錢(qián)雨波 王金祥

摘要：作為世界權(quán)威的編程大賽，ACM競(jìng)賽是檢驗(yàn)各國(guó)計(jì)算機(jī)尖端人才培養(yǎng)水平的重要賽事。我國(guó)有相當(dāng)人口的計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)學(xué)生，卻在ACM競(jìng)賽上表現(xiàn)平平。以我國(guó)當(dāng)前高等教育模式對(duì)培養(yǎng)ACM人才的局限性為例分析，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)目前高等教育模式存在斷崖式教育階段過(guò)渡、課程設(shè)置涵蓋面小、學(xué)科拓展度低、滯后的知識(shí)更新、課程雞肋化等諸多問(wèn)題。此外，這種被動(dòng)的無(wú)差別培養(yǎng)模式忽略了個(gè)體的特點(diǎn)，成為阻礙學(xué)生個(gè)性化發(fā)展的枷鎖。通過(guò)優(yōu)化當(dāng)前高等教育模式，結(jié)合“教育減壓”趨勢(shì)，提出“試探式”教學(xué)模式以培養(yǎng)“精瘦型”人才。

關(guān)鍵詞：ACM競(jìng)賽；高等教育；試探式教學(xué)；“精瘦型”人才

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2019）11-0158-03

我國(guó)教育改革處在尷尬期，一方面人力資源市場(chǎng)現(xiàn)狀——“很多人找不到工作，但很多職位卻空缺”迫使我們進(jìn)行改革；另一方面專深型同復(fù)合型兩個(gè)方向的人才培養(yǎng)爭(zhēng)議和日益激烈的社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)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(gè)典型例子，既符合專業(yè)深度又囊括復(fù)合型知識(shí)；作為課外內(nèi)容，掌握ACM競(jìng)賽知識(shí)能適應(yīng)日趨激烈的社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)，但也是“教育減壓”改革路上的障礙物。采用“試探式”教學(xué)模式，以“理論實(shí)踐理論”的循環(huán)模式，動(dòng)態(tài)調(diào)整自主建立的專業(yè)架構(gòu)。

1 ACM競(jìng)賽概況

1.1 ACM競(jìng)賽發(fā)展現(xiàn)狀

國(guó)際大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽（ICPC，International Collegiate Programming Contest）由國(guó)際計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)（ACM，Association for Computing Machinery）主辦（因此又稱ACM程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽，簡(jiǎn)稱ACM競(jìng)賽），著名IT公司國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司（IBM，International Business Machines Corporation）贊助，是計(jì)算機(jī)領(lǐng)域知名度最高、含金量最足的賽事。

ACM競(jìng)賽的影響力逐年上升，2018年第48屆國(guó)際大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽全球總決賽已經(jīng)囊括全球六個(gè)大洲、100多個(gè)國(guó)家，超過(guò)3000所高校的15000多支隊(duì)伍參與選拔。

ACM試題涵蓋范圍廣，除需要字符串、組合數(shù)學(xué)、初等圖論、幾何、運(yùn)籌學(xué)等理工科知識(shí)外，還涉及如英語(yǔ)、心理學(xué)等人文社科學(xué)知識(shí)。對(duì)選手們的專業(yè)水準(zhǔn)、邏輯思維、日常積累、團(tuán)隊(duì)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(shè)立競(jìng)賽課程、自主學(xué)習(xí)、OJ測(cè)評(píng)、線上及線下比賽。不同地區(qū)、不同高校之間的程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽教學(xué)發(fā)展程度參差不齊。譬如大連理工大學(xué)已經(jīng)采用日常訓(xùn)練、周賽、校賽、暑假集訓(xùn)、省賽、四省賽、區(qū)域賽、ACM-ICPC競(jìng)賽等方式開(kāi)展實(shí)踐教學(xué)的模式[1]。由于受限于當(dāng)前教育教學(xué)模式的框架，國(guó)內(nèi)很多高校尚未將ACM競(jìng)賽課程納入教學(xué)計(jì)劃中。

