X Camp 编程教育     2024年10月26日 00:15
编者注:X-Camp学员Brian Xue在36届国际信息学奥林匹克竞赛(IOI 2024)中,取得全球第三的好成绩,代表美国国家队夺得金牌。是美国队在本次IOI的最高名次,也是美国队2021年以来取得的最好成绩。

Brian Xue跟随 X-Camp Grandmaster Program教练团队学习了三年多,经历了Grandmaster Program的整个历程,他站在IOI的巅峰时,他的X-Camp 同班同学们也几乎全都达到了USACO国家集训队的成就,陆续就读于MIT、Stanford、Caltech等名校。

X-Camp Grandmaster Program教练团队中不仅有包括IOI金牌选手在内的世界顶级竞赛选手,也有经验丰富的各种信息学竞赛王牌教练。在通往 IOI 的路途上,披荆斩棘的不仅有Brian,也有X-Camp教练团队,从主管教练,到其他教练们,再到前后为Brian上过课的十多位高水平老师,这块 IOI 金牌背后站着一整个 X-Camp 体系团队。

波普尔曾说:“通往科学的路只有一条,遇到一个问题,看到它的美并且爱上它”。Brian和 X-Camp Grandmaster Program 教练团队是如何看到编程之美,如何克服困难,站在金字塔巅,这篇教练侧记也许能带您窥到一些第一手的秘密。

这篇文章从5月份Brian进入国家队以来就开始酝酿,也许是久不动笔,明明思绪万千却不知为何码不出几个字。

三个月转瞬即逝,随着比赛落下帷幕,近三年的师徒缘分以最完美的方式暂且画上了一个休止符。金字塔下,狮身人面像前,当 Eslam Wageed(国际信息学奥林匹克竞赛 IOI 国际委员会成员)用他那浓重的阿拉伯口音念出Brian Xue的名字时,过往发生的一幕幕再次浮现在我眼前。看着他戴上金灿灿的奖牌,露出灿烂的笑容,听着专属于他的欢呼和掌声,我过往的不甘和遗憾仿佛都得到了弥补。虽然我从来没有能够站在世界之巅,但我的学生做到了,这也是同样值得骄傲和自豪的事情。



通过胜利的道路并不平坦,在这通往世界舞台的过程中,Brian和我们,一同闯过了四关,有的是知识瓶颈,但更多的是去除层层心魔。教知识和题目并不难,在这个过程中,如何引导学生养成良好的做题习惯,形成适合自己的比赛策略,培养沉稳又敢拼的心态,这才是作为老师最大的课题,每一个细节都不容忽视,一步错则步步错。


初识


初次见到Brian是在21年末的X-Camp冬令营上,相比于大他一年的其他同学,他总是显得更加郁闷。他习惯倒坐在椅子上,总是在抱怨“为什么自己什么都不会”。当时我在课上教授树链剖分,他跟我说:“老师,我连Gold都过不去,学这些高级知识有什么用”。后来每年我都拿这句话一面取笑他,一面训诫后来的小朋友。但当时的他,其实遭遇到了第一道瓶颈,虽然平时做题都很顺利,练习赛也完成得不错,但是连续几次的Gold考试都无法通过。


班里别的学生早就在前一年到达Platinum级别了,我能感受到他心里的着急和茫然。对此,我们试着给他调整了比赛策略,然而并不太奏效,1月份的Gold依然没能通过。幸运的是,他对此并没有太多的动摇,依然坚决地按着我们布置的计划走,2月份终于踩线通过。后来他告诉我说,其实能明显感受到自身的进步,觉得不再是浮在半空中,所以并不是很慌。


回顾这个阶段,当时我自己还是蛮难受的,虽然从不担心他能考过去,但我更希望借此机会,能够让他更加信任我们的教学和指导,而一点小小的胜利就是最好的催化剂。虽然过程并没有很顺利,但我能感受到他对我们的信任,最终我们度过了这个磨合期。


