面向程序設(shè)計(jì)競賽的人才培養(yǎng)模式實(shí)踐與探索

周曉琳 解靜 劉勇 尤楓 吳佳偉

[摘要]課題組以ACM/ICPC國際大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競賽隊(duì)員培養(yǎng)體系研究為核心，結(jié)合北京化工大學(xué)多年來的程序設(shè)計(jì)競賽集訓(xùn)隊(duì)培養(yǎng)經(jīng)驗(yàn)，面向程序設(shè)計(jì)競賽人才培養(yǎng)總結(jié)出一套完整的體系，核心內(nèi)容包括信息化系統(tǒng)建設(shè)、分級訓(xùn)練、重視團(tuán)隊(duì)協(xié)作和促進(jìn)校內(nèi)比賽等。經(jīng)過多年的實(shí)踐，證明課題組提出的這套培養(yǎng)模式可行有效，學(xué)校程序設(shè)計(jì)競賽水平得到了顯著提高。

[關(guān)鍵詞]ACM/ICPC;程序設(shè)計(jì)競賽;人才培養(yǎng)

[中圖分類號]C961 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]2095-3437（2020）07-0144-03

隨著信息技術(shù)的發(fā)展及經(jīng)濟(jì)快速增長的需求，社會對計(jì)算機(jī)專業(yè)技術(shù)人才的能力要求不斷提升，計(jì)算機(jī)專業(yè)技術(shù)人才不僅要有扎實(shí)的理論功底，還要具備較好的實(shí)踐動手能力。為了給社會提供高質(zhì)量的計(jì)算機(jī)專業(yè)人才，各高校在不斷提高計(jì)算機(jī)教學(xué)質(zhì)量的情況下，越來越重視學(xué)科競賽。開展計(jì)算機(jī)學(xué)科競賽，不僅是對學(xué)生專業(yè)知識和實(shí)踐能力的檢驗(yàn)，更是考查學(xué)生利用計(jì)算機(jī)分析問題和解決問題的能力。在眾多計(jì)算機(jī)學(xué)科競賽中，ACM/ICPC國際大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競賽是世界公認(rèn)的規(guī)模最大、水平最高的國際計(jì)算機(jī)競賽，也是全球大學(xué)生計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)競賽活動中最具影響力的賽事，被譽(yù)為計(jì)算機(jī)界的“奧林匹克”。北京化工大學(xué)自2005年開始組織學(xué)生參加ACM競賽，經(jīng)過十幾年的積累，逐步探索、總結(jié)出一套完整的程序設(shè)計(jì)競賽集訓(xùn)隊(duì)培養(yǎng)模式，隊(duì)員水平逐年提高，取得了優(yōu)異的成績。

一、ACM/ICPC國際大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競賽簡介

ACM/ICPC國際大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競賽（ACM Interna-tional Collegiate Programming Contest，簡稱ACM-ICPC或ICPC）是由美國計(jì)算機(jī)協(xié)會（ACM）發(fā)起的，世界上最大、歷史最長、影響最廣泛的計(jì)算機(jī)類學(xué)科競賽。比賽形式上，該競賽提倡團(tuán)隊(duì)協(xié)作，學(xué)生以團(tuán)隊(duì)的形式代表各學(xué)校參賽，每隊(duì)由至多3名隊(duì)員組成。比賽期間，每隊(duì)所有隊(duì)員使用1臺電腦在5個(gè)小時(shí)內(nèi)運(yùn)用C/C++、Java和Pvthon中的一種編寫程序解決7到13個(gè)問題該競賽涵蓋的范圍很廣，命題涉及計(jì)算機(jī)學(xué)、數(shù)學(xué)、物理學(xué)、信息學(xué)等諸多學(xué)科，對參賽學(xué)生的邏輯思維能力、團(tuán)隊(duì)合作能力、臨場解決問題能力等方面有極高要求。

ACM/ICPC國際大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競賽能夠全面激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)潛能，是學(xué)生展示才華的大舞臺。然而目前國內(nèi)絕大部分本科院校在該競賽中處于劣勢，“如何通過培養(yǎng)ACM隊(duì)員，取得理想成績”是一個(gè)值得探索的問題。本文將詳細(xì)闡述本校程序設(shè)計(jì)競賽集訓(xùn)隊(duì)的培養(yǎng)模式，希望對計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)產(chǎn)生一定的積極作用。

