基于ACM/ICPC的計算機科學與技術專業課程體系改革

摘要：信息技術時代對高校計算機科學與技術專業教育提出新的目標和要求，計算機專業教育面臨著巨大的挑戰。從計算機科學與技術專業課程體系現狀與弊端著手進行研究，分析當前教學過程中所需解決的關鍵問題，進而提出相應的改革措施。

關鍵詞：ACM；計算機科學；課程改革

作者簡介：王斌（1979-），男，黑龍江佳木斯人，佳木斯大學信息電子技術學院計算機硬件教研室主任，講師；史慶軍（1966-），男，黑龍江佳木斯人，佳木斯大學信息電子技術學院院長，副教授。（黑龍江 佳木斯 154007）

基金項目：本文系2012年黑龍江省高等教育教學改革項目（項目編號：JGZ201201276）、2012年黑龍江省高等教育教學改革項目（項目編號：JG2012010616）、2012年佳木斯大學教育科學研究課題（課題編號：JKB2012-045）的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）23-0076-02

隨著科學技術的不斷發展以及信息化水平的不斷提高，計算機科學技術的發展突飛猛進，如今已經取得了令人驕傲的成績。但是為了能夠保證計算機科學相關技術的長久發展，不斷培養出具有計算機技術的高素質的人才，這就需要對相關的計算機科學與技術專業課程體系進行改革，從而使其順應技術發展的潮流。本文針對目前計算機科學與技術專業課程體系的現狀和弊端進行分析，提出了當前急需解決的問題，進而對基于ACM/ICPC的相應改革措施進行了較為深入的研究。

一、計算機科學與技術專業課程體系現狀與弊端

1.課程中的實驗內容過于獨立，造成綜合性缺乏

在對高校計算機專業教學過程中的相關實驗內容進行研究和調查時發現，許多教師在進行程序設計類的課程教學時，還是采用按課本內容的先后順序進行實驗，根本就沒有注重將各個實驗相互結合起來。[1]如計算機語言程序設計類課程教學中，教師們往往都是按照各個語法知識點來設計一個個實驗。再如數據結構課程都是按照不同數據類型的組織方式來對實驗進行單獨的設計。這樣學生們就只會將注意力集中到每一個單獨的數據組織方式中，而對相關課程的整體把握就不會注意，從而忽略了對課程概念的整體性把握以及創新能力的培養。

2.實驗檢查費時，實驗過程枯燥

目前，許多高校計算機專業某些課程授課過程中，教師在布置實驗任務后，基本都是要求學生回寢室后在各自的電腦上完成。這種方式下教師在對所布置的實驗任務進行檢查時相當不便。[2]比如一個自然班大概有30個人，教師不但要對學生上交的程序一個個進行調試和修改，而且還要看是否存在相互的抄襲現象，這需要花費很多時間。更為重大的弊端就是，采用這種方式，多數情況下都不會提起學生對實驗任務的興趣，學生不愿主動完成實驗內容，有的甚至是全班最后的程序基本都大同小異，存在極為嚴重的抄襲現象，這樣就會導致比較差的實驗效果。

3.教學以課堂灌輸為主，實踐教學環節未得到充分重視

調查中發現，當今絕大部分計算機專業課程基本都是采用灌輸式的學習方式，課堂中的互動時間極為有限，學生基本都是處于一種被動的學習狀態，這樣就會導致學生們的創新意識以及主動進行學習的意識缺乏，特別是由于大多數的程序設計課程本身都是比較枯燥無味的，而且隨著不斷的學習，難度以及知識的關聯性也會隨之不斷加強，[3]如果學生們不自主進行預習，是很難將該門課程學好的。

二、需要解決的關鍵問題

通過以上對計算機科學與技術專業課程體系的現狀與弊端進行較為詳細的分析后，筆者認為當前所需解決的關鍵問題有以下幾點：

第一，在對計算機相關的實驗課程進行講解時，需要增強各個實驗和相關學科的關聯性，實驗內容需要進一步完善和改進。

第二，課程評判的體制有待進一步的優化和完善，進而使得學生能夠去學習更多的知識以及提高創新能力。

第三，制定培養方案時，盡量擴展相關學科知識。例如，為使學生更好地適應ACM競賽，可以適量加入數論、圖論、算法幾何等選修課程，積極培養學生對相關學科進行主動學習的興趣，改變以往滿堂灌的教學方式。

三、相應的改革措施

國際大學生程序設計競賽（即ACM/ICPC），是由美國計算機協會所主辦的世界上水平最高以及規模最大的計算機競賽，如今已被認為是當代大學生向世界展示自身計算機教育成果的最好舞臺，對培養計算機專業的人才有非常大的幫助。因此將ACM/ICPC中所用到的相關方式靈活運用于計算機科學與技術專業課程體系的建設中，探索出一些新的教學方案是非常值得去研究的。