自此之后,他就状态神勇,一发不可收拾。在这个阶段,他对我们产生的信任,和对自身的信心,可以说是一切的开始。


渐入佳境


彼时 X-Camp grandmaster 班里包含他在内的近十位同学,虽然到达了Platinum级别,但是整个知识体系都完全跟不上,所以在22年3月US Open结束后,直到6月期间,我给 X-Camp grandmaster 的孩子们安排了大量的高级算法授课,教授的内容实际上远高于USACO体系,可以相比于国内同期备战国赛(NOI)的水平(这个学习过程其后被浓缩提炼成现在的X-Camp 603P班)。


除了搭建完善的知识体系之外,我们更希望能以学知识为契机,提升学生的思维水平,代码能力。更重要的是,希望能通过这个过程培养他们正确的做题习惯和态度,无论遇到什么困难都不会选择逃避,为此我常常在班里强调”No optional(没有选做题)”,无论布置的题目有多难,知识点有多硬核,如果想要变得优秀,就必须啃下来。


在这个过程中,孩子们都在拼尽全力,而Brian是表现最出色的一个。年初通过Gold之后,他整个人就像去除一层心魔一样,彻底全身心地投入到这个学习过程中去,所有作业都按时全部完成,而且越学越有信心,就像上瘾了似的。


更重要的是,我感觉他还为这个学习阶段开创了第三层的意义。在学习这些课程过程中,他一直有意识地去思考怎么样把这些知识运用在解决问题中。观察到这样的他,我们也开始有意识地给他在额外布置一些题目,让他试着去举一反三,融会贯通。在6月份的时候,他在班里应该就已经属于是水平最高的学生之一,和 X-Camp Grandmaster 班里入选USACO Camp的两位同学不分上下。


纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。知识层面在短时间内的大幅增长,必然带来的是能力层面上的不适应和不匹配。这样形成的只能是空中楼阁,根基并不扎实。而很不幸的是,这个过程只能靠大量做题来弥补。


和家长的沟通后,我们为grandmaster的孩子们安排了为期两个月的强化集训。每天都会引导学生思考、讨论并完成约三道题目的学习。我们很清楚在如此高强度的训练下,很难做到尽善尽美,我给班里所有同学布置的任务是完成约三分之二的题目即可,也就是每天的三道题目里能通过两道,学会一道。而Brian,自始至终,给自己的要求都是当天完成所有题目,绝不拖欠到第二天去。有时候我们会刻意布置一些非常难的题目,即使学会了做法,也要花上几个小时编写代码,还可能要学习额外的知识。但Brian从来没有抱怨过,在两个月的时间里,他完成了超过200道精挑细选的题目。


我试图在他对编程竞赛的浓厚兴趣中,加入一些厚重的东西,让他能扛得住压力,能积极地面对挑战,不会轻易放弃。Brian很好地经受住了考验,学会了吃苦,习惯了艰辛,但并没有失去兴趣和前进的动力,这对于浸泡在美国文化长大的孩子来说是难能可贵的。这个阶段,他打下的扎实基础在后续的训练中让他受益匪浅。更重要的是,在之后面临重重困难和挑战的时候,即使竞争再激烈,训练再艰苦,他都有充足的心理准备去面对。可以说从这个阶段开始,Brian真正拥有了冲击顶点的心态。


冲击前十


经过前面阶段的学习,我们和他都对入选2023年美国集训队充满信心,而且Brian作为一年生,面临的竞争更小,于是我们私下定了一个更高的目标,希望能入选至少一次全美前十。


然而这个目标并没有想象中实现得容易,反倒是 X-Camp Grandmaster 班里其他的同学更早冲入了前十的荣誉榜。在12月的第一次Platinum测试中,Brian被简单的题卡住,陷入了思维陷阱,最后仅获得不到500分,相比之下 Grandmaster 班里有两位同学凭借755的高分入选前十,同学的成绩激发了全班孩子的好胜心,大家也都更加努力。


Brian也没有气馁,反而更加充满斗志,但这份斗志里也有几分焦躁隐藏其中。接连的一月和二月他都完成了接近两道题,但也都没有入选前十。一鼓作气,再而衰,面对US Open的他终于还是显得有点信心不足,我鼓励他发挥正常就好,反正入选集训队没有什么大问题。


