計(jì)算機(jī)夏校之旅

背景信息

學(xué)員介紹：

Circle，普頓學(xué)員，小學(xué)六年級(jí)開始自學(xué)編程，對(duì)計(jì)算機(jī)有濃厚的興趣，正在準(zhǔn)備信息學(xué)奧賽，但更感興趣的是計(jì)算機(jī)科學(xué)能怎樣用在生活中。

項(xiàng)目介紹：

ESAP，全稱Engineering Summer Academy at Penn，是在賓夕法尼亞大學(xué)校園內(nèi)舉辦的、為期三周的工程夏校。

課程方向一共有六個(gè)，Biotechnology（生物技術(shù)），Complex Networks（復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)），Computer Graphics（電腦圖像），Computer Science（計(jì)算機(jī)科學(xué)），Nanotechnology（納米技術(shù)）和Robotics（機(jī)器人）。Circle作為出國(guó)留學(xué)黨中為數(shù)不多的OIer（信息學(xué)奧賽選手），選擇了計(jì)算機(jī)科學(xué)方向。

一、申 請(qǐng)

ESAP的申請(qǐng)給我留下的印象不多，畢竟它只是我申請(qǐng)的眾多夏校中的一所。不過我記得當(dāng)時(shí)在收到其他頂尖夏校的拒信時(shí)，收到一張ESAP的Offer，是一件非常欣慰的事情。

申請(qǐng)需要提交文書以及簡(jiǎn)答題的答案，另外需要學(xué)校官方成績(jī)單、標(biāo)化成績(jī)、以及兩封推薦信。參加完夏校再來看申請(qǐng)流程，我得出的結(jié)論是，相比于提供理工科的硬性指標(biāo)，申請(qǐng)者更需要體現(xiàn)自己在工程方面的熱情。我那時(shí)并沒有突出的理工科學(xué)術(shù)活動(dòng)成績(jī)，但我記得當(dāng)時(shí)我選擇的文書題目是“闡述讓你想繼續(xù)學(xué)習(xí)工程的一次經(jīng)歷或一個(gè)概念”，文中主要描述的是面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)理念和現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系。也許是因?yàn)檎猩賯兺高^文書看到了我對(duì)工程的熱愛，他們給予了我一個(gè)寶貴的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。

二、學(xué) 術(shù)

計(jì)算機(jī)科學(xué)課程學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容就是Python。官方的課程建議是，這門課程適合沒有編程經(jīng)驗(yàn)或者對(duì)編程不熟悉的人參加，事實(shí)上也確實(shí)如此。體驗(yàn)之后發(fā)現(xiàn)，該課程對(duì)于編程經(jīng)驗(yàn)豐富的同學(xué)來說易如反掌；然而對(duì)于新手而言，這門課是相當(dāng)硬核的。

課程的前兩周，是對(duì)于Python基本知識(shí)的學(xué)習(xí)，包括各種語句、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、面向?qū)ο缶幊痰鹊取６n程的第三周，我們需要完成一個(gè)Final Project，即做一個(gè)游戲或者做一個(gè)和網(wǎng)絡(luò)爬蟲有關(guān)的小課題。平時(shí)的課程由教授講授，并且有相關(guān)的練習(xí)題需要我們完成，完成后由助教進(jìn)行打分。當(dāng)然，如果在課堂上提前完成了布置的練習(xí)，可以拿Extra Work，或者去參加助教不定期開設(shè)的Mini-Lecture，講解一些額外的內(nèi)容（例如，圖論、博弈論、移動(dòng)應(yīng)用程序開發(fā)等等）。

