依托大學生計算機程序設計競賽,探索信息學科創(chuàng)新型人才培養(yǎng)新模式

李玲芝 徐俊 易險峰

摘要:大學生計算機程序設計競賽旨在培養(yǎng)大學生的團隊合作精神,提升大學生的創(chuàng)造力以及在軟件開發(fā)過程中的創(chuàng)新意識。本文在分析當前高等院校計算機教育現(xiàn)狀的基礎上,探索了信息學科創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的新舉措,新模式,有著重要的意義。

關鍵詞:大學生計算機程序設計競賽;信息學科;人才培養(yǎng);創(chuàng)新

中圖分類號:G642文獻標識碼:B

高等學校是知識創(chuàng)新的基地、人才培養(yǎng)的搖籃,高等教育是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要途徑。在我國發(fā)布的2006—2020年《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要》中,進一步明確提出了推進國家創(chuàng)新體系建設的宏偉藍圖和具體規(guī)劃。創(chuàng)新的關鍵是人才,人才的成長在教育。中共中央國務院《關于深化教育改革全面推行素質(zhì)教育的決定》中明確指出:“高等教育要重視培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新能力、實踐能力和創(chuàng)業(yè)精神”?！陡叩冉逃ā访鞔_指出:“高等教育的任務是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的專門人才?！币虼?培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神的綜合高素質(zhì)人才越來越受到社會和高校的重視。

1現(xiàn)狀分析

盡管近年來國內(nèi)大學計算機實踐教育得到重視并與以前相比有很大的改善,但仍存在很多的不足。首先是沒有形成一個有利于培養(yǎng)信息學科高素質(zhì)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)體系;其次當前教育形式重于實質(zhì),在人才培養(yǎng)過程中沒有從根本上進行教學方法和技術的改革;再次很多學校重視理論教學和課堂教學,輕視實踐環(huán)節(jié)和工程訓練過程,缺乏有利于學生開展科技創(chuàng)新活動的實踐平臺;最后計算機專業(yè)主要的專業(yè)基礎課程,如程序設計、數(shù)據(jù)結構與算法、人工智能、算法分析與設計等只強調(diào)從理論上對知識點的掌握,對程序的實現(xiàn)重視不夠,造成有相當數(shù)量的本科生程序?qū)崿F(xiàn)和調(diào)試能力很差。加上作業(yè)布置量嚴重不足,實驗檢查只注重程序能否運行,作業(yè)檢查只注重書面的標準答案等,束縛了學生的創(chuàng)新能力。而且大作業(yè)(或課程設計)過多采用小組形式考核,造成小組其他成員濫竽充數(shù),動手能力差。以筆試為主的考試形式,對計算機這種操作性較強的學科來說,很難考核到學生真正的水平和能力。

計算機專業(yè)的本科生在大學四年中,課程內(nèi)要求完成的編程量太少,專科層次的情況更糟糕。一個考試成績很好的學生可以為考試將經(jīng)典的算法死記硬背下來,他可以對經(jīng)典的算法講得頭頭是道,然而就是不會寫程序,不能實現(xiàn)自己的想法,這種現(xiàn)象并不罕見。以湖南省四屆大學生程序設計競賽為例,前面幾名基本上被國防科技大學、中南大學、湖南大學等少數(shù)幾個學校包辦,很多學校甚至多次出現(xiàn)“0”解題情況,這都說明在大學生中提升程序設計能力亟待加強。

2信息學科創(chuàng)新型人才培養(yǎng)新模式的探索

當前,大學計算機專業(yè)教學中主要存在基礎教學與實踐運用的矛盾。一方面,基礎教學遠離實踐運用。數(shù)學等基礎學科與計算機學科的實踐應用相差太遠,理解起來很困難;程序設計、數(shù)據(jù)結構、算法等課程還是采用卷面考試的方式來考核學生的知識掌握能力,很難考察出學生的真正應用能力和水平;學完高級語言程序設計、數(shù)據(jù)結構課程后,拿了高分可是不會編程的學生還大有人在。另一方面,學生太注重實踐運用而忽略基礎學習。學生往往比較容易被眼前流行的計算機技術吸引,愿意學習最新的計算機技術和技能,而對相對較為枯燥的基礎學科尤其是數(shù)學類課程很反感、排斥。這樣,學生在初期雖然能夠?qū)W好一些計算機應用開發(fā)技術,可在更高層次的開發(fā)中卻顯后勁不足,缺少基礎學科的知識支撐。

