1984年小平同志提出:“計(jì)算機(jī)的普及要從娃娃做起。”這一年五月,我接受學(xué)校的委派參與中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)所組織的計(jì)算機(jī)普及活動(dòng),曾擔(dān)任普及工作委員會(huì)主任,國(guó)際信息學(xué)奧林匹克中國(guó)隊(duì)總教練,全國(guó)信息學(xué)奧林匹克科學(xué)委員會(huì)主席等職務(wù)。
有人曾問(wèn)我:作為大學(xué)教授,信息學(xué)奧林匹克活動(dòng)和你關(guān)系大嗎?用幾乎全部的業(yè)余時(shí)間,投入那么大的精力值得嗎?我想,作為國(guó)內(nèi)最早就設(shè)立了計(jì)算機(jī)專業(yè)的清華大學(xué),支持全國(guó)的計(jì)算機(jī)普及,是義不容辭的事情。不派我也會(huì)派別的教授。至于我個(gè)人的投入是否值得,那要看社會(huì)的評(píng)價(jià)和我的感受。20年來(lái),當(dāng)看著中國(guó)的小將登臺(tái)領(lǐng)取金牌時(shí),我激動(dòng)萬(wàn)分的心情難以言表,只有蒸蒸日上的國(guó)勢(shì),才能催生讓人羨慕的人才,樂(lè)莫大于心中充滿希望。“中國(guó)的孩子行,將來(lái)大人就行。”這種感受對(duì)我來(lái)說(shuō)是比什么都珍貴的。
每次遇到記者,他們都會(huì)問(wèn)我:為什么你們這種學(xué)科競(jìng)賽要冠以“奧林匹克”字樣。我說(shuō):您知道李寧、李小雙嗎?對(duì)方點(diǎn)點(diǎn)頭。我說(shuō):對(duì)于普通人,我們只會(huì)做廣播體操來(lái)健身,而體育奧賽中,體操運(yùn)動(dòng)員在鞍馬上要做托馬斯全旋。有幾個(gè)人能做呢?智力的競(jìng)賽,同樣要經(jīng)過(guò)特殊的訓(xùn)練,同樣要求“更高、更快、更強(qiáng)”。
二十世紀(jì)末,以計(jì)算機(jī)為龍頭的信息技術(shù)風(fēng)起云涌般的發(fā)展勢(shì)頭,將世界帶入了一個(gè)快速發(fā)展的新時(shí)代。競(jìng)爭(zhēng)中的領(lǐng)跑者們意識(shí)到要不失時(shí)機(jī)地將有關(guān)信息科學(xué)知識(shí)與應(yīng)用能力,盡快地納入到青少年的知識(shí)結(jié)構(gòu)中,成為跨世紀(jì)人才邁向信息時(shí)代的入場(chǎng)券。就是在這樣的背景下,首屆國(guó)際信息學(xué)奧林匹克競(jìng)賽(International Olympiad in Informatics,簡(jiǎn)稱IOI)于1989年5月在保加利亞舉行,此后每年舉辦一屆,到2006年已舉辦了18屆,有70多個(gè)國(guó)家和地區(qū)派隊(duì)參加,參賽選手近300人。中國(guó)隊(duì)累計(jì)獲金牌42塊,銀牌17塊,銅牌11塊,屆屆名列前茅。
IOI競(jìng)賽屬于智力與應(yīng)用計(jì)算機(jī)解題能力的比賽。題目有相當(dāng)?shù)碾y度,解好這類題目,需要有相當(dāng)強(qiáng)的數(shù)理化文史地的基礎(chǔ),具備很強(qiáng)的全面素質(zhì)與綜合能力。首先是觀察和分析問(wèn)題的能力,一下就能切入主題抓住本質(zhì)者占先;再就是將實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行抽象并轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型的能力;接著是靈活運(yùn)用各種算法的能力,有時(shí)還得自己針對(duì)題目設(shè)計(jì)新的算法;想好算法之后,要在某種語(yǔ)言環(huán)境下,熟練地編寫程序,并將其快速無(wú)誤地調(diào)試通過(guò)的能力;最后一條是根據(jù)題目的要求和對(duì)邊界條件的估計(jì),自己設(shè)計(jì)測(cè)試數(shù)據(jù),檢查自己的算法及其實(shí)現(xiàn)是否正確,是否完備的能力。
奧林匹克學(xué)科競(jìng)賽活動(dòng)是一種特殊的訓(xùn)練,特殊在學(xué)習(xí)理念和模式上。這種活動(dòng)屬于智力活動(dòng)。智力活動(dòng)的核心是思維,思維能力在所謂觀察力、注意力、想象力、記憶力、分析力中居于核心地位,控制和制約著其他能力的發(fā)展,是拓展其他能力的基礎(chǔ)。思維的廣闊性、敏銳性、靈活性、深刻性和創(chuàng)造性的程度是衡量一個(gè)人能力發(fā)展水平的重要標(biāo)志。心理學(xué)的研究和中國(guó)隊(duì)訓(xùn)練的實(shí)踐表明,這種智力訓(xùn)練紙上談兵不行,一定要營(yíng)造良好的實(shí)踐環(huán)境,引導(dǎo)選手利用計(jì)算機(jī)這樣一個(gè)智力工具,自己尋找問(wèn)題、研究分析問(wèn)題,并動(dòng)手解決問(wèn)題,既動(dòng)腦又動(dòng)手,養(yǎng)成腳踏實(shí)地理論聯(lián)系實(shí)際的優(yōu)良學(xué)風(fēng)。