編程是所有計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息學(xué)、軟件工程和計(jì)算機(jī)工程專業(yè)的必修課。幾十年來(lái)，這項(xiàng)技能成為了區(qū)分計(jì)算機(jī)專業(yè)的畢業(yè)生與其他學(xué)科的同齡人的關(guān)鍵。我認(rèn)為21世紀(jì)，編程的熟練程度本身既不能代表市場(chǎng)對(duì)計(jì)算機(jī)畢業(yè)生的技術(shù)水平要求，也不能成為有分量的資格證書(shū)。因此，我建議應(yīng)該鼓勵(lì)計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生通過(guò)課程活動(dòng)為開(kāi)源軟件項(xiàng)目貢獻(xiàn)代碼。

我在軟件工程課程中實(shí)踐這種方法已經(jīng)有15年了，向開(kāi)源項(xiàng)目貢獻(xiàn)代碼是必做的作業(yè)。本文中將根據(jù)個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)，說(shuō)明為什么向開(kāi)源項(xiàng)目貢獻(xiàn)代碼能夠體現(xiàn)出學(xué)生對(duì)編程技巧的掌握情況，學(xué)生可以從這些活動(dòng)中學(xué)到什么，如何將向開(kāi)源項(xiàng)目貢獻(xiàn)代碼嵌入到課程中，以及如何幫助學(xué)生完成這份作業(yè)。

　　向開(kāi)源項(xiàng)目貢獻(xiàn)代碼是編程的新概念

　　如今，編程只是軟件開(kāi)發(fā)人員必須掌握技能之一。出現(xiàn)這種情況的原因有兩個(gè)：

　　首先，編程實(shí)踐的發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了Fred Brooks于20世紀(jì)70年代推廣的首席程序員模型，系統(tǒng)的規(guī)模擴(kuò)大了幾個(gè)數(shù)量級(jí)、工具更加先進(jìn)、流程的自動(dòng)化也得到了普及，還有團(tuán)隊(duì)合作、工作流程以及管理的日益復(fù)雜化。

　　其次，行業(yè)最佳實(shí)踐與大型成功的開(kāi)源軟件項(xiàng)目所遵循的實(shí)踐已經(jīng)趨同。各個(gè)企業(yè)都吸收并貢獻(xiàn)了許多開(kāi)源開(kāi)發(fā)實(shí)踐。因此，相應(yīng)的知識(shí)和技術(shù)力在志愿者項(xiàng)目與企業(yè)項(xiàng)目之間是通用的。

　　因此，我們的教學(xué)必須從課程的教育實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嶋H的組織環(huán)境。學(xué)生可以通過(guò)為開(kāi)源項(xiàng)目做貢獻(xiàn)，在實(shí)踐中獲得了廣泛的技能、知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，使他們成長(zhǎng)為全面發(fā)展的現(xiàn)代開(kāi)發(fā)人員，而不是好萊塢影片中的獨(dú)狼程序員。傳統(tǒng)的編程作業(yè)最難獲得的技能是以下社交與組織能力：

　　熟悉背景：了解項(xiàng)目范圍、使命、合作開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)以及新的領(lǐng)導(dǎo)形式下實(shí)際的開(kāi)發(fā)工作狀況；

　　與項(xiàng)目的全球及多元化社區(qū)互動(dòng)；

　　協(xié)商功能的請(qǐng)求、要求以及實(shí)現(xiàn)方法；

　　處理溝通問(wèn)題，例如無(wú)人響應(yīng)，這在志愿者運(yùn)營(yíng)的項(xiàng)目中很常見(jiàn)；

　　通過(guò)問(wèn)題分類和發(fā)布計(jì)劃等實(shí)踐，認(rèn)識(shí)作為產(chǎn)品的軟件；

　　接收、討論和處理代碼審查意見(jiàn)。

　　與技術(shù)相關(guān)的學(xué)習(xí)成果包括分析、評(píng)估、應(yīng)用和創(chuàng)建等，具體內(nèi)容如下：

　　瀏覽項(xiàng)目的資產(chǎn)，例如軟件代碼、議題、文檔和拉取請(qǐng)求；

　　快速評(píng)估軟件系統(tǒng)或組件的產(chǎn)品和流程質(zhì)量，這在現(xiàn)代軟件的重用中經(jīng)常需要；

　　配置、構(gòu)建、運(yùn)行和調(diào)試第三方代碼；

　　設(shè)置和運(yùn)行包含不同軟件和硬件要求的軟件密集型系統(tǒng)。我開(kāi)設(shè)的課程中包含手機(jī)、汽車電子、應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)、容器、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和嵌入式設(shè)備；

　　選擇實(shí)際的貢獻(xiàn)目標(biāo)。（學(xué)生往往會(huì)在初期階段高估他們?yōu)轫?xiàng)目做貢獻(xiàn)的能力。）這是敏捷開(kāi)發(fā)沖刺中的一項(xiàng)關(guān)鍵活動(dòng)；

