Grundlaget for al programmering er… puslespil.

Hej, Habrovskere!

I denne artikel vil jeg dele mine erfaringer som underviser i programmering i C++ på et teknisk universitets college. Det var en enestående oplevelse i mit liv, som lærte mig meget. Når jeg tænker på interessante fakta fra min fortid, kommer denne episode til at minde mig om det først.
Lad os komme i gang.

Først lidt om mig selv.
I 2016 dimitterede jeg fra universitetet med rødt diplom i specialet "Informationssikkerhed for automatiserede systemer". I løbet af mit studium fik jeg flere gange mulighed for at realisere mit potentiale ved at skrive videnskabelige artikler, deltage i konkurrencer og ansøgninger om legater. I 2015 blev jeg vinder af den landsdækkende konkurrence for unge forskere "UMNIK". I 2016, før jeg afsluttede mit uddannelse, fik jeg et job i en stor organisation i byen som "Specialist i informationssikkerhed, kryptografi og kryptering".
Kort sagt, sådan var det. Man kan forestille sig, at jeg stadig havde en vis forståelse for programmering.

Og så er det 2017. Ph.d.-studier. Jeg blev bedt om at undervise i C++ på college i løbet af et semester, og de lovede mig gode bonuser for at lette byrden for ph.d.-studerende og ikke mere.

Ærligt talt var jeg oprigtigt interesseret i at prøve mig selv i denne rolle.

Første time
September. Første skoleuge. Mine studerende kom til mig. "Den mest ustyrlige gruppe" — som de blev kaldt.
23 personer. "Programmerere".

Som det hør og bør, præsenterede jeg mig selv. Jeg fortalte dem kort om indholdet af afsnittet "Først lidt om mig selv"…
Så begyndte det skrækkelige. Da jeg spurgte "Hvad kan I?", svarede studerende (som vi i fremtiden vil kalde dem), at de kunne lige lidt mere end ingenting (det betød, at nogle af dem vidste, hvordan MS VS så ud, og kunne oprette et "Hello world"-projekt)… Programmerere. Sidste årgang…

Derefter forklarede de detaljeret, "i farver", at de ikke havde lært noget, og at de i det hele taget var skuffede over programmering…

Næsten alle dage indtil den næste undervisning forløb således:


… men dagen før den opstod ideen om at lægge kræfter i at rette op på den nuværende situation i disse unges sind og bevidsthed. Og så "tog Ostap af sted".

Introduktion til programmering
Til næste time bragte jeg… et puslespil.
Ja, ja. Puzzle. "Sådan tæmmer du en drage". Reglerne var enkle. Gruppen blev delt op i 3 hold. Hver gruppe samlede deres del. Nogle — skov, andre — jord, tredje — dragen i midten af billedet. Mens de samlede puslespillet hele parret igennem, fortalte jeg, at at samle et puslespil også er programmering, at programmører ofte bruger andres kode, at hvert projekt har flere forskellige hold, funktioner, moduler…
Langsomt begyndte selv de mest dovne studerende at deltage i processen.
Da jeg var færdig med at indprente ideen om programmering i virksomhedens, processernes og… puslespillets koncepter, var det tid til at fastsætte reglerne for undervisningen.
Til hver lektion skulle hver studerende skrive 10 IT-termer i deres notesbog. Hvilke som helst. Hver havde deres egne. Pointen var, at jeg tog en studerendes notesbog, fandt blandt alle termerne de mest praktiske og spurgte en anden studerende om dem. Når den anden studerende sagde "Jeg har ikke skrevet det begreb ned", blev det ikke straffet (i kraft af sund fornuft), men den studerende skulle skrive "de manglende" begreber (ligesom alle der ikke havde dem) og finde deres betydninger til næste lektion.

Sådan gjorde vi det. Hver lektion begyndte med en hurtig tilfældig udvælgelse af to-tre studerende. Drengene havde entusiasme for denne proces.