US Open考出来成绩看上去依然不是太好,不到600分,一般来说这个成绩是到不了前十的。安慰了几天,鼓励他下赛季再努力。结果周末成绩一出来,Brian的名字赫然在列,弄得我们哭笑不得。



太想得到反而得不到,顾虑太多反而发挥不出自身的实力。作为一个十几岁的孩子,想要用成绩证明自己,想要让大家看到自己,这是太正常不过的想法了。哪怕是几十年阅历的成年人,又有几人能逃脱。但是就如同我们常常和学生讲的那样:你不需要靠一个排名来证明自己有实力,如果你真有实力,做好自己份内的事情,成绩自然会体现。说时容易,做时难,总有一些坑是跳过一次才能体会到。2023赛季的四次考试,对Brian,对我们都是一个考验。在整个赛季的吃瘪后,最后得到了一个戏剧性的结局。现在回头看来,这个阶段帮Brian去除了很大一部分的急躁,进一步磨练了心性,变得更加沉稳:题就在那,做就是了,想这么多别的作甚?


再过一年的2024赛季,这个赛季也是X-Camp Grandmaster孩子们大爆发的赛季,四次考试,累计有13人次进入全美前十,Brian有三次位居前十,曾经仿佛触手可及却又总失之毫厘的目标,已经成为家常便饭。而此时的我们,早已瞄准着更高的顶点。



冲击国家队


很早的时候,Brian就曾主动告诉我,他从小就有进入国家队的梦想,站到国际奥赛的舞台上。到了24年初,他又和我说了一次。这既是压力,也是动力。我们都有预感,其实离这个目标只有一步之遥,但是怎么样能够走好,他心里是没有底的。我们要做的,就是在技术上,让他能应对各种极端情况;在心理上,让他能消除对不确定性的恐惧,能够相信自己的技术动作。


23年第一次进camp的时候,我就提醒他,如果你有机会能够全程跟着国家队选拔,一定要把握住机会,去体验一下这种感觉。Brian很给力,第一天的比赛里就发挥很好,被USACO Camp教练特别选入了竞争国家队的分组中。在接下来的几天里,Brian虽然更多的是作为陪跑者,但他依然努力全力冲击了国家队,哪怕这一年我们并没有做好这个准备。


现在回首,这段经历是惨痛的,但更是宝贵的。每天Brian都没有睡好,考试的分数都差强人意,但每一次,他都告诉我,如果再给多他一点点时间,他就能做到前四名的分数。尽管深知在竞赛中失之毫厘就差之千里,但我想Brian在这段时间的所有的这些体会,无论是和别的优秀选手同台竞争,还是自我的心理、生理上的调整,都会让他第二年更有底气:“见过一次了,也就不怕了。”


24年卷土重来,我大致的思路就是前半程还是求稳,先稳住camper名额,然后后半程大局已定的话,就更多地转入准备国家队选拔中。2024赛季X-Camp成绩惊人,14位学生收到全美信息学奥林匹克竞赛国家集训队 USACO US Camp官方邀请,占据了近一半的国家集训队名额,X-Camp也开始对入选成员进行国家队选拔训练。


Brian从2月份开始,因为已经进了三次前十,基本上保证了一个camper名额,我们就早早地开始准备国家队选拔。我们根据对各种题型的理解,编辑整理了十几套模拟赛,外加几个大题目集供Brian练习。这里面有些题目的难度完全就是刁难选手级别的,也有一些题目是脑筋急转弯,或者是着重于选手编写代码。去年Brian就反馈了一些他考完下来的感想,我们也一并结合调整进题目,去协助集训队成员们进行针对性训练。


Brian从3月开始,自己定了个100天努力的表格,每天记录自己做了什么事,大部分时候他都优先完成我布置的任务,除此之外,他会主动地去阅读更多的题目,自己利用课余时间进行思考,哪怕没有时间编写。学校临近期末Brian学习压力也更大,但Brian从未抱怨过一句,全身心地投入到这个过程中。