國(guó)內(nèi)僅有為數(shù)不多的幾所高校設(shè)立了獨(dú)立的程序在線評(píng)測(cè)系統(tǒng)，如北京大學(xué)的POJ（Peking University Online Judge）、哈爾濱工業(yè)大學(xué)的HOJ、杭州電子科技大學(xué)的HDUOJ、浙江大學(xué)的ZOJ。即使是用戶最多、測(cè)試量最大、題目最全的北京大學(xué)程序在線評(píng)測(cè)系統(tǒng)，但其本身的UI（User Interface）設(shè)計(jì)、容載量大小、功能完善度等諸多方面尚未完善，常常會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)頁(yè)崩潰，待測(cè)程序排隊(duì)滯留等諸多問(wèn)題。

在互聯(lián)網(wǎng)與軟件開(kāi)發(fā)方面，大多是歐美日韓引領(lǐng)創(chuàng)新潮流。中山大學(xué)的郭嵩山教授也揭示出歸根結(jié)底是我國(guó)思維方式和教育制度上的落后。[2]我國(guó)計(jì)算機(jī)類在校學(xué)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(kuò)寬知識(shí)面，更重要的是及時(shí)更新的教育體制。

2 當(dāng)前教學(xué)模式的缺陷

2.1 斷崖式教育階段過(guò)渡

2.2 課程設(shè)置涵蓋面小

在高等教育中，計(jì)算機(jī)系很少會(huì)教授指數(shù)循環(huán)結(jié)等復(fù)雜數(shù)學(xué)問(wèn)題。此類多專業(yè)知識(shí)結(jié)合的領(lǐng)域發(fā)展緩慢，復(fù)合型人才的培養(yǎng)也陷入僵局。

2.3 知識(shí)拓展度低

哈夫曼樹(shù)是最優(yōu)二叉樹(shù)，是帶權(quán)路徑長(zhǎng)度最短的樹(shù)，即權(quán)值越大的結(jié)點(diǎn)越靠近根。在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》[3]中需要運(yùn)用結(jié)構(gòu)體數(shù)組（Weight， Parent）實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)化，其復(fù)雜度為O（n2）。若n非常大，運(yùn)用以上方法很容易產(chǎn)生超時(shí)錯(cuò)誤或內(nèi)存溢出，且代碼復(fù)雜度大，難以理解。在實(shí)際比賽中，通常只要求我們求得各個(gè)結(jié)點(diǎn)的值。如果我們采用C++提供的標(biāo)準(zhǔn)模板庫(kù)（Standard Template Library，簡(jiǎn)稱STL）中的優(yōu)先隊(duì)列（priority_queue）則能優(yōu)化算法，時(shí)間復(fù)雜度僅為O（n）。

優(yōu)先隊(duì)列是實(shí)現(xiàn)貪心算法的非常簡(jiǎn)便的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。但在實(shí)際教學(xué)中，多數(shù)高校都很少系統(tǒng)地講解C++的標(biāo)準(zhǔn)模板庫(kù)，是高等教育拓展度低的表現(xiàn)。

2.4 滯后的知識(shí)更新

多數(shù)高校的算法教學(xué)的編程語(yǔ)言基礎(chǔ)是C/C++。作為非常經(jīng)典的ACM題型，大數(shù)運(yùn)算由于運(yùn)算項(xiàng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(yùn)算，但算法非常復(fù)雜，對(duì)于高精度的大數(shù)運(yùn)算更為困難，能完全解出的學(xué)生必須具備很強(qiáng)的算法思想和編程能力。然而這類題型只需運(yùn)用Java的math包中的高精度整數(shù)運(yùn)算（BigInteger）和高精度小數(shù)算法（BigDecimal）的部分運(yùn)算函數(shù)便可輕易求解。