二、程序設(shè)計(jì)競賽集訓(xùn)隊(duì)培養(yǎng)模式

北京化工大學(xué)程序設(shè)計(jì)競賽集訓(xùn)隊(duì)培養(yǎng)模式的核心內(nèi)容主要包括：三級分隊(duì)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作的組織模式以及以競賽促學(xué)習(xí)的訓(xùn)練模式等。

（一）組織模式

北京化工大學(xué)程序設(shè)計(jì)競賽集訓(xùn)隊(duì)組織模式可概括為：三級分隊(duì)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作。

1.三級分隊(duì)

北京化工大學(xué)程序設(shè)計(jì)競賽集訓(xùn)隊(duì)按照年級不同分為三隊(duì)：大一隊(duì)、大二隊(duì)、大三隊(duì)。

剛?cè)腙?duì)的大一新生，一般基礎(chǔ)薄弱，所以他們以學(xué)習(xí)積累基礎(chǔ)知識為主要目標(biāo)，要求他們熟練掌握一門編程語言，同時(shí)進(jìn)行一些簡單的算法訓(xùn)練，通過看書做題，提煉編程技巧。大二隊(duì)在學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等課程的基礎(chǔ)上，著重練習(xí)復(fù)雜一點(diǎn)的算法，同時(shí)要兼顧數(shù)學(xué)、建模、幾何等知識，強(qiáng)化解題和編程能力。大三的隊(duì)員鍛煉的是如何在比賽中快速地建立模型、構(gòu)思算法的能力，這就要求他們平時(shí)多做綜合型的題目，多參加網(wǎng)絡(luò)賽，評估自己的實(shí)力，根據(jù)自身能力嘗試攻克一些難題等。

2.團(tuán)隊(duì)協(xié)作

在ACM/ICPC競賽中，學(xué)生以團(tuán)隊(duì)的形式參加比賽。這種情況下，如果只訓(xùn)練學(xué)生的個(gè)人能力，不注重團(tuán)隊(duì)建設(shè)，就會造成隊(duì)員各自為戰(zhàn)、單打獨(dú)斗，所以組隊(duì)策略、團(tuán)隊(duì)合作等戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)，也是取勝的必要因素。在組隊(duì)過程中，指導(dǎo)老師會充分考慮每位隊(duì)員的整體素質(zhì)，建成一個(gè)能力互補(bǔ)、配合完美、行為和諧的小團(tuán)隊(duì)。并肩作戰(zhàn)的三名隊(duì)員，在指導(dǎo)老師的指引下，需要加強(qiáng)以下幾方面的訓(xùn)練：

（1）相互了解，分工明確。隊(duì)員們要快速地了解自己和隊(duì)友的擅長點(diǎn)，以便在比賽中有明確的分工。

（2）加強(qiáng)溝通，表達(dá)清楚。在比賽中，往往需要將自己的想法準(zhǔn)確地表達(dá)給隊(duì)友，如果表達(dá)不清或者溝通有障礙，很可能會誤導(dǎo)隊(duì)友，將整個(gè)團(tuán)隊(duì)帶偏，這將是致命的損失。

（3）培養(yǎng)良好的編程習(xí)慣。如何使自己寫的程序可讀性高，易于維護(hù)和修改，是每個(gè)隊(duì)員應(yīng)該著重培養(yǎng)的能力。

通過三級分隊(duì)，合理安排隊(duì)員的學(xué)習(xí)內(nèi)容，讓學(xué)生有一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，從而提高集訓(xùn)效果。加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作，同組的三名隊(duì)員通過不斷磨合相互了解，加強(qiáng)溝通，這樣才能在競賽中發(fā)揮出自己的最大水平，達(dá)到團(tuán)隊(duì)配合完美，賽出最好成績的目標(biāo)。

（二）訓(xùn)練模式

北京化工大學(xué)日常訓(xùn)練時(shí)鼓勵學(xué)生多去參加競賽，以競賽的形式促進(jìn)學(xué)習(xí)。如圖1所示，隊(duì)員每年要參加無數(shù)次競賽，這些競賽按照級別可概況為校級、名企級和省部級。

第一級是校級競賽，程序設(shè)計(jì)隊(duì)員除了常規(guī)的周賽、月賽、季賽等訓(xùn)練，我校還會組織一系列較為正規(guī)的個(gè)人賽。為了讓學(xué)生有更多的鍛煉機(jī)會，我們會邀請其他高校的學(xué)生一起參加比賽，同時(shí)，我校的隊(duì)員也會參加其他高校組織的競賽，資源共享，共同進(jìn)步。除此之外，隊(duì)員們經(jīng)常利用晚上時(shí)間打CF比賽，原則上要求所有隊(duì)員每周至少選擇打一場CF比賽。表1統(tǒng)計(jì)了近期隊(duì)員參加CF比賽的情況。