　　閱讀第三方代碼，找出需要添加的功能或修復(fù)的問(wèn)題；

　　通過(guò)添加新功能或修復(fù)錯(cuò)誤來(lái)修改大型第三方系統(tǒng)；

　　編寫(xiě)測(cè)試來(lái)證明自己貢獻(xiàn)的代碼無(wú)論在當(dāng)下還是將來(lái)都能夠按預(yù)期工作；

　　學(xué)習(xí)使用多種編程語(yǔ)言和工具開(kāi)發(fā)的軟件系統(tǒng)。學(xué)生經(jīng)常驚訝地發(fā)現(xiàn)，掌握集成開(kāi)發(fā)環(huán)境 （IDE） 的知識(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足以為項(xiàng)目做貢獻(xiàn)；

　　記錄自己的工作，一般都會(huì)使用聲明式標(biāo)記語(yǔ)言，例如 Markdown 或文檔生成器代碼注釋；

　　遵循復(fù)雜的配置管理（版本控制）工作流程，例如處理問(wèn)題分支和重新提交代碼；

　　通過(guò)預(yù)提交和持續(xù)集成的檢查和測(cè)試。

　　從這些實(shí)踐中獲得的社交經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)經(jīng)驗(yàn)都是現(xiàn)代辦公環(huán)境所必須的，這些超出了ACM/IEEE 提出的軟件工程課程大綱。同時(shí)，課程的實(shí)踐也與ACM/IEEE課程大綱中的許多內(nèi)容息息相關(guān)。這主要包括：鍛煉個(gè)人技能，例如批判性判斷、有效溝通和認(rèn)識(shí)到自己的局限；培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)的技能；了解解決軟件工程問(wèn)題的多個(gè)維度；使用適當(dāng)?shù)淖钚鹿ぞ撸唤F(xiàn)實(shí)世界的基礎(chǔ)；并通過(guò)各種教學(xué)和學(xué)習(xí)方法推進(jìn)教育。

　　在軟件工程課程中嵌入開(kāi)源開(kāi)發(fā)

　　這門(mén)把“向開(kāi)源軟件做貢獻(xiàn)”作為必做作業(yè)的課程名為“實(shí)踐中的軟件工程”，是大三課程的一部分。（該課程在 2019 年獲得了管理學(xué)院的卓越教學(xué)獎(jiǎng)。）每年我們都會(huì)向20～50名雅典經(jīng)濟(jì)與商業(yè)大學(xué)管理科學(xué)與技術(shù)系軟件和數(shù)據(jù)分析技術(shù)專業(yè)的學(xué)生教授這門(mén)課程。這門(mén)課程也是該大學(xué)信息學(xué)系的推薦選修課。

　　該課程在某種程度上顛覆了傳統(tǒng)的課堂教學(xué)方法，最后的成績(jī)完全由課程作業(yè)決定。向開(kāi)源軟件的貢獻(xiàn)度占總分的50%。學(xué)生可以單獨(dú)或結(jié)對(duì)完成作業(yè)。結(jié)對(duì)的目的是幫助沒(méi)有安全感的學(xué)生，但要求結(jié)對(duì)完成的工作量必須多于個(gè)人，而且貢獻(xiàn)必須來(lái)自個(gè)人的GitHub賬號(hào)。

　　我們根據(jù)學(xué)生提供的在線開(kāi)源項(xiàng)目工作（代碼提交和交互）、他們的最終書(shū)面報(bào)告以及課堂演示來(lái)評(píng)估學(xué)生的表現(xiàn)。一共需要三場(chǎng)演講，分別在第 4 周（描述所選項(xiàng)目）、第 8 周（概述提議的貢獻(xiàn)）和第 14 周（總結(jié)貢獻(xiàn)的實(shí)現(xiàn)）。貢獻(xiàn)的代碼是否被接受并不會(huì)作為作業(yè)的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，但會(huì)得到積極的評(píng)估。其他評(píng)估要素包括，學(xué)生對(duì)自己選擇的項(xiàng)目的理解和文檔、貢獻(xiàn)的廣度、實(shí)現(xiàn)的質(zhì)量、代碼與項(xiàng)目的集成、測(cè)試實(shí)施、與項(xiàng)目開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)的合作、口頭陳述、書(shū)面報(bào)告的質(zhì)量，以及他們?cè)诎姹究刂?、代碼審查、議題管理和文檔等活動(dòng)中使用的工具。

　　理論上，他們可以作弊（通過(guò)復(fù)制項(xiàng)目分支的貢獻(xiàn)等），這可能會(huì)成為一個(gè)問(wèn)題，但我們要求學(xué)生在課堂上展示他們的成果，而且我們會(huì)讓學(xué)生們明白，他們貢獻(xiàn)的代碼會(huì)成為個(gè)人的一項(xiàng)戰(zhàn)績(jī)，而且將來(lái)還會(huì)被潛在雇主的詢問(wèn)，這些措施可以杜絕作弊。

　　成功地向開(kāi)源項(xiàng)目做貢