此外，與C/C++相比，新興開(kāi)源語(yǔ)言Python不僅沒(méi)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(kù)，可以直接導(dǎo)入使用。目前Python應(yīng)用的領(lǐng)域越來(lái)越多，是一種相當(dāng)方便簡(jiǎn)潔的語(yǔ)言，且不斷更新版本、順應(yīng)時(shí)代。多數(shù)高校目前尚未開(kāi)設(shè)Python課程，對(duì)于計(jì)算機(jī)這類更迭迅速的專業(yè)，當(dāng)前教育模式下的知識(shí)更新往往跟不上社會(huì)發(fā)展腳步。

2.5 尷尬的“雞肋”課程

在當(dāng)前高校課程設(shè)置中，有不少課程因時(shí)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(xué)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(xué)評(píng)估中。為響應(yīng)教育部號(hào)召，不少高校把KAB課程劃入通識(shí)必修課中。然而超過(guò)77.8%的學(xué)生認(rèn)為自己不會(huì)創(chuàng)業(yè)；超過(guò)40.1%的學(xué)生認(rèn)為KAB課程只是為了畢業(yè)需要；將近61%的畢業(yè)生認(rèn)為KAB課程對(duì)自己沒(méi)有幫助。中國(guó)青年報(bào)記者在調(diào)查中一位老師透露，“學(xué)校只有兩個(gè)老師講授KAB課程，而有上萬(wàn)名學(xué)生，不可能講得過(guò)來(lái)”。[4]除了師資力量不足之外，學(xué)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(yán)重浪費(fèi)。除此之外還有許多類似的尷尬的雞肋課程。

3 試探式教學(xué)梗概

以“互聯(lián)網(wǎng)+”潮流為標(biāo)志的多專業(yè)結(jié)合是教育改革的趨勢(shì)。除此之外，隨著時(shí)代發(fā)展、社會(huì)進(jìn)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(xué)時(shí)的基礎(chǔ)上，若加深專業(yè)化程度，勢(shì)必會(huì)犧牲知識(shí)面的廣度，反之亦然。如何在它們之間尋找到最優(yōu)點(diǎn)，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(xué)方法就是研究如何統(tǒng)籌兼顧深專型和復(fù)合型兩個(gè)方向，在適應(yīng)社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)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(xué)的育才觀念是“打破嚴(yán)格的專業(yè)壁壘，精簡(jiǎn)或刨除雞肋課程，充分利用教育資源”。由學(xué)生主導(dǎo)生涯規(guī)劃，老師以課程為單位研究和教學(xué)。將大一視作適應(yīng)時(shí)期，讓每個(gè)學(xué)生嘗試著“試探”自己感興趣、有天賦的專業(yè)領(lǐng)域。打破原有以專業(yè)為單位的教學(xué)觀念，進(jìn)而將課程作為新單位，培養(yǎng)能力、興趣導(dǎo)向的復(fù)合型人才，優(yōu)化課程設(shè)置。打破原先以固定時(shí)間作為課時(shí)的觀念，以完成教學(xué)任務(wù)為目標(biāo)，動(dòng)態(tài)調(diào)整上課時(shí)間，提高時(shí)間利用率。不同程度的專業(yè)化階段，動(dòng)態(tài)“試探”最佳課程任務(wù)量與課時(shí)的關(guān)系，在確保教學(xué)任務(wù)完成的前提下給學(xué)生騰出更多的自主學(xué)習(xí)、休息時(shí)間，減少課堂時(shí)間浪費(fèi)，打造高效率的“精瘦型”人才。