從表l可以看到競賽ID、競賽名、開始時(shí)間及參賽人數(shù)等信息。以Educational Codeforces Round 66（Rated-forDiv.2）這場競賽為例，參賽人數(shù)為27人，表2列出了該場比賽的具體信息如下。

表2是參加Educational Codeforces Round 66（Rated-forDiv.2）這場比賽的參賽人員的具體信息，包括：班級、姓名、賬號、排名、解題數(shù)及CF積分變化。參加該場比賽的共27名隊(duì)員，由于篇幅有限，本文只列出了8名隊(duì)員的信息。

第二級是名企級競賽，即積極參加各名企舉辦的程序設(shè)計(jì)大賽，如百度公司舉辦的百度之星程序設(shè)計(jì)大賽、計(jì)蒜客舉辦的計(jì)蒜之道程序設(shè)計(jì)大賽等。2018年，我校ACM隊(duì)員趙某某同學(xué)榮獲百度之星程序設(shè)計(jì)大賽三等獎，獲得獎金5000元。隊(duì)員參加名企舉辦的競賽，不僅得到鍛煉獲得榮譽(yù)，還能取得各名企的招聘綠色通道，提高了就業(yè)能力。

第三級是省級、國家級競賽，對于每年舉辦的省賽、藍(lán)橋杯、天梯賽、CCPC、ICPC等競賽，我校努力爭取現(xiàn)場賽名額，為更多隊(duì)員爭取施展才華的機(jī)會。

通過這種以競賽促學(xué)習(xí)的模式，隊(duì)員在得到專業(yè)鍛煉的同時(shí)，能更清楚地認(rèn)識到自己與高手的差距，以便總結(jié)實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，盡快加緊訓(xùn)練，彌補(bǔ)自身及團(tuán)隊(duì)的不足。

三、程序設(shè)計(jì)競賽獲獎情況

我校自2005年開始組織學(xué)生參加ACMBCPC國際大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競賽，經(jīng)過十幾年的努力，取得累累碩果。特別是近幾年，隨著集訓(xùn)隊(duì)培養(yǎng)模式的逐漸形成與完善，我校競賽成績?nèi)〉弥卮笸黄?。?016、2017、2018年為例，圖2所示為藍(lán)橋杯軟件大賽各等級獲獎學(xué)生數(shù)量比較。

圖3中可以清楚看到我校獲得一、二、三等獎的數(shù)量逐年遞增。其中，2017年在中國石油大學(xué)（華東）舉行的ACM/ICPC國際大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競賽亞洲區(qū)域賽中，我校隊(duì)員發(fā)揮出色，獲得本校史上第一個(gè)金獎。2018年在中國礦業(yè)大學(xué)舉行的ACM/ICPC國際大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競賽亞洲區(qū)域賽中，我校隊(duì)員再一次獲得金獎。2018年，我校組織學(xué)生參加ACM/ICPC、CCPC、河北省程序設(shè)計(jì)競賽、藍(lán)橋杯及天梯賽等各項(xiàng)比賽累計(jì)168人次，獲得國際級獎勵53人次，省部級獎勵78人次，獲獎數(shù)量和質(zhì)量均為校史最高水平。

四、總結(jié)

ACMBCPC國際大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競賽是世界最高水平的編程類競賽，在該類賽事獲得優(yōu)異成績是人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要體現(xiàn)。本文總結(jié)的程序設(shè)計(jì)競賽集訓(xùn)隊(duì)培養(yǎng)模式凝聚了北京化工大學(xué)多年的經(jīng)驗(yàn)，形成了較為規(guī)范的人才培養(yǎng)體系。實(shí)踐表明，使用該培養(yǎng)模式可以有效提高程序設(shè)計(jì)競賽水平，使得我校在各大程序設(shè)計(jì)競賽中獲獎數(shù)量明顯增多，獲獎質(zhì)量顯著提升。未來，我們還將繼續(xù)踐行這套培養(yǎng)體系，不斷總結(jié)，凝練方法，為繼續(xù)提高程序設(shè)計(jì)競賽人才培養(yǎng)水平持續(xù)努力。