教育心理學(xué)家認(rèn)為,培養(yǎng)創(chuàng)造意識(shí)要在學(xué)習(xí)中倡導(dǎo)發(fā)現(xiàn)法,使學(xué)習(xí)活動(dòng)盡可能帶有探索性,讓學(xué)習(xí)者始終處于探索、追求、刻意求新、力求完美的精神狀態(tài)之下。這種探索性學(xué)習(xí)的心理基礎(chǔ)應(yīng)該是“自立、自信、自尊、自強(qiáng)”,內(nèi)在動(dòng)力是強(qiáng)烈的興趣。恰恰信息學(xué)競(jìng)賽活動(dòng)能以其難和新而激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。競(jìng)賽試題是從現(xiàn)實(shí)生活中抽象出來(lái)的,很多題目尚無(wú)固定解法,其中許多題目適合于讓學(xué)生自主進(jìn)行研究,在研究中學(xué)會(huì)如何透過(guò)現(xiàn)象看清本質(zhì),在紛繁的矛盾中抓住主要矛盾,切入主題,運(yùn)用所學(xué)知識(shí)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行抽象化、模型化,最后通過(guò)編程將問(wèn)題加以解決。在這一過(guò)程中,選手們要去鉆研很多可能在大學(xué)階段才能學(xué)到的知識(shí),比如數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、組合數(shù)學(xué)、人工智能搜索算法、圖論與集合論等等。這個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)不是老師強(qiáng)加給選手的,而是研究性學(xué)習(xí)當(dāng)中他們自己必然會(huì)遇到的,興趣使然,再難他們也愿意去學(xué)。這種自主學(xué)習(xí)的最大特點(diǎn)是有的放矢,理論結(jié)合實(shí)際,學(xué)和用統(tǒng)一在解決自己所遇到的難題上,因此就學(xué)得深,學(xué)得活。
研究性學(xué)習(xí)的最大好處是能使選手有效地提高科學(xué)思維能力。我以為科學(xué)思維能力的提高是成就事業(yè)最重要的一個(gè)因素。
信息學(xué)競(jìng)賽中的許多高手進(jìn)入大學(xué)后, 絕大多數(shù)表現(xiàn)突出, 具有很強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力和研究能力。在計(jì)算機(jī)系每年評(píng)出的優(yōu)秀畢業(yè)生中會(huì)有好幾位曾是奧賽的選手。
22屆國(guó)內(nèi)大賽,18屆國(guó)際大賽,受到訓(xùn)練和激勵(lì)的選手不下千人。其中的佼佼者有不下百人在清華讀書,后來(lái)又出國(guó)深造。其中絕大多數(shù)品學(xué)兼優(yōu),繼續(xù)保持領(lǐng)先勢(shì)頭,無(wú)論是做人,還是做學(xué)問(wèn)都堪稱一流。許多IOI金牌獲得者在清華學(xué)習(xí)的表現(xiàn)都是可圈可點(diǎn)的。還有一些選手免試進(jìn)入復(fù)旦、上海交大、浙大等高校學(xué)習(xí),表現(xiàn)也很突出。因此,我說(shuō)信息學(xué)奧林匹克中國(guó)隊(duì)是信息學(xué)后備拔尖人才的搖籃是毫不夸張的。
最近,我總在想,學(xué)科奧林匹克的精神內(nèi)涵究竟是什么?對(duì)青少年的成長(zhǎng)能夠起到什么作用?“更高,更快,更強(qiáng)”意味著“挑戰(zhàn)”,挑戰(zhàn)要取勝,一要靠智力因素,二要靠非智力因素,許多實(shí)例說(shuō)明一個(gè)人的成功,非智力因素起著非常大的作用。其中首要問(wèn)題是良好的心態(tài),勝不驕敗不餒,誠(chéng)信務(wù)實(shí),既勇于拼搏又虛懷若谷,自省能力非常重要,經(jīng)得起失敗和挫折的人才能成其大事。大賽是人生旅途中的一個(gè)短嶄過(guò)程,成績(jī)會(huì)被光陰的流逝所沖淡,但從賽事中獲得的感悟卻能受用終生。感悟什么? 我以為是激發(fā)自己一種向上的勇于拼搏的精神,志懷高遠(yuǎn),向著科學(xué)高峰奮力攀登。其間,最重要的是要有勇氣挑戰(zhàn),要不間斷地“自省”,要以自己的行動(dòng)發(fā)揚(yáng)光大奧林匹克精神:“更高,更快,更強(qiáng)”,為我們的祖國(guó),為全人類作出自己的貢獻(xiàn)。
吳文虎,全國(guó)信息學(xué)奧林匹克競(jìng)賽科學(xué)委員會(huì)名譽(yù)主席,清華大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系教授,博士生導(dǎo)師。