前兩周有不少有趣的小練習(xí)。練習(xí)的目的是用一種有趣的方式，讓我們把已經(jīng)學(xué)習(xí)的各種編程語句以及編程思想進(jìn)行應(yīng)用，比如說，如何提示用戶輸入操作信息，如何以一定的概率執(zhí)行某條語句。大概第二天的時(shí)候，我們就開始做“Hammurabi”，一個(gè)古老的電腦游戲。玩家將扮演“漢謨拉比”，買進(jìn)或者賣出土地，給人民分配糧食，以及安排農(nóng)耕。玩家需要盡可能積累谷物，并嘗試讓自己的國(guó)家發(fā)展起來。當(dāng)然，隨機(jī)的災(zāi)害會(huì)發(fā)生，老鼠會(huì)啃掉農(nóng)作物，瘟疫（我把它稱為“滅霸的響指”）會(huì)殺死一半的人口，玩家需要根據(jù)此調(diào)整自己的策略。

事實(shí)上，這個(gè)游戲的邏輯比我想象的要復(fù)雜一些。比如說，防止一些無意義的輸入影響游戲運(yùn)行，處理收成、鼠害、瘟疫的隨機(jī)化，判斷什么時(shí)候該結(jié)束游戲，結(jié)束游戲后怎么對(duì)玩家的表現(xiàn)做出評(píng)價(jià)，等等。

課程進(jìn)行到第二周，隨著講課的重心漸漸向理論轉(zhuǎn)移，老師布置了一個(gè)叫做“Tower Blaster”的作業(yè)。這份作業(yè)要求和一個(gè)伙伴完成，搭檔是由助教結(jié)合每個(gè)人的特點(diǎn)匹配的。這也是一個(gè)游戲，每一個(gè)方塊上都寫有一個(gè)數(shù)字，玩家要嘗試用隨機(jī)生成的方塊替換自己塔里的方塊，先于敵人使得自己塔上的數(shù)字單調(diào)遞增。這個(gè)游戲最有意思的地方在于策略。我和我的伙伴一起研究出了一個(gè)基礎(chǔ)策略，并對(duì)它進(jìn)行優(yōu)化。最后，我們還嘗試讓兩個(gè)AI對(duì)抗進(jìn)行游戲，并統(tǒng)計(jì)它們的輸贏情況。在這個(gè)過程中，我感性地體會(huì)到了計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)速度：十萬局游戲，在大約三秒鐘的時(shí)間內(nèi)就可以完成。

第三周的Final Project，我自己組建團(tuán)隊(duì)，受啟發(fā)于Terraria（泰拉瑞亞，一款有名的2D沙盒游戲），制作了一個(gè)生存游戲。實(shí)際上，這一周才是課程的精髓，也是整個(gè)Program最累的一周。剛開始的過程也非常不順利，首先是一個(gè)又一個(gè)的Bug，再往后是程序?qū)崿F(xiàn)邏輯的問題：比如怎么檢測(cè)碰撞、怎么生成怪物等等。還有的時(shí)候，我為自己的程序中類和對(duì)象該怎么設(shè)計(jì)絞盡腦汁，連從食堂回宿舍的路上都在想怎么制作劍和方塊。一周時(shí)間，我們寫出了約1000行代碼的程序，并在Final Presentation那一天進(jìn)行了展示。

Final Presentation形式上類似于一個(gè)Fair，沒有固定的Lecturer和Audience。每一個(gè)人都有一個(gè)“攤位”用來展示自己的電腦程序。當(dāng)然，隨時(shí)可以去另一個(gè)攤位看或者玩別人的游戲。

我印象中還有人做出了簡(jiǎn)易版Minecraft（我的世界，3D沙盒游戲，前文所提Terraria的鼻祖），還有超級(jí)馬里奧和Flappy Bird。雖然我個(gè)人感覺他們的程序?qū)崿F(xiàn)的功能沒有我們的多，但是從這個(gè)夏校的意義來看，寫游戲是為了通過一種自己最喜歡的方式，體驗(yàn)像計(jì)算機(jī)科學(xué)家一樣思考的方法。從“鼓勵(lì)”的角度出發(fā)，教授對(duì)于每一個(gè)游戲的評(píng)價(jià)都非常高，都指出了里面非常值得肯定的地方。