Emner for lektionerne
Når man begynder undervisningen, er det meget vigtigt at give de studerende godt litteratur. Efter min mening var den ideelle lærebog:


Engang måtte jeg forsigtigt læse den i armene på Microsoft Visual Studio. Der fik jeg næsten forståelse for programmering fra bunden. Den perfekte mulighed.

Du går beskedent hen til studerende og siger: "For at blive programmører skal I bare læse og prøve alt det, der står i denne bog", og smider bogen på bordet. Det vigtigste er ikke at forvirre bøgerne i din rygsæk…

Før hvert emne måtte jeg selvfølgelig forberede mig grundigt. Læste Lafore og flere interessante kilder fra nettet.
Jeg måtte forklare næsten fra bunden. Og man skulle deduktivt finde ud af, hvor studenterne havde huller i deres grundlæggende viden.
Arrays -> Arbejde med hukommelse (konstruktører) -> Referencer -> Hvordan hukommelse fungerer -> Lagringsenheder -> Hvad er en fysisk lagringsenhed -> Binært datasyn…


En meget udfordrende test af viden om grundlæggende fakta om programmering. Jeg er ikke længere programmør, jeg er historiker!

Og så, se, de historiske slag fortsætter i flere par. En dag kigger sekretæren fra afdelingen ind i vores kontor, ser gruppen og buldrer med øjnene, mens hun stirrer og lukker døren. Som jeg senere fik at vide, var hun chokeret over, at DENNE gruppe sad så stille og lyttede så opmærksomt til mig… Tjah, let.

Laboratoriearbejde
De første anvendelige oplysninger – de første 'labs'. I løbet af semesteret afleverede gruppen 10 laboratoriearbejder. I de første udførte de de enkleste konsolprojekter, a+b, og i de sidste skrev de, selvom det stadig var konsolprogrammer, temmelig interessante applikationer, såsom at beregne værdien af et integral af en vilkårlig funktion ved hjælp af en af de tre metoder – omtrent de samme opgaver som på den afsluttende bedømmelse – kursusarbejdet.

Men tilgangen til modtagelsen ikke var almindelig. Hele mit studieforløb på universitetet stødte jeg på, at det at være klog og at kunne aflevere rapporter ikke var det samme. Det generede mig dybt.

— Venner, jeg har tænkt lidt. Lad os etablere 'begrebsforhold'. Hvis nogen af jer mener, at programmering ikke er nødvendigt for dem – døren er der. Jeg underviser jer gratis. Jeg vil kun se nysgerrige, engagerede og interesserede entusiaster her. Alle andre beder jeg om ikke at spilde vores fælles tid – sagde jeg den første dag, vi modtog laboratoriearbejder. Efter dette stoppede 5 personer straks med at deltage i undervisningen. Det var logisk og forventeligt. Det var muligt at forsøge at gøre noget fornuftigt med de resterende.

— … jeg er ikke interesseret i at se, hvordan nogen har lavet arbejdet for jer, bare for at aflevere. I må ikke være programmører, men I må være mennesker.

Det så sådan ud:

case fremragende

En studerende sætter sig ned for at aflevere arbejdet.
— Lavede du det selv?
— Ja.
— Hvad er det her?
— *svarer korrekt*.
*Jeg spørger om et par flere ting. Svarer korrekt*
— accepteret. Fremragende.

case snakkesalig

— Lavede du det selv?
— Ja.
— Hvad er det her?
— *svarer INCORREKT / svarer ikke*.
*Jeg spørger om et par flere ting. Samme resultat*
— IKKE accepteret. IKKE BESTÅET. Jeg venter på genaflevering.

case dygtig

— Lavede du det selv?
— Ja.
— Hvad er det her?
— *svarer korrekt, men usikkert, famlende*.
*Jeg spørger om et par flere ting. Samme resultat*
— accepteret. Godt.

case jævn 3-tal

— Lavede du det selv?
— Nej.
— Hvorfor?
— Det er svært. Jeg fik hjælp af… *nævner ærligt en studerende fremragende fra gruppen*
— Forstod du det?
— Ja, jeg forstod næsten alt.
— Hvad er det her?
— *svarer korrekt*.
*Jeg spørger om et par ting mere. Han svarer mere eller mindre korrekt, nogle gange helt forkert, selv med 50 procent korrekte og forkerte svar.*
— accepteret. Godt.

