程序設(shè)計大賽建構(gòu)式組織輔導(dǎo)模式

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［摘要］“以本為本”的教學(xué)理念強調(diào)“學(xué)生最大受益”，注重能力培養(yǎng)；“建構(gòu)式”課堂注重自主學(xué)習(xí)、以學(xué)定教。“利用學(xué)生社團、開展學(xué)生自主管理”的大學(xué)生程序設(shè)計大賽的自主輔導(dǎo)模式就基于此形式，其包含社團的招新組建和學(xué)生教練的選拔、梯隊建設(shè)以及以訓(xùn)練OJ為學(xué)習(xí)平臺的“建構(gòu)式”輔導(dǎo)方式。這種管理模式不僅有利于培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自我管理的素質(zhì)，更鍛煉了學(xué)生團隊協(xié)作、實現(xiàn)目標的堅韌精神。而教師的作用體現(xiàn)在教學(xué)與大賽的融合，引導(dǎo)學(xué)生線上線下的延伸學(xué)習(xí)上。其再現(xiàn)了“先學(xué)后教，以學(xué)促教”的“構(gòu)建性課堂”教學(xué)思想，為提高學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力提供了一種教學(xué)模式的探索方向。

［關(guān)鍵詞］以本為本；以學(xué)定教；建構(gòu)式輔導(dǎo)；訓(xùn)練OJ；ACM協(xié)會

“以本為本”意味著要做“有研究的本科教學(xué)”和“有追求的本科教學(xué)”[1]，這是本科教育的發(fā)展方向和動力，需要每一位教師把教學(xué)當成科學(xué)來看待。教師絕不能只滿足于做一個“教書匠”，更要研究教學(xué)、研究教學(xué)對象、研究教學(xué)方式方法、推動教學(xué)改革，始終把“學(xué)生最大受益”作為一切教學(xué)環(huán)節(jié)的目標。大學(xué)生科技競賽活動是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要平臺，是增強科技意識的重要手段，是培養(yǎng)科技素質(zhì)的重要途徑[2-3]。程序設(shè)計大賽和計算機語言教學(xué)相融相輔：大賽算法貫穿于教學(xué)，并通過大賽成績檢驗教學(xué)效果；而在教學(xué)中宣傳大賽精神，培養(yǎng)計算思維，提高創(chuàng)新能力，能為新工科人才培養(yǎng)助力。二者完美結(jié)合，充分體現(xiàn)和推動了“以本為本”“四個回歸”的教育理念。基于這種理念，我們提出了“以賽促學(xué)，以學(xué)定教”的以學(xué)生為中心的計算機語言教學(xué)和大賽管理模式。華北理工大學(xué)（以下簡稱“我校”）計算機語言類課程是大學(xué)一年級學(xué)生第二學(xué)期必修的一門通識課程，由于不同專業(yè)、不同學(xué)生的認識不同，學(xué)生對這門課的學(xué)習(xí)態(tài)度差距很大，甚至有的學(xué)生認為學(xué)習(xí)這門課沒有任何意義。自從高校實行創(chuàng)新學(xué)分，特別是國家鼓勵大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、強調(diào)“四個回歸”以來，大學(xué)生越來越意識到計算機編程的重要性，于是我們以大賽為契機，在課程教學(xué)內(nèi)容中融入典型大賽算法，并如火如荼地開展了校賽、省賽和國賽的一系列組織輔導(dǎo)，“以賽促學(xué)”[4]取得了顯著成效。程序設(shè)計大賽不僅明確了學(xué)生的學(xué)習(xí)目標，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和積極性，更提高了學(xué)生的邏輯思維能力和團隊協(xié)作能力，尤其練就了其“在寂寞中堅持”的抗壓能力，為學(xué)生參與互聯(lián)網(wǎng)+創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等課外學(xué)術(shù)活動奠定了堅實的學(xué)術(shù)基礎(chǔ)。