3.2 建立科學(xué)的課程體系

“試探式”教學(xué)是建立在一個(gè)科學(xué)完整的課程體系之上。需要課程與課程之間的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，每門(mén)課程與其必要先修課之間設(shè)定反映關(guān)系密切程度的關(guān)聯(lián)系數(shù)。學(xué)生在選課時(shí)可有兩種方式：（1）學(xué)生的已修課程與目標(biāo)課程的先修課關(guān)聯(lián)系數(shù)總和滿足最低選修要求時(shí)可以選修。（2）學(xué)生通過(guò)目標(biāo)課程的先修課程線上基測(cè)考試時(shí)可以選修。課程之間的關(guān)聯(lián)系數(shù)隨實(shí)際情況動(dòng)態(tài)的進(jìn)行調(diào)整。

課程設(shè)置隨時(shí)代發(fā)展而同步更新，不斷增設(shè)新興課程，濃縮、合并、淘汰過(guò)氣課程，由于“試探式”教學(xué)模式以課程為單位，因此課程變動(dòng)不影響整體框架。大大降低必修課比例，增加學(xué)習(xí)彈性。壓縮兼并相關(guān)通識(shí)課程，增設(shè)階段規(guī)劃課程。細(xì)化課程屬性，課程按屬性進(jìn)行分類；制定課程級(jí)別，將一門(mén)課劃分為不同的難度等級(jí)以順應(yīng)不同行業(yè)的實(shí)際情況。

3.3 打破嚴(yán)格的專業(yè)壁壘

“試探式”教學(xué)打破嚴(yán)格的專業(yè)壁壘，由學(xué)生自主設(shè)計(jì)個(gè)人知識(shí)框架，充分發(fā)揮個(gè)性化，培養(yǎng)復(fù)合型人才，降低知識(shí)與職業(yè)不對(duì)口的風(fēng)險(xiǎn)，減少教育資源流失。原專業(yè)分設(shè)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(shí)課程，同時(shí)合并原導(dǎo)論課與大學(xué)生職業(yè)生涯規(guī)劃課程為彈性導(dǎo)論課程，供學(xué)生旁聽(tīng)任何專業(yè)的導(dǎo)論，最終以規(guī)劃書(shū)作為考核依據(jù)，明確研究發(fā)展方向。在自我評(píng)估潛在能力及興趣后挑選適合的課程，學(xué)生可依據(jù)競(jìng)賽獲獎(jiǎng)、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(xué)分要求并完成基測(cè)后可隨時(shí)轉(zhuǎn)變第一專業(yè)，以“試探”的方式塑造個(gè)性化復(fù)合型尖端人才。畢業(yè)時(shí)以學(xué)生所修課程屬性按比例標(biāo)識(shí)其專業(yè)方向，明確研究或工作方向。

3.4 拓寬對(duì)應(yīng)的實(shí)習(xí)渠道

前哈佛大學(xué)校長(zhǎng)德雷克·博克在《回歸大學(xué)之道》一書(shū)中指出“大學(xué)教育的最終目的是給市場(chǎng)輸送有用的人才”。[5]增大校企合作，拓寬學(xué)生實(shí)習(xí)途徑，貫穿整個(gè)大學(xué)生涯。學(xué)生在“試探性”的實(shí)習(xí)過(guò)程中，不斷調(diào)整職業(yè)生涯規(guī)劃，總結(jié)需要掌握的知識(shí)技能，依此選擇相應(yīng)的課程，構(gòu)成“校企校”的模型。企業(yè)也在學(xué)生實(shí)習(xí)過(guò)程中，挖掘人才，從而提高企業(yè)招聘質(zhì)量。學(xué)校以企業(yè)作為實(shí)踐基地檢測(cè)培養(yǎng)成效，企業(yè)把學(xué)校當(dāng)作后備人才儲(chǔ)備基地，并參考多次實(shí)習(xí)反饋情況挖掘和挑選真正具備相應(yīng)崗位能力和潛力的“職場(chǎng)型”人才。

3.5 試探式教學(xué)模式的優(yōu)勢(shì)