1.實踐教學全程實行ACM/ICPC化

實踐教學是程序設計課程教學中非常重要的一個環節，因此在進行實踐教學時，為了能夠提高學生對實踐教學的熱情，增強其創新能力以及綜合能力的培養，就需要增加綜合性和設計性的實驗，而如果采取全程ACM/ICPC的形式，就能夠達到該教學目的。因為ACM/ICPC將題目趣味化，它往往將一個題目設計成故事形式，從而引起學生的興趣。同時，遞交的答案可在線即時判別正確與否，這也是ACM/ICPC吸引學生的第二個原因。利用這些原因可將程序設計的實踐教學改成ACM/ICPC性質，[4]例如在C語言程序設計課程的課內實驗中，在前面一些基礎知識講述完后，后面的實驗就采用ACM形式，每次實驗設計以相關知識點為主的三到五個題目，同時放開時間，如學生課堂上沒有做完，則課后還可以接著做。在C語言程序設計課程的前期，因為學生學習的知識有限，實驗一般采用程序設計填空或改錯的形式，由學生來完成以得到完整正確的程序，在后期則完全是由學生編寫程序。在實踐課程程序設計基本訓練中也可以采用ACM形式，每次實驗課在學校ACM網站上做綜合知識點的相關題目，將系統開放一個星期，若課堂上做不完可以用一個星期的時間去完成，這些都是比較好的將實踐教程全程實行ACM/ICPC化的措施。

2.將實驗課程和ACM/ICPC中的在線評判系統相結合

傳統的實驗課程中，都是通過學生在自己的電腦上完成實驗后附帶實驗報告來給教師來進行評判，這在一定程度上可以鍛煉學生編寫文檔的能力，對實驗的進度也能夠較好地進行控制。[5]但是這種方法容易受到地點以及時間上的限制，另外一個重要的問題是不能夠激發學生對課程的學習興趣，缺乏一個相互交流的平臺，有時遇到問題不能夠得到及時的解決。然而如果采取ACM/ICPC中的在線評判系統，這些缺點都能夠得到較好的解決。因為通過利用在線評判系統，絕大多數的實驗都能夠被設計成為相應的具有較高質量的練習題，通過在線的方式就較為容易產生一種競爭的氛圍，充分激發學生們對相關課程進行學習的樂趣，通過交流能夠較好地拓寬自己的思維方式和能力，將相關的任務作為導向，能夠形成一定的解決問題的能力，同時也不會受到地點和時間的限制。

3.結合ACM/ICPC提高學生的學習興趣

興趣是最好的教師，如果學生在學習時對所學的課程不感興趣，教師講得再好，對學生都是沒有什么作用的。因此，在計算機的課程體系建設中，為了能夠充分調動學生們的積極性，使其培養濃厚的學習興趣，就需要改變以往的以灌輸為主的教學方式，將ACM/ICPC較好地與教學相結合，能夠起到比較好的效果。特別是計算機學科中的一些基礎課程，如C語言、C++程序設計、數據結構等對于計算機專業的學生來說，都是大一、大二的時候開設的，而他們大多數人先前從來就沒有接觸過程序設計。

因此，如果將ACM/ICPC介紹給學生，讓學生充分了解這場大型賽事，會較好地激發出他們的學習興趣和學習動機。因為ACM/ICPC具有獨特的優點：第一，該競賽里的題目都是全英文的，這樣更能夠體現其國際性，在問題描述中都給出了題目所出現的背景和需要解決的問題，而輸入樣例和輸出樣例中都分別給出測試數據以及輸入、輸出的格式，但是實際的判斷數據在數據規模上比測試數據要大得多。第二，題目的類型比較廣泛，所涉及到的知識點比較多且都是需要通過實踐才能解決的，這樣就會大力激發學生們不斷對新的知識進行學習的強烈興趣。第三，該種競賽屬于組隊賽，這樣就讓他們較早意識到團隊合作的重要性。第四，比賽時間長，比賽時間為5個小時，不僅考驗選手的編程能力，對其心理能力也是一種考驗。通過介紹 ACM競賽，可以讓學生們充分了解學習計算機相關基礎學科的重要性，從而明確自己的學習目標。同時，請參加過ACM 競賽的老隊員現身說法，談經驗和感受。讓新生有學習的榜樣，使得學生對于編寫程序充滿好奇，有學習的欲望。

四、總結

高等院校計算機科學與技術專業課程體系的改革是一項艱巨的工程。在信息技術時代，高校計算機專業教育要緊跟時代步伐，就需要隨之合理調整課程體系以及教學模式，才能培養出專業知識水平比較扎實，綜合素質比較高的創新型人才。

參考文獻：

[1]沈凌.高校計算機類課程教學方法與手段改革[J].企業導報，

2011，（2）.

[2]張志花.高職院校計算機應用專業教學改革研究[J].現代商貿工業，2010，（18）.

[3]徐本柱，王浩，胡學鋼.ACM/ICPC 的教學與實踐[J].合肥工業大學學報（社會科學版），2008，（6）：133-137.

[4]伍宏玨.由ACM看算法設計與分析教學改革[J].九江學院學報，

2009，（6）：120-123.

[5]武建華.基于ACM模式的數據結構實踐教學改革與探索[J].計算機教育，2007，（12）：114-116.

（責任編輯：劉輝）