一、利用社團組織的學(xué)生自主管理模式

為了使大賽可持續(xù)發(fā)展，有一個穩(wěn)定的大賽組織和輔導(dǎo)團隊尤為重要。經(jīng)過三年的探索和實踐，我們組織的大學(xué)生程序設(shè)計大賽“利用學(xué)生社團、開展學(xué)生自主管理”的模式取得了不錯的成效。在教師指導(dǎo)下成立“ACM協(xié)會”（ACM，國際大學(xué)生程序設(shè)計競賽），并制定協(xié)會章程，明確協(xié)會功能和職責(zé)。協(xié)會設(shè)有宣傳部、活動部和競賽部，設(shè)置會長和負責(zé)每個部的分會長或部長，每個部的骨干人員2~3名，均由程序設(shè)計大賽獲獎人員組成，另有普通會員若干，可以交叉重組。教師團隊相當于協(xié)會的“顧問”，只是在背后協(xié)調(diào)指導(dǎo)工作。整個大賽的組織、輔導(dǎo)和實施的領(lǐng)導(dǎo)功能如圖1所示。教師團隊的主要作用是督導(dǎo)協(xié)調(diào)，特別是提高社團的凝聚力，高效利用學(xué)生自我管理能力。教師可以利用教學(xué)環(huán)節(jié)宣傳協(xié)會的宗旨和目標，在每學(xué)年協(xié)會組織的宣講會上做相關(guān)報告等，通過這些形式鼓勵學(xué)生建立自信，給自己突破自己的機會。在對2018級學(xué)生做完“大學(xué)生理性思維和人文智慧特質(zhì)的培養(yǎng)”報告后，讓獲獎學(xué)生發(fā)表感言。在生動的成功案例面前，學(xué)生會深受鼓舞，踴躍報名參加協(xié)會和大賽。以學(xué)生為主、教師為輔的程序設(shè)計大賽梯隊建設(shè)更為重要。新一屆的學(xué)生入學(xué)，高年級學(xué)生就會畢業(yè)，所以選拔協(xié)會骨干人員的后補人選也是非常重要的工作。在協(xié)會中，可先讓大三學(xué)生輔導(dǎo)大一大二的學(xué)生，充當學(xué)生教練。同時，本著人品和技術(shù)同等重要的原則，教師每學(xué)年輔導(dǎo)學(xué)生時便開始物色下一屆教練人選。可以先從參賽獲獎人員中選出品學(xué)兼優(yōu)的大二會員補充到教練團隊，留用觀察一學(xué)期后，他們變?yōu)榇笕龑W(xué)生，便可擇優(yōu)替代原來大三（變成大四）學(xué)長的位置。這樣就形成了一種學(xué)生教練團隊產(chǎn)生的模式，也構(gòu)成了骨干人員的良性循環(huán)。

二、基于OJ平臺的“建構(gòu)式課堂”

組建好社團，就如同有了學(xué)校和學(xué)生，接下來的關(guān)鍵就是教學(xué)輔導(dǎo)了。對于大賽的組織輔導(dǎo)，我們采用了“建構(gòu)式課堂”教學(xué)模式[5]，我們研發(fā)設(shè)計了自己的學(xué)習(xí)平臺，如圖2所示。利用OJ（OnlineJudge）學(xué)習(xí)平臺（http：//acm.ncst.edu.cn）引導(dǎo)學(xué)生循序漸進地練習(xí)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中發(fā)現(xiàn)問題后，再進行有針對性的集中輔導(dǎo)，體現(xiàn)了“先學(xué)后教、以學(xué)定教”的理念。

（一）學(xué)生教練團隊的產(chǎn)生學(xué)生教練基本是上屆競賽獲得者，經(jīng)過教師選拔組成學(xué)生教練團隊。每屆“藍橋杯”的省賽和國賽都是當年的4、5月份進行，河北省大學(xué)生競賽是5月底進行，成績6月份都能公布，所以6月份就能產(chǎn)生學(xué)生教練團隊，學(xué)生教練團隊一般由6~8人組成。學(xué)生教練的主要任務(wù)是在教師指導(dǎo)下完成大賽的學(xué)習(xí)輔導(dǎo)任務(wù)，輔導(dǎo)分為預(yù)備班和大賽班兩種。預(yù)備班指大學(xué)一年級還未學(xué)過計算機編程的學(xué)生，針對他們進行一段時間的計算機編程基礎(chǔ)輔導(dǎo)，全部由學(xué)生教練完成；大賽班指計算機語言課程學(xué)習(xí)結(jié)束后的學(xué)員，專門針對程序設(shè)計競賽安排的輔導(dǎo)。學(xué)習(xí)過程分為三個階段：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和基本算法、大賽算法訓(xùn)練、復(fù)雜算法如動態(tài)規(guī)劃和圖的搜索算法等。

