信息學奧林匹克競賽(信奧)作為培養拔尖人才的重要途徑之一,正受到越來越多的關注和重視。它不僅考驗參賽者的算法設計和編程能力,更鍛煉他們的邏輯思維、創新思維和團隊協作能力。通過參與信奧競賽,青少年可以在實踐中學習最前沿的技術和知識,為未來打下堅實的基礎。
小碼王成立8年來,利用多年來積累的高質量信息學競賽教學資源和豐富的競賽培訓經驗,依托小碼王專業、科學、體系化的課程產品,為全國各地眾多青少年提供高品質的信息學培訓服務,并連續多年在信息學競賽領域創下豐碩戰果。小碼王的信奧產品涵蓋了從基礎到進階的全方位課程內容,包括但不限于編程語言基礎、數據結構、算法設計與分析、編程實踐等。課程采用小班授課模式,確保每位學生都能獲得充分的關注和指導。同時,小碼王還定期舉辦各種競賽和C++訓練營,幫助學生檢驗和提升自己的競賽水平。
小碼王分層課程體系
近日,小碼王有幸邀請到上海交通大學計算機系博士、華東理工大學計算機系教師羅勇軍做客直播間,就信息學競賽的價值、青少年如何學習編程等話題進行了深入探討。
羅勇軍,上海交通大學計算機系博士畢業,現為華東理工大學計算機系教師。擔任華東理工大學程序設計競賽主教練17年,指導學生參加世界大學生程序設計競賽ICPC、中國大學生程序設計競賽CCPC、藍橋杯大賽,成績優異,曾兩次帶隊參加ICPC世界總決賽。2019年出版《算法競賽入門到進階》,榮獲清華大學出版社2019、2020、2021年度暢銷書。2022年出版《算法競賽》,榮獲清華大學出版社2022年度十佳圖書,CSDN2022年度十大圖書。2023年出版《程序設計競賽專題挑戰教程》,藍橋杯大賽官方備賽書,人民郵電出版社2023年度暢銷新書獎。
小碼王:算法的起源是什么?算法競賽又有哪些價值呢?
羅勇軍:計算機科學作為一門相對新興的學科,起源于上世紀六七十年代的美國。1970年,由美國計算機協會發起組織了名為ICPC(International Collegiate Programming Contest)的國際大學生程序設計競賽,實際上當時計算機理論算法也都處于啟蒙時代。隨后,80年代開始,中國的NOI(National Olympiad in Informatics,即全國青少年信息學奧林匹克競賽)等算法競賽也逐漸興起,并與ICPC的內容保持一致。
經過多年的發展,中國在算法競賽方面已成為全球領先,這在我準備撰寫相關書籍時,查閱大量資料得到了驗證,這得益于中國龐大的人才基數和對計算機發展的重視。計算機行業與算法的重要性日益凸顯,除了大學的計算機專業持續火爆之外,更重要的是算法思維與邏輯更是計算機領域的核心。算法競賽對于培養程序員的核心能力至關重要,缺乏相關培訓和知識的程序員,其能力難以大幅提升。
小碼王:能為我們整體介紹一下信息學競賽的大賽體系,以及它是如何助力拔尖人才培養的?
羅勇軍:針對中小學生的信息學賽事,CSP是我們在中學甚至小學就開始學習的一個算法競賽。 NOI(全國青少年信息學奧林匹克競賽)知識大綱中將知識點分為三個等級:入門級、提高級和NOI級。
(小編整理:
入門級:CSP-J(Junior普及組),主要涉及計算機基礎、編程語言、數據結構與算法等方面;
提高級:CSP-S(Senior提高組),主要包括算法策略、數據結構、算法設計與分析、編程實踐等;
NOI級:包括IOI\CTS等,主要涉及高級算法、復雜問題分析與解決、競賽技巧等。)
這就是我們一般的小初學生第一次考是入門級,考過普及組之后再考提高組,那么考生一般就初三的年紀了,而NOI競賽是高中生參加的。
針對大學生的信奧競賽,主要是ICPC,實際上中國的NOI的起源也是受ICPC的啟發形成的,所以在考試范圍,甚至形式幾乎和NOI差不多。還有一個競賽非常普及——CCPC(China collegiate programming contest,即中國大學生程序設計競賽),相當于ICPC的中國版本。參賽人數較多的還有一個“藍橋杯”競賽。這是大學生主要參加人數最多的三大賽事。此外,還有一些具有全國性影響的大型競賽,如浙江省的“天梯賽”。
小碼王:對于想要入門編程的青少年,您有哪些好的建議?如何引導他們走向拔尖人才之路?