Det giver ikke mening at beskrive alle andre tilfælde. Ja, en 'god studerende' kan være utilfreds med, at en 'middelmådig studerende' får samme karakter, ved at udnytte ærligheden. Så afhænger det af humøret. Enten beder jeg den 'gode studerende' om at se på gulvet, for jeg vil 'give et strejf af visdom' nu, og så forklarer jeg essensen af tilgangen, beskriver hvad der har større værdi i livet, og forklarer, at det var meget sværere for 'middelmådig studerende' at bestå end for ham, 'den gode studerende', osv...
… eller som engang, min underviser, tegner jeg en lille tand i kolonnen i dagbogen over for denne utilfredse, og næste gang tilføjer jeg personligt laboratoriearbejdet for ham. Bare sådan. For at ikke 'nedgøre' mine kammerater.

Karakterer
Uddannelsesprocessen, ligesom hele verden, er bogstaveligt talt oversvømmet af priser og karakterer.
Studerende er også mennesker, men 'rammerne', efter min mening, burde være 'rystet' her.
I løbet af semesteret fik alle en bonusopgave. At registrere sig på github.com, uploade et tomt projekt i C++, lave 2 opdateringer, committe dem og pushe dem. For disse handlinger blev der tildelt 15. Ja, ikke 4, ikke 5, men 15. Tre klarede det. Den studerendes psykologiske type var forståelig, men der var et andet tilfælde.
På et tidspunkt blev vores undervisning flyttet, så den blev sidste time, og ovenikøbet var der et par-tidsvindue. Men der kom stadig 15 personer. At forklare et nyt emne i ære af sådan held var ikke noget, jeg ønskede, da vi allerede var godt videre med emnerne + det næste emne var ikke så nemt for de trætte hjerner (mine og de studerendes). Så jeg besluttede at tale om filosofi.

— Jeg erklærer en uset generøsitet. Alle fortæller mig, hvilken karakter de vil have for dagens undervisning.
Alle ville have en 'femmer'.
— Tænk, det er allerede givet, — sagde jeg. Alle blev glade.
Tavshed.
— hvorfor er der ingen der ville have 7-er eller 10-er?
Alle stirrede og begyndte at smile dumt.
— Vil du virkelig sætte den i? I dagbogen?! — lød stemmen fra bageste række.
— Selvfølgelig! — sagde jeg, — jeg erklærer blitz i termer, den der kan svare på mine 10 spørgsmål — får 20 i dagbogen, uden trick, den der ikke svarer — får (minus ti). -10 (minus ti).

«Holdet blev livligt, debatten begyndte», alle havde flittigt fortjente vurderinger. To meldte sig. Med små unøjagtigheder svarede de skiftevis på 10 spørgsmål om stak, kø, konstruktor, destruktor, affaldsindsamler, indkapsling, polymorfi, hash-funktioner…
Hver fik tegnet ind i logbogen 20’ere… men vigtigheden af logbogen og vurderingerne faldt i alles øjne. Nu fortryder jeg, at jeg ikke spurgte, om de ville «dele» deres vurdering med nogen. Jeg tror, de ville have delt... Fra nu af afleverede alle «laboratoriet» med viden og ærlighed.