（二）暑假第一輪輔導(dǎo)大學(xué)一年級學(xué)生正好暑假前學(xué)完計算機語言課程，他們的計算機基礎(chǔ)知識還不夠扎實，所以第一輪輔導(dǎo)主要是復(fù)習(xí)程序設(shè)計的基礎(chǔ)知識，了解簡單的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法。由學(xué)生教練每天通過OJ平臺2~4道習(xí)題，并在線輔導(dǎo)答疑、講解知識點。每周進行一次排位賽，以調(diào)動、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，如果連續(xù)幾周不能完成訓(xùn)練題目就要被淘汰出局。

（三）校賽校賽前第二輪輔導(dǎo)每屆大學(xué)生程序設(shè)計大賽校賽安排在當年的10—11月份進行，所以暑假開學(xué)后校賽前的一段時間可以集中訓(xùn)練，稱為第二階段輔導(dǎo)，主要任務(wù)是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的掌握和大賽算法的學(xué)習(xí)，涉及復(fù)雜的樹形結(jié)構(gòu)和棧、隊列有關(guān)的算法應(yīng)用，教師要對學(xué)生進行適時的講解、訓(xùn)練大賽真題，為校賽做準備。每周進行一次集中輔導(dǎo)練習(xí)、一次排位賽。

（四）省賽前的第三輪輔導(dǎo)校賽后根據(jù)學(xué)生成績和學(xué)生自己意向，選出“藍橋杯”和CCPC種子選手，繼續(xù)第三輪輔導(dǎo)，內(nèi)容主要是圖的搜索和動態(tài)規(guī)劃等更為復(fù)雜的大賽算法。這時候可采取自由學(xué)習(xí)模式，通過OJ平臺自主刷題，不再指定具體題目。選手根據(jù)自己實際情況提出輔導(dǎo)要求，教練團隊會根據(jù)選手的具體薄弱部分提供學(xué)習(xí)資源，主要是引導(dǎo)作用。這時候仍然有不定期的排位賽。

（五）訓(xùn)練OJ平臺基于校園網(wǎng)的OJ平臺，不僅能滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)、訓(xùn)練和提高的要求，作為校賽的競賽平臺，其還能提供討論學(xué)習(xí)的園地，這吸引了兄弟院校的注冊加盟。OJ平臺布置了幾千道大賽訓(xùn)練題目，難、中、易都有，并分類供學(xué)生自主選擇學(xué)習(xí)。供初學(xué)者選用的“C語言程序設(shè)計教程”提供了簡單習(xí)題，進階學(xué)習(xí)“算法設(shè)計入門”為知識過渡，《啊哈！算法》等經(jīng)典讀物提供了更為廣闊的學(xué)習(xí)空間。六類算法集訓(xùn)包括“數(shù)組與字符串”“遞歸/回溯”“搜索”“動態(tài)規(guī)劃”“數(shù)論”和“圖論”，供高手賽前熱身。為了方便假期學(xué)習(xí)，我們研發(fā)了基于云服務(wù)的校外網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練平臺。學(xué)生在哪里都可以登錄訪問，便于統(tǒng)一布置學(xué)習(xí)任務(wù)和開展假期訓(xùn)練賽。學(xué)生組隊學(xué)習(xí)、自我管理的模式，不僅能讓學(xué)生之間容易溝通，更鍛煉了學(xué)生的團隊協(xié)作能力，學(xué)長在輔導(dǎo)學(xué)弟學(xué)習(xí)的同時也提升了自己，而教練團隊的學(xué)生在輔導(dǎo)下一屆學(xué)員的同時也在備戰(zhàn)CCPC（中國大學(xué)生程序設(shè)計競賽，ChinaCollegiateProgrammingContest，簡稱CCPC）的國賽，兩者相輔相成。

三、校賽—省賽—國賽備戰(zhàn)的“嵌套式”學(xué)習(xí)