羅勇軍:我最近在編寫一本藍橋杯入門的書,其中整理了一位華東理工大學競賽隊的隊員相關經歷,正好符合青少年奧賽的學習歷程。
胡同學是華東理工計算機系2021級的,今年正好讀大三,他從小學開始就搞信奧競賽,一直到高中獲得了NOI的銀牌。大家都知道NOI的金、銀獎項含金量非常高,可以獲得直接保送清華、北大的資格。
他為什么可以信奧賽搞得這么成功?我認為其中一個很大的原因是對數學有著濃厚的興趣和學習能力。NOI的大綱中,你會發現里面有很大一部分考點,直接考的就是數學知識,而這些知識實際上就和中小學數學奧賽的考點是完全一樣。事實上好多信奧賽的隊員是從搞數學奧賽轉過來的。計算機算法實際上就是邏輯思維和數學思維的問題。在此基礎上,不斷地查閱資料,通過大量的練習熟悉編程代碼,逐漸掌握算法的核心原理和實際應用。
算法競賽是一個長期且具有難度的學習過程,不是一蹴而就的,需要好幾年的持續學習和實踐。正如胡同學,他要參加更多的競賽,參加更多的訓練,以賽促學,不斷克服難題,用不同的方法解決問題,通過競爭獲得榮譽,然后激勵自己。他說:“我們在提升過程中不斷克服新的難題,就像爬山一樣,一步一步臺階地往上走,遇到難題,就投入大量時間來分析優化算法,然后用不同的方法來解決問題”。
這一方面和賽制有很大的關系,算法得分標準是:用簡單方法得30%的分數,用中等方法得70%的分數,用很難的方法得到100%的分數。所以,要學會用不同的方法來解決一個問題。
隨著胡同學對算法和數據結構的掌握加深,他開始參加更高級別的競賽,不斷的磨礪自己學習編碼,參加競賽,這樣才能夠不斷提升,最后他在高中獲得了NOI的銀牌。進入大學后,他迅速成為學校競賽隊的主力,并獲得多項榮譽。
總的來說,數學是信息學競賽的核心能力,此外還需要投入大量時間學習,不斷做題、與同學互相促進,并持續參加競賽來檢驗和提升自己的水平?？傊?堅持和克服困難是取得好成績的關鍵。
小碼王:我們應該怎么看待孩子的整個信息學學習進程?
羅勇軍:信息學奧賽和數學、物理等學科競賽很不一樣,這些學科是直接和高考掛鉤,而信奧賽實際和高考沒有很大的關系。但是它火爆的原因,很大程度上是因為這是社會需要的,計算機畢業生工作相對好找,所以它熱度很高。
我認為,學習任何一個競賽的學習過程都是逐步的,從基礎到中級,再到高級。所以,建議家長為孩子制定一個長期的計劃,逐步實現目標,以減少焦慮。比如說,我個人建議早點開始,從小學5、6年紀就可以開始,甚至更早一點,經過1-2年的語言學習基礎訓練,參加普及組的比賽,然后提高組可以規劃3-4年的學習。只要一步一步,腳踏實地的準備,就會出成績。
說到升學,我不是專業的專家,但是說到信奧賽對孩子的幫助,我從一個大學計算機系教師的角度看,信奧賽獲獎者在社會上有更多成功的機會。首先,經歷過信奧競賽并獲獎的人,他們對自己的能力非常自信,會成為很多網絡公司或者新興的人工智能公司的創始人或者技術負責人。其次,他們對待困難的心態是得到多長期訓練的,抗壓能力很強,所以他們創業或者在工作中更容易成功。
小碼王:從入門到進階,我們青少年應該怎樣去學習編程,以更好地走向拔尖人才之路呢?
羅勇軍:第一個就是要發揮主動性。經過好幾年學習,覺得自己有一些編程能力了,并且喜歡上了編程了,所以你會更加主動的去學習,靠別人逼是逼不出來的。
第二是通過大量的練習來維持學習狀態,提高編程能力。算法競賽也是一個競賽競技的東西,一定要維持狀態,天天要大量的練習。
此外,提升編寫代碼的速度。競賽時間是非常短的,所以編碼速度一定要非?？觳?。平時我們做題不要慢悠悠,比賽就幾個小時,所以平時在編碼的時候一定要掐表,每做一題要清晰地知道是在多長時間內之前做完的。我甚至還跟同學們建議,敲鍵盤時候一定要把指甲剪干凈,不要留長指甲,影響敲鍵盤的速度。
最后,我想說,把最好的狀態、最好的精力都花在備賽的工作,我相信只要你付出了,后面肯定會有所收獲。
小碼王:對于孩子來說,他遇到困難了怎么辦?他自己怎么去度過這個難關?
羅勇軍:對于未成年人,家長、教練和老師有不可推卸的責任。一個學生在學習過程中肯定會遇到大大小小的困難,那種極度自律的學生很少,和大學生不一樣,未成年人需要更多的外界約束。所以需要教練、父母、老師他們的鼓勵和正確的引導。
學習是一個過程,從簡單到難,遇到困難是必然的。但只要按部就班地做,克服困難總是可以的。初學者可能會感到更難,但學習時間越長,克服困難的能力就越強。只要肯花時間去克服,后面的路反而可能更好走。
小碼王:能系統地談一談《算法競賽》這本書以及學生們該如何借助這本書進行學習嗎?