我曾经告诉过他一个观点,哪怕是2023年的他直接去选,也是有大概率能入选的。但我们都不想要靠着运气和侥幸,我们的目标是成为一名“如果国家队不选你就会后悔”的队员。在这一年里,经过反复打磨,让Brian的上限和下限都得到了大幅提高,到了5月底,可以说他在技术上已经完全准备好了。


但最难过的,始终都是心魔这一关。


十七八岁的孩子,如果要在竞赛中走到极致,就一定要培养一个强大的自我意识,相信自己的一切。然而,强大的自我意识往往是双刃剑,如果无法控制好,就会轻易地导向心态失衡和崩溃。如何解决这个矛盾,是每一位教练的课题。


我的第一招就是尽可能地提升他的上下限,让他的技战术具有充分的鲁棒性(即Robustness,是指系统在面临内部结构或外部环境变化时,能够保持其功能和性能稳定的能力‌。具体来说,一个具有鲁棒性的系统能够在各种干扰、噪声、故障等不利因素的影响下,仍然能够正常运行并保持较好的性能表现),哪怕发挥失常,也不会摔的太重。第二招就是带他见识“高山”,X-Camp的团队拥有着全球性的资源,在准备过程中,我们不断地让Brian和世界上的高手过招、切磋、交流,这里也包括X-Camp国内姐妹队伍-信友队的优秀学生们。在这个过程中,Brian不断认识到自己的不足,也认识到自己的长处,进而对自己更有底气,更能控制住自己的表现。


最后一招就是赛前的开导,俗称“话疗”。赛前我们总是会拉着他聊各种内容,告诉他无论结果如何,这都不是终点,告诉他,要想想外面宽阔的世界。在他产生焦虑和疑惑的时候,我也尽我所能地及时进行疏导。在24年国家队选拔第一场的前一晚,他半夜给我发信息说,自己坐在厕所门口的长椅上睡不着,坐了一个小时了。他一方面紧张得睡不着,一方面又担心自己如此放纵明天会发挥不出实力。他跟我说的时候,其实我也非常紧张和难受。远在千里之外,我也没有办法过去陪着他,而这一关,注定是他要自己闯的。我最后和他说了一个当年我高考时候数学老师告诉我的道理:就算你睡不着,也不要紧;睁眼到天亮,也无所谓;一个年轻人,一晚上不睡根本不会受影响,更重要的是,你过去的所有努力,才是决定你表现的根本,不要因为一点小事担心自己。正如罗斯福说的那样,”The only thing we have to fear is fear itself”。后来我们又聊了好久好久,直到他说,老师我想睡了。


第二天,Brian考了全场第二,一锤定音。


后面的几天里,Brian的表现总体可以说是虽有下滑但趋于稳定,能进入国家队最后选拔的选手要么经验丰富,要么天赋出众,所以每场比赛都竞争激烈。但每一天,Brian都稳定在前几名,虽然没有非常出彩,但一点链子都没有掉,而这就是我们的根本要求:我们从来不盼望学生超常发挥,只要不要做一些让我们惊讶的事情,我们就已经很满意了。况且,这只是第一年,我们的所有的努力都是希望他稳住,毕竟真正的战斗,还在后头。


终于,最后一天傍晚,喜讯传来,Brian如愿入选了美国国家队,我们三年的努力,终于迈过了这最艰难,最考验人的一关。我总觉得这场国家队选拔就好像渡劫,咬牙坚持过去,从此便是一片坦途。幸运的是,他和我们都坚持下来了。


登上世界之巅


闯过了四关,终于拥有了站上世界舞台的资格,Brian和我们反而没有什么太多的想法:练就是了,打到哪算哪。正式的训练从6月9日开始,一直持续到出发前8月31日。基本维持着一周4-5场模拟赛的训练强度,除了往年的IOI真题之外,我们还整合了各方资源,准备了一些针对性训练。Brian在这阶段的训练非常独立自主,有时候我们忙,没空管他,他也会把题目全数补完,打完比赛自己写回顾写总结。一切都非常按部就班,两个月稍瞬即逝。