在課程學(xué)習(xí)過程中，教師會適時地向?qū)W生宣傳“ACM協(xié)會”，計算機語言教學(xué)實行“以賽促教，以賽促學(xué)”的理念，教師的教學(xué)內(nèi)容中已經(jīng)融入了大賽算法的設(shè)計，所以課程結(jié)束后，算法學(xué)習(xí)還遠沒有結(jié)束，甚至對于加入?yún)f(xié)會準備參賽的學(xué)生來說，更深入的學(xué)習(xí)才剛剛開始，大賽輔導(dǎo)就是課程學(xué)習(xí)的延續(xù)，即“建構(gòu)式嵌套式”學(xué)習(xí)[5]。各類程學(xué)設(shè)計大賽舉行的時間表如表1所示，依據(jù)大賽輔導(dǎo)需要，我們選擇10月份的最后一個周末舉辦自己的校賽。這樣，協(xié)會就有了一個很好的選拔學(xué)生的時間表，見圖3和圖4。校賽的主要目的就是選拔成績優(yōu)良者，繼續(xù)第三輪輔導(dǎo)，備戰(zhàn)來年4月份的“藍橋杯”區(qū)域賽，區(qū)域賽一等獎獲獎?wù)哂匈Y格參加“藍橋杯”的國賽。同時“藍橋杯”獲獎?wù)呖梢宰约航M隊開始備戰(zhàn)河北省的大學(xué)生程序設(shè)計大賽。這時的選手已經(jīng)訓(xùn)練有素，在知識儲備和參賽經(jīng)驗方面又有了很大進步，完全可以自主練習(xí)，省賽獲獎?wù)邔⒊砷L為新的輔導(dǎo)團隊的學(xué)生教練，繼續(xù)輔導(dǎo)下一屆新學(xué)員，同時也在備戰(zhàn)8月份CCPC國賽的網(wǎng)絡(luò)賽。這樣，一個周密的學(xué)生選拔、輔導(dǎo)學(xué)習(xí)的良性循環(huán)模式就形成了。“以賽促學(xué)，以賽促教”的教學(xué)模式和基于大賽訓(xùn)練平臺的“建構(gòu)式”課堂從2017級學(xué)生開始實施，針對2017級新生開展了預(yù)備班的培訓(xùn)，這極大激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)計算機編程的興趣。在2017級學(xué)生學(xué)習(xí)計算機語言編程時，教師就明確告知學(xué)生參加程序設(shè)計大賽必備的兩個條件：一是能夠刻苦學(xué)習(xí)，具備扎實的知識；二是堅忍不拔，具有吃苦耐勞的精神。同時，教師也開始關(guān)注適合大賽的好苗子，而學(xué)生也能目標明確努力學(xué)習(xí)，不再是“60分萬歲”的混日子狀態(tài)。課堂教學(xué)不再是簡單的語法學(xué)習(xí)，重點是算法應(yīng)用的訓(xùn)練。教師利用教學(xué)平臺建設(shè)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源，結(jié)合OJ訓(xùn)練平臺，開展線上線下混合教學(xué)[7]，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果明顯提高。2017級學(xué)生期末平均成績比2016級學(xué)生提高了近20分，2018年和2019年的各類大賽成績都有突破，如藍橋杯國賽有6名學(xué)生獲得大學(xué)B組二等獎，有2名學(xué)生報名參加2020年的大學(xué)A組，準備與名校的選手角逐，一決高下。盡管我們在大學(xué)生程序設(shè)計大賽的路上起步較晚，但是經(jīng)過3年的努力，我們在河北省省賽取得了二等獎的突破性進步，國賽上我們也取得了初步戰(zhàn)果。我們的教學(xué)經(jīng)驗日臻成熟，2018級和2019級的輔導(dǎo)訓(xùn)練效果明顯好于2017級，學(xué)生形成了良好的學(xué)習(xí)氛圍。從排位賽中可以看出，2018級和2019級新手遠遠超出了學(xué)長學(xué)姐的水平，將來有望有更大的突破。課程是人才培養(yǎng)的核心要素，教學(xué)質(zhì)量直接決定了人才培養(yǎng)質(zhì)量。為貫徹落實關(guān)于教育的重要論述和全國教育大會精神，必須把教學(xué)改革成果落實到課程建設(shè)上。目前，教育部實施一流課程建設(shè)，即消滅“水課”、建設(shè)“金課”，注重高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度[8]，體現(xiàn)“以學(xué)生發(fā)展為中心”理念的“最后一公里”，從傳統(tǒng)的“教的質(zhì)量”強調(diào)提高“學(xué)的質(zhì)量”，教學(xué)方法也從傳統(tǒng)的“線性”變?yōu)椤敖?gòu)性嵌套式”教學(xué)。“以賽促學(xué)，以學(xué)定教”的教學(xué)理念與“以本為本”的學(xué)生大賽自主管理模式符合“金課”建設(shè)理念和目標，我們正是以此為契機，進一步完善教學(xué)內(nèi)容和線上教學(xué)資源，擴大ACM協(xié)會的影響力和受眾面，構(gòu)建線上線下混合“金課”建設(shè)的教學(xué)模式，為計算機類通識教育提供借鑒和幫助。

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作者：閻紅燦 谷建濤 郭莎莎 單位：華北理工大學(xué)理學(xué)院