1984年小平同志提出:“计算机的普及要从娃娃做起。”这一年五月,我接受学校的委派参与中国计算机学会所组织的计算机普及活动,曾担任普及工作委员会主任,国际信息学奥林匹克中国队总教练,全国信息学奥林匹克科学委员会主席等职务。
有人曾问我:作为大学教授,信息学奥林匹克活动和你关系大吗?用几乎全部的业余时间,投入那么大的精力值得吗?我想,作为国内最早就设立了计算机专业的清华大学,支持全国的计算机普及,是义不容辞的事情。不派我也会派别的教授。至于我个人的投入是否值得,那要看社会的评价和我的感受。20年来,当看着中国的小将登台领取金牌时,我激动万分的心情难以言表,只有蒸蒸日上的国势,才能催生让人羡慕的人才,乐莫大于心中充满希望。“中国的孩子行,将来大人就行。”这种感受对我来说是比什么都珍贵的。
每次遇到记者,他们都会问我:为什么你们这种学科竞赛要冠以“奥林匹克”字样。我说:您知道李宁、李小双吗?对方点点头。我说:对于普通人,我们只会做广播体操来健身,而体育奥赛中,体操运动员在鞍马上要做托马斯全旋。有几个人能做呢?智力的竞赛,同样要经过特殊的训练,同样要求“更高、更快、更强”。
二十世纪末,以计算机为龙头的信息技术风起云涌般的发展势头,将世界带入了一个快速发展的新时代。竞争中的领跑者们意识到要不失时机地将有关信息科学知识与应用能力,尽快地纳入到青少年的知识结构中,成为跨世纪人才迈向信息时代的入场券。就是在这样的背景下,首届国际信息学奥林匹克竞赛(International Olympiad in Informatics,简称IOI)于1989年5月在保加利亚举行,此后每年举办一届,到2006年已举办了18届,有70多个国家和地区派队参加,参赛选手近300人。中国队累计获金牌42块,银牌17块,铜牌11块,届届名列前茅。
IOI竞赛属于智力与应用计算机解题能力的比赛。题目有相当的难度,解好这类题目,需要有相当强的数理化文史地的基础,具备很强的全面素质与综合能力。首先是观察和分析问题的能力,一下就能切入主题抓住本质者占先;再就是将实际问题进行抽象并转化为数学模型的能力;接着是灵活运用各种算法的能力,有时还得自己针对题目设计新的算法;想好算法之后,要在某种语言环境下,熟练地编写程序,并将其快速无误地调试通过的能力;最后一条是根据题目的要求和对边界条件的估计,自己设计测试数据,检查自己的算法及其实现是否正确,是否完备的能力。
奥林匹克学科竞赛活动是一种特殊的训练,特殊在学习理念和模式上。这种活动属于智力活动。智力活动的核心是思维,思维能力在所谓观察力、注意力、想象力、记忆力、分析力中居于核心地位,控制和制约着其他能力的发展,是拓展其他能力的基础。思维的广阔性、敏锐性、灵活性、深刻性和创造性的程度是衡量一个人能力发展水平的重要标志。心理学的研究和中国队训练的实践表明,这种智力训练纸上谈兵不行,一定要营造良好的实践环境,引导选手利用计算机这样一个智力工具,自己寻找问题、研究分析问题,并动手解决问题,既动脑又动手,养成脚踏实地理论联系实际的优良学风。教育心理学家认为,培养创造意识要在学习中倡导发现法,使学习活动尽可能带有探索性,让学习者始终处于探索、追求、刻意求新、力求完美的精神状态之下。这种探索性学习的心理基础应该是“自立、自信、自尊、自强”,内在动力是强烈的兴趣。恰恰信息学竞赛活动能以其难和新而激发学习兴趣。竞赛试题是从现实生活中抽象出来的,很多题目尚无固定解法,其中许多题目适合于让学生自主进行研究,在研究中学会如何透过现象看清本质,在纷繁的矛盾中抓住主要矛盾,切入主题,运用所学知识对问题进行抽象化、模型化,最后通过编程将问题加以解决。在这一过程中,选手们要去钻研很多可能在大学阶段才能学到的知识,比如数据结构、组合数学、人工智能搜索算法、图论与集合论等等。这个学习任务不是老师强加给选手的,而是研究性学习当中他们自己必然会遇到的,兴趣使然,再难他们也愿意去学。这种自主学习的最大特点是有的放矢,理论结合实际,学和用统一在解决自己所遇到的难题上,因此就学得深,学得活。
研究性学习的最大好处是能使选手有效地提高科学思维能力。我以为科学思维能力的提高是成就事业最重要的一个因素。
信息学竞赛中的许多高手进入大学后, 绝大多数表现突出, 具有很强的学习能力和研究能力。在计算机系每年评出的优秀毕业生中会有好几位曾是奥赛的选手。
22届国内大赛,18届国际大赛,受到训练和激励的选手不下千人。其中的佼佼者有不下百人在清华读书,后来又出国深造。其中绝大多数品学兼优,继续保持领先势头,无论是做人,还是做学问都堪称一流。许多IOI金牌获得者在清华学习的表现都是可圈可点的。还有一些选手免试进入复旦、上海交大、浙大等高校学习,表现也很突出。因此,我说信息学奥林匹克中国队是信息学后备拔尖人才的摇篮是毫不夸张的。
最近,我总在想,学科奥林匹克的精神内涵究竟是什么?对青少年的成长能够起到什么作用?“更高,更快,更强”意味着“挑战”,挑战要取胜,一要靠智力因素,二要靠非智力因素,许多实例说明一个人的成功,非智力因素起着非常大的作用。其中首要问题是良好的心态,胜不骄败不馁,诚信务实,既勇于拼搏又虚怀若谷,自省能力非常重要,经得起失败和挫折的人才能成其大事。大赛是人生旅途中的一个短崭过程,成绩会被光阴的流逝所冲淡,但从赛事中获得的感悟却能受用终生。感悟什么? 我以为是激发自己一种向上的勇于拼搏的精神,志怀高远,向着科学高峰奋力攀登。其间,最重要的是要有勇气挑战,要不间断地“自省”,要以自己的行动发扬光大奥林匹克精神:“更高,更快,更强”,为我们的祖国,为全人类作出自己的贡献。
吴文虎,全国信息学奥林匹克竞赛科学委员会名誉主席,清华大学计算机科学与技术系教授,博士生导师。
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