Fra dette øjeblik opstod der en ny type aflevering af laboratoriet:

case ærligtIkkeHamMenHanForsøgte

— Lavede du det selv?
— Nej.
— Hvorfor?
— Det er svært. Jeg fik hjælp af… *nævner ærligt en studerende fremragende fra gruppen*
— Forstod du det?
— Sergey Nikolaevich, helt ærligt — jeg forstår ingenting, jeg har selv skrevet kommentarer ved siden af hver sætning — det er bare ikke mig, jeg vil være traktorist
— Hvad er det her?
— *læser kommentaren ved siden af sætningen.*
— …
— …
— Hvad er forskellen på BelAZ MTZ og Don 500 og K700?
— ??!.. Den første er en hjultraktor fra Minsk, ofte brugt i lette og mellemstore typer landbrugsproduktion. Den har små hjul foran og store hjul bagpå. Don 500 er primært en høstmaskine, mens K-700 «Kirovets» er en sovjetisk hjultraktor til generelt brug med høj fremkommelighed, trækkraft klasse 5.
— forstået. Godt (!!!).
— Tak, Sergey Nikolaevich!!!

I mit hjemland at tale om traktorer er næsten som at tale om SOLID her.

Geni
Jeg havde en Geni i min gruppe. En student, der var meget forsinket fra første gang og ikke samlede det puslespil, som alle andre gjorde. Så bad jeg ham om at gøre det, som jeg havde planlagt for alle til næste gang - at skrive på et papir om sig selv, hvad han interesserede sig for, og hvad der fangede hans interesse. I resultaterne havde «Geniet» 2-3 linjer: noget i stil med «Jeg søger meningen med livet»…

… Åh Gud, jeg har i min gruppe en, der samtidigt er både den anden Laozi og Kojima …


Til min overraskelse svarede han virkelig strålende på spørgsmål om termerne i de første to timer, men effekten varede ikke længe. «Geniet» stoppede med at komme til timerne og dukkede kun op til afleveringen af det første laboratoriearbejde, som han med succes ikke bestod af objektive grunde. Derefter akkumulerede han, ret logisk, gæld på grund af fravær, som han mente, jeg simpelthen burde godkende ham, så at sige, «broderligt».
At absence of classes + inflated self-esteem contradicting the established principles of attending my lectures. The 'Genius' had only two ways out of the situation — to rehabilitate (the expected path) or to skip classes and hope for a 'three' given by the dean's office to get rid of the slacker.
Well, this is the 'Genius'... it had to be done in a 'genius' way. This young man found nothing better than to write an angry tirade with insults directed at me in the general VK dialogue (where I and all the students of this group were).

Yeah... Disappointment.
What surprised me the most was that, before the completion of the punitive operation by the college administration, he decided to apologize to me. For what? — I honestly don't understand. By that time, I had long been independent of criticism, especially such blatantly foolish criticism. My personality was not affected, but processes — are processes; as a teacher, I couldn't help but report this. It turned out that he had accumulated so many complaints during his studies that this case became the last straw. He was expelled from the last year of vocational school.
Maybe he has been watching me through the scope of a sniper rifle for a long time, but to be honest, I don't care.
Oh, genius, you are so heartless...

Epilog
Personally, my teaching experience has been one of the most educational. It helped me solidify fundamental programming knowledge after studying at the university. I felt confident in my chosen specialty (range of available specializations). It is particularly significant that the 'most disobedient group' developed respect and friendliness towards me — that is priceless. I managed to find a way to their inner innovators, tried to instill reality, not these stereotypical priorities. It’s a pity that we didn't get to the 'puzzles' in coding — when everyone would have to write a part of the code, and, combining all parts into one, we would get a large working program...
I hope that someday each of them will feel this... but for now, below are screenshots of feedback from several students two years later.

It’s too early to draw conclusions about the success of anyone's programming career, as most of this group is currently studying at a university. Time will tell.

I hope the article was helpful. Thank you for your attention!
Ønsker jer alle kreative succeser og et positivt humør, kollegaer!

Kilde: habr.com