羅勇軍:實際上,我已經寫了好幾本關于“算法介紹”的書,后面我還是會繼續寫。2019年寫的第一本書叫《算法競賽入門到進階》,當時是試水之作,但是寫的很認真,出版之后收到了很多反饋。而后我發現中國市面上還缺少一本能全面包含信奧所有知識,所以我希望能夠盡可能寫出可以囊括幾乎所有知識點的書,當然實際上不可能囊括所有,但是涵蓋80%-90%已經非常不容易了。當時恰好在疫情期間,正好有時間、精力全身心投入到這本書的撰寫之中。
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另外一個原因是學生在學習算法時,遇到不會做的題回去網上搜索,但是網上的信息良莠不齊,很多信息是不具備很好的參考價值的。所以我當時就想寫一本書,細解釋每個知識點,包括其理論、原理、復雜度,以及典型的經典例題。
這本書很大的一個亮點在于我對于每個知識點都做了“追蹤溯源”。特別說明一下,中國的算法競賽因為經過了很長時間已經變得非常厲害,甚至有很多的算法知識是中國參加競賽的學生發明總結的。為了確保內容的權威性,我聯系了算法競賽界的權威人士和第一創作人,如曾經的IOI國際金牌獲得者杜瑜皓等,他們至今活躍在各大競賽之中,請他們審閱并提出意見。
除了知識點外,我還注重代碼的風格和整潔性,為每個經典例題提供了精心總結的代碼。代碼怎么寫更加簡潔,能更加容易看明白,寫得更快,這個代碼風格是非常關鍵的。所以我在書中每個代碼我是仔細總結過的,當然不一定所有都是我的原創,我把很多代碼揉在一起,提取方案,選出其中最好的部分搞成一個經典代碼。
這本書得到了很多教練和讀者的認可,他們認為代碼的風格很有價值。未來幾年,我將重點放在教材編寫上,繼續推出新的算法方面教材。
小碼王:講一講您身邊一些學生的故事給大家鼓勁
羅勇軍:我自2005年起在華東理工大學擔任教師,并開始帶領學校的競賽隊。在早期的幾年里,我其實并不太懂競賽的相關內容,反而是跟隊員們一起學習,他們成為了我的老師。后來,這些隊員中有很多人成功創業,尤其是在2010年左右,那時候在中國創業相對容易。他們中的許多人,如劉同學和周同學,都取得了顯著的成就。
劉同學是一個生動的例子。他原本是生物專業,但在接觸算法競賽后,發現了自己對編程的熱愛。他開始全身心地投入到競賽中,甚至一度差點耽誤了專業課程,好在他及時補上了專業課程順利畢業。然而,他的努力最終得到了回報。畢業后,他放棄了生物專業,一心撲在了IT上面。他在騰訊工作了一段時間,然后勇敢地選擇創業。雖然他的第一次創業嘗試并不算成功,但他從中汲取了經驗,最終在阿里工作幾年后,再次創業并取得了巨大的成功。
周同學也是競賽隊的杰出成員,也是我們競賽隊隊長,他去參加大學生世界編程設計總決賽那年也正好是我第一次帶隊參加世界總決賽,他不負眾望得到了金牌。他在畢業后加入了微軟,工作幾年后,在李開復的創新工場開始工作。后來,他也成功地孵化、創辦了自己的公司,為淘寶的數百萬商家提供服務。他的成功證明了他在技術領域的深厚實力和熱情。值得一提的是,他在去年以30+的高齡參加了ICPC杭州區域賽,再次獲得了金牌。即使現在已經成為了一位成功的老板,他仍然保持著對技術的熱愛和追求。
盡管現在的創業環境比過去更為艱難,但IT行業的創業機會仍然相對其他專業來說較多。華東理工大學以及其他高校都培養了許多在IT界取得杰出成就的學生,他們的成功故事激勵著更多的人投身于這個充滿挑戰和機遇的領域。
小碼王:送給學生們一些受益終生的寄語
羅勇軍:對于中小學生而言,選擇新奧賽這個方向是非常有前景的。進入大學后,專業往往決定了未來的職業方向,換行業難度較大。而當前全球競爭主要集中在中美之間,關鍵領域包括人工智能、計算機、芯片等,都與IT行業緊密相關。如果個人在中小學期間就對新奧賽表現出興趣,并能堅持學習并取得成績,那么這個方向不僅與世界上最熱門之一的行業相吻合,也決定了將來中美競爭的關鍵行業。個人興趣、社會需求與國家發展方向的高度一致,將帶來人生的幸福和完美。因此,能夠靜下心來學習信奧賽,并取得好成績,同時真正喜歡IT,將來選擇計算機或相關專業的學生,其個人發展將與國家社會需求高度匹配,實現完美人生。