三、課外活動(dòng)

ESAP的課外活動(dòng)相當(dāng)豐富且有趣。第一天的Ice Breaker就讓我耳目一新：教室中所有人要按照年齡從大到小的順序站成一隊(duì)。這個(gè)活動(dòng)不僅能夠促進(jìn)同學(xué)們的交流，還可以引入“排序算法”的話題。最后，教授問我們都用了哪些排序方法，有同學(xué)提出讓2001年、2002年、2003年出生的人分別站在一起，這便是“桶排序”；有同學(xué)提出“向前走，直到遇到第一個(gè)比我大的人“的做法，這便是“插入排序”。

第三天還有一個(gè)刺激的“Electricity”游戲。玩法大概是所有人分成兩隊(duì)，左手牽著前面的人的右手，右手牽著后面的人的左手，當(dāng)助教給出信號(hào)的時(shí)候，第一個(gè)人要捏下一個(gè)人的手。對(duì)于中間的人，如果前一個(gè)人捏了自己的左手，自己要用右手馬上捏下一個(gè)人的左手。這樣相當(dāng)于兩條“電線”傳遞一個(gè)信號(hào)。當(dāng)最后一個(gè)人的手被捏的時(shí)候，要趕緊把地上的一個(gè)瓶子撿起來。這個(gè)游戲最有意思是信號(hào)傳輸?shù)臅r(shí)間往往會(huì)比想象的要久（總時(shí)長(zhǎng)往往要好幾秒），而且有的時(shí)候還會(huì)有人在沒收到信號(hào)的情況下捏手，導(dǎo)致瓶子無故被搶走。

至于日常的在Lounge吃零食、看電影、下棋打牌等等活動(dòng)，也能很好地促進(jìn)同學(xué)之間的友誼。不過我經(jīng)常做的事就是和同學(xué)們?cè)诰W(wǎng)上玩你畫我猜（捂臉）。

關(guān)于CS的Field Trip，盡管頻率大約只有一周一次，但每一次都給我留下了很深刻的印象。第一周周末去了Six Flags，有世界上最高的過山車京達(dá)卡（不敢坐），一下午的時(shí)間，我竟然滿足于坐小過山車 +?用右手原則走鏡子迷宮 +?尋找所有的紀(jì)念幣鑄造機(jī)。我拍了京達(dá)卡的照片，從此也算是一個(gè)見過世界最高過山車的人了。

第二周周中去了一次首都。首先參觀了教授以前工作的地方（Applied?Predictive?Technologies，現(xiàn)在屬于Mastercard），里面的工作人員講解了他們使用的預(yù)測(cè)技術(shù)，還給我們出智力游戲來解。我最喜歡APT的一點(diǎn)是它在細(xì)節(jié)方面的新穎。比如說，為了激勵(lì)員工的斗志，公司用類似于霍格沃茨分學(xué)院的方式分了五個(gè)“學(xué)院”。接下來，就是做和旅游團(tuán)非常類似的事情：逛航空航天博物館、去美國(guó)黑人歷史博物館、等等。由于路遙車塞，回到費(fèi)城的時(shí)候都已經(jīng)差不多22:30了，于是教授把第二天上課推遲了一個(gè)小時(shí)（睡眠 +1h）。

四、日 常

賓大的食堂，我們常去的有兩所：Hill和Houston。Hill的優(yōu)點(diǎn)是便宜、管飽，缺點(diǎn)是每天不變樣（每天早上固定的炒蛋+香腸+土豆）。Houston的優(yōu)點(diǎn)是樣式多（壽司、披薩、通心粉等等），缺點(diǎn)是排隊(duì)的人一般很多，還有幾率找不到座位。

宿舍相當(dāng)舒適，是一人一個(gè)小房間的Suite，有冰箱和電磁爐，房間非常寬敞，但晚上外面有點(diǎn)亮（我曾經(jīng)在朋友圈配上窗外夜景然后呼吁：Let there be dark）。