一方面大學生程序設計競賽及其相關的培訓在一定程度上能夠?qū)⒒A學科很好地運用于程序設計當中,幫助學生加強學習和理解。競賽題目融入了數(shù)學、物理學、邏輯學及其它相關學科知識,僅僅依靠大學課程中的計算機算法和數(shù)據(jù)結構課程的學習是遠遠不夠的。大學生程序設計競賽通過各類競賽試題,讓各級參賽選手發(fā)掘和深入學習相關學科知識,如離散數(shù)學、圖論、概率論、計算幾何等,鍛煉出全面的程序設計和算法思維,提高今后在計算機學科領域更強的科研能力和創(chuàng)新能力。這也是現(xiàn)在程序設計類競賽選手非常受微軟、Google、IBM以及中軟國際等IT巨頭青睞的原因,像Google、Baidu等在國內(nèi)某些高校招收畢業(yè)生就只招參加過這類競賽的學生,從這種角度上來說,依托程序設計競賽,構建創(chuàng)新型人才培養(yǎng)新模式有著重要的意義,同時這對促進大學生的就業(yè)也有著指導性的意義。

另一方面大學生程序設計競賽旨在培養(yǎng)各級參賽選手的創(chuàng)造力、團隊合作精神以及在軟件開發(fā)過程中的創(chuàng)新意識。與ACM/ICPC類似,競賽題目難度大,強調(diào)算法的高效性,不僅要解答一個指定的命題,而且要以幾乎最佳的方式解決此命題;它涉及知識面廣,與大學計算機系課程如程序設計、離散數(shù)學、數(shù)據(jù)結構、人工智能、算法分析與設計等相關課程直接關聯(lián),對數(shù)學要求很高。在參加程序設計競賽的過程中,學生獲得的除了關于對應題目的解決方法、思維方法以及提升自身的洞察力和解決問題的能力外,程序設計比賽同樣也提高了學生包括創(chuàng)新能力在內(nèi)的其它各個方面的能力。在實際的解題過程中,需要學生博覽群書,掌握各種不同的知識,這其中有日常教學中所涉及的知識,但更多的是教學內(nèi)容外的知識,這就要求學生有能力從各種渠道獲取相關的信息資料,進行了解、學習、分析,并把相關的知識轉(zhuǎn)化為解決問題的鑰匙。這與大學教育的主要教育內(nèi)容“培養(yǎng)學生的自主學習和思維的能力、創(chuàng)新能力”是相同的。此外,大學生程序設計競賽中一般包含了部分英文題目,英語在當今國際交流越趨緊密的環(huán)境下已經(jīng)成為一個必備的工具,這對學生綜合素質(zhì)的提高也有積極的作用。不僅如此,良好的團隊協(xié)作和心理素質(zhì)同樣是獲勝的關鍵。參加了程序設計比賽之后,壓力下正常發(fā)揮水平以及團隊協(xié)作能力都會有長足的進步。從實際情況來看,參加競賽的學生在程序設計競賽之外的其它學科都表現(xiàn)優(yōu)秀,相對于其他同學有更加強的科研能力、創(chuàng)新能力和學術水平。很多參數(shù)隊員,不僅在現(xiàn)場賽取得了很好的成績,而且還撰寫、發(fā)表了較高水平的學術論文。

第三方面大學生程序設計競賽采用5小時全封閉式競賽,沒有任何的作弊成分,真實反映了學生的實際能力;同時大學生程序設計競賽又是一種“開卷考試”,可以帶任何書籍類紙質(zhì)資料,不需要死背算法,更強調(diào)算法的靈活運用和創(chuàng)造;并且競賽有嚴格的數(shù)據(jù)測試,完全由機器來評判,排除了因評委的主觀因素而造成評審不公平的現(xiàn)象。正是這個原因,使得大學生程序設計競賽在很大程度上給人一種積極向上、公平、公正的感覺,大部分參賽的同學賽后反映,總覺得自己還可以做得更好,令他們產(chǎn)生一種要繼續(xù)學習的動力。由于產(chǎn)生了興趣,參加大學生程序設計競賽就變成一種發(fā)自內(nèi)心的熱愛,一種對夢想的追求,一種推動前進的動力。

實踐證明,積極組織開展大學生程序設計競賽活動,能彌補目前大學計算機實踐教育存在的不足。各個高校相應地組織校內(nèi)比賽,同學們在準備競賽的過程中,自學大量的算法知識,并在國內(nèi)外網(wǎng)站的OJ系統(tǒng)(Online Judge System)上完成大量的題目練習,一個好的程序設計競賽選手一年完成的編程量至少是他同學大學4年完成的平均編程量數(shù)倍甚至更多。

3結語

總之,依托大學生程序設計競賽,大力開展科技創(chuàng)新活動,構建信息學科創(chuàng)新型人才培養(yǎng)實踐新模式,這對于提高大學生的創(chuàng)新意思與創(chuàng)新能力、提升大學生的整體綜合素質(zhì)將有著非凡的意義。

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