其实要说有没有担心,自然是有的,因为纵观过去三年,Brian所有第一次尝试都不是很理想,无论是第一次参加Platinum考试,还是第一次参加国家队选拔,他的心态都很受影响,技战术经常发挥不出来。所以我很早就做好了IOI结果不顺利的心理预期。虽然没有和他说,但我反而是经常安慰自己,大不了还有下一年。在两个月的训练里,我们尽可能地让他体验了各种风格、难度的比赛。在这里也要非常感谢信友队和一些朋友,给X-Camp提供了一些并不公开的资源进行训练。

The rest is history。第一天,Brian 很快拿下第一题100分,经历长时间的安静后,第二题分数直接来到83.31分,值得一提的是X-Camp姐妹队伍信友队的校友周康阳(IOI 2024 的满分世界第一)也是在这个时候提交获得第二题的90.25分,两人分居第四和第六。


第三题比较难,我只期望他拿到和大家平齐的59分部分分,他稳稳当当地拿下这些分数,排名始终保持在前十名,最后第一天结束位居第九。

两天中的间隔,我设法找到了机会和他谈心,叮嘱了他第二天要注意的细节,鼓励他不要畏惧困难,也很怕说错什么让他有心理压力。结果他反而给我开起玩笑:“老师我知道的,你不是想让我打赢中国队第三第四名嘛”。搞了半天,更紧张的反而是我了,真的是倒反天罡。

Brian经常第二天打不好,比如他练习 NOI 2024 的时候,他 day2 因为太想做出一道题,结果最后连金牌分数线都没达到。但 IOI 的第二天,他用一个梦幻开局惊呆了所有人。他是第四个做出第二题的选手,排名一下子升到了第二名。


第二天的第三题并不是一个好做的题,我们对他的预期也是先从部分分开始拿。结果过了一个小时,Brian直接通过了第三题,来到了200分,排名又回到了第二名,仅次于周康阳。他是全场第二个做出第三题的选手。值得一提的是,他在第二和第三题都比周康阳通过时间要早。


从结果来说,Brian在比赛刚刚过半就已经锁定了全场第四名,剩余的时间,他也没有放弃,一直努力在最难的第一题里拿分,最后也拿到了29分,这个分数除了三个通过此题的选手和一个34分以外,也应该是最高了。

最后Brian获得全场第三名,仅次于周康阳和波兰的Adam。在最重要的国际大赛里,Brian打出了可能是过去三年最完美的一次表现,以无懈可击的表现完成了我们共同的梦想,登上了世界之巅。


尾声


我从来没有希望Brian超常发挥,可能因为至少我本人从来都是运气不好的那个。所以,Brian这几年的表现,更令我们欣喜。他对我和X-Camp的信任,自身的努力,我们对他灌输的知识和经验,转化成为了踏踏实实,步步为营的一场胜利。我们都不是什么完美的人,也不是什么数年不遇的天才,但我们始终相信,在仰望星空后,只要脚踏实地,不断追求卓越,胜利就会自然到来。因此,我也更有信心,在未来的教学中,X-Camp会有更多的孩子受到我们正面的影响,能够成为璀璨星河中的一员,更重要的是,在这个过程中,能够体会到计算机科学的无穷奥秘,感受到竞赛的无穷乐趣。倘若如此,则我们作为教师的所有努力,都是值得的。

成功,从来不像山坡上的蒲公英一样唾手可得,但Brian和我们所有X-Camp教练都相信,世上总有梦想值得我们全力以赴。我们正是抱着这样一种决心,即使没有前人经验可供借鉴,尽管通向世界舞台的道路上步步艰辛,纵然长风破浪会有时,定要直挂云帆济沧海。我相信,这种精神也将激励和引导他和我,在未来的人生道路上奋勇前行,面对接踵而至的新的挑战。

最后的最后,Brian,老师想对你说声感谢,感谢你完成了老师曾经的梦想,感谢你对我们的无条件信任,感谢你这一路走来的不懈努力。衷心祝愿你未来的人生灿烂无比,愿你能攀上一座又一座的高峰,去冲,去拼,去实现人生的意义。

评分:0 分,总分为 5 分。

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