百貨超市離宿舍約200米，基本上需要的東西都可以在那里買到（大箱的瓶裝水特別便宜）。附近有星巴克以及各種地方餐廳（似乎有兩三家中國(guó)餐廳），只要在界內(nèi)（非常寬，左右橫跨七八條街），就能去吃。

賓大的健身房，設(shè)施齊全（兩層樓，一層有氧一層力量），跑步機(jī)上可看視頻（國(guó)內(nèi)大多數(shù)做不到）。當(dāng)然，里面有相當(dāng)多的硬核健身者。

美中不足的地方，可能就是教室和食堂離宿舍比較遠(yuǎn)吧，印象中走路要至少二十分鐘。Bookstore的位置也不是很友好，也要走十幾分鐘。一句忠告：不要Move-out之后再去Bookstore。我當(dāng)時(shí)沒安排好，急急忙忙跑到了Bookstore買了點(diǎn)東西就走了。

五、感 悟

對(duì)于ESAP，我的感觸頗深，不能在這篇文章里說盡，只能挑幾點(diǎn)略作展開。

首先，Pair Programming的機(jī)制非常符合未來發(fā)展趨勢(shì)。未來軟件開發(fā)業(yè)的工作將非常強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)合作，而在ESAP上，學(xué)生們也要兩人搭檔，共同完成一份程序。實(shí)現(xiàn)Tower Blaster的時(shí)候，我和一位美國(guó)本土的高中生分到了一組。于我而言，分組給我?guī)淼淖畲笫找媸亲屛业乃悸纷兊酶忧逦Ｒ婚_始，我會(huì)和他一起寫偽代碼。而且，當(dāng)我想要實(shí)現(xiàn)一個(gè)功能的時(shí)候，我會(huì)一步一步地把它描述給我的伙伴聽，他也會(huì)提出有益的建議。程序員界有一種“小黃鴨調(diào)試法”，即通過把自己實(shí)現(xiàn)這個(gè)算法的邏輯講給一只玩具小黃鴨聽來幫助調(diào)試程序，而這種方法和Pair Programming有異曲同工之妙。

其次，通過這次夏校，我對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)的意義有了更深入的理解。國(guó)內(nèi)的許多孩子學(xué)習(xí)信息學(xué)奧賽也許是為了保送名校，他們中間許多人對(duì)專業(yè)知識(shí)的掌握非常牢固，能夠把許多大學(xué)生都“了解即可”的知識(shí)爛熟于心。但是他們并不一定會(huì)像ESAP中的學(xué)生一樣去思考計(jì)算機(jī)能給他們帶來什么。

在ESAP中，許多學(xué)生之前甚至沒有接觸過計(jì)算機(jī)編程，但是他們清楚自己想拿計(jì)算機(jī)去做什么，也更關(guān)注當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的趨勢(shì)。我記得在Final Project的展示中，有一組女生用網(wǎng)絡(luò)爬蟲做出了一個(gè)地區(qū)強(qiáng)奸發(fā)生率的查詢系統(tǒng)。盡管這個(gè)項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)起來幾乎沒有邏輯上的難度，但是卻有很大的社會(huì)意義。這也恰恰印證了廣為流傳的這一說法：“我們以前學(xué)習(xí)英文，不是為了成為翻譯官；我們以前學(xué)習(xí)打字，不是為了成為打字員；我們現(xiàn)在學(xué)習(xí)編程，同樣也不是為了成為程序員。”

希望我能有一天從俯視的角度看待信息學(xué)奧賽，看清它對(duì)我人生的價(jià)值。

以上就是關(guān)于【計(jì)算機(jī)夏校之旅】的解答，如需了解學(xué)校/賽事/課程動(dòng)態(tài)，可至翰林教育官網(wǎng)獲取更多信息。

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