3.5.1 基于課程的教學(xué)體系

我國(guó)當(dāng)前高等教育教學(xué)模式是基于專業(yè)的，在剛性的政策導(dǎo)向、統(tǒng)一的設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)、高校缺乏課程設(shè)置自主權(quán)[6]的約束下，牽一發(fā)而動(dòng)全身，很難進(jìn)行動(dòng)態(tài)的課程改革?！霸囂绞健苯虒W(xué)模式基于課程，能夠與時(shí)俱進(jìn)，動(dòng)態(tài)進(jìn)行課程改革?；谡n程的教學(xué)體系，將大一作為適應(yīng)期，學(xué)生可以彈性地了解高等教育并“試探”符合個(gè)性化發(fā)展的課程進(jìn)行自主設(shè)置，緩解從基礎(chǔ)教育到高等教育過(guò)度時(shí)產(chǎn)生的斷崖式障礙。教師不再基于專業(yè)或?qū)W院進(jìn)行教授，而是根據(jù)課程教學(xué)水平及興趣進(jìn)行開(kāi)課?；谡n程的教學(xué)體系不但提高學(xué)生學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)壓力其實(shí)也是學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，其中最主要的原因不外乎兩點(diǎn)：一、從事自己不喜歡的專業(yè)；二、從事自己不擅長(zhǎng)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(dǎo)向下勢(shì)必出現(xiàn)這兩種情況，進(jìn)而造成過(guò)度的學(xué)習(xí)壓力。“試探式”教學(xué)擁有靈活的政策，打破固有的時(shí)間觀念，降低課時(shí)浪費(fèi)，時(shí)間上進(jìn)行教育減壓?；谡n程的教學(xué)體系，教師只需負(fù)責(zé)幾門(mén)擅長(zhǎng)或者喜愛(ài)的課程，不斷淬煉授課質(zhì)量；減少臨時(shí)備課發(fā)生率，為教師減壓。

3.5.3 緩解專業(yè)低齡化

無(wú)論是斷崖式教育階段過(guò)渡，還是課程雞肋化等問(wèn)題，本質(zhì)上都是教育資源利用率低。隨著時(shí)代發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步，專業(yè)細(xì)化是必然趨勢(shì)，而教育資源的低利用率最終結(jié)果是專業(yè)低齡化加劇?！霸囂绞健苯虒W(xué)“校企?！钡尼槍?duì)型自主選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(xué)模式下培養(yǎng)的人才具有很強(qiáng)專業(yè)能力，且具備適應(yīng)市場(chǎng)的綜合素質(zhì)；所謂“瘦”是指“試探式”教學(xué)模式降低學(xué)習(xí)、教學(xué)壓力，刨除或簡(jiǎn)化“雞肋”課程等低效課程，降低學(xué)生身上的“膘”含量。

4 結(jié)語(yǔ)

采用“試探式”教學(xué)模式，進(jìn)行興趣試探、能力試探、市場(chǎng)試探等，這種“找準(zhǔn)方向再出力”的教學(xué)方式優(yōu)化了課程設(shè)置，提高開(kāi)設(shè)課程的利用率，最大程度地激發(fā)學(xué)生潛能。此外由學(xué)生自主選擇發(fā)展方向打破傳統(tǒng)被動(dòng)學(xué)習(xí)，滿足每個(gè)學(xué)生的興趣和需求，大大提高學(xué)生學(xué)習(xí)熱情。“試探式”教學(xué)方法的本質(zhì)是與時(shí)俱進(jìn)，培養(yǎng)個(gè)性化的復(fù)合型“精瘦”人才。但與當(dāng)前教學(xué)模式差異較大，因此教育改革應(yīng)當(dāng)從更新教學(xué)內(nèi)容、優(yōu)化課程設(shè)置、提高課時(shí)利用率、降低必修課比例、完善課程間關(guān)聯(lián)度、淡化專業(yè)界限等多方面進(jìn)行逐步改革，轉(zhuǎn)以學(xué)生為中心的“試探式”教育教學(xué)方法，培養(yǎng)順應(yīng)社會(huì)需要的健康人才。

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