí)。如今隨著信息化、網(wǎng)絡(luò)化的迅速普及，學(xué)生團(tuán)隊(duì)對(duì)自己分配的任務(wù)可以在實(shí)驗(yàn)室做，也可以在自習(xí)室、甚至宿舍都可以完成。無形中增加了實(shí)踐的機(jī)會(huì)，同時(shí)提高了學(xué)生自學(xué)能力。

（四）幫助教師更好地完成教學(xué)任務(wù)，提高教學(xué)效率

教師在實(shí)驗(yàn)課上課之前將實(shí)驗(yàn)任務(wù)的題目、測(cè)試數(shù)據(jù)等輸入OJ內(nèi)。上課時(shí)，在規(guī)定的時(shí)間讓學(xué)生登錄OJ，提交自己的程序，等待結(jié)果.OJ系統(tǒng)后臺(tái)編譯，根據(jù)對(duì)比結(jié)果判斷程序正確與否。還能指出錯(cuò)誤的大致原因。教師可隨時(shí)了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況。

四、結(jié)束語

C++程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)中引入ACM競(jìng)賽的理念和方法，激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣，改變了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，拓展了學(xué)生的知識(shí)面，提高了學(xué)生實(shí)踐能力、學(xué)習(xí)能力、團(tuán)結(jié)合作以及溝通能力、教學(xué)質(zhì)量效果。今后，我們將進(jìn)一步完善OJ系統(tǒng)，讓它更有效地服務(wù)于課程教學(xué)，諸如作業(yè)的布置和批改、其他課程的應(yīng)用以及開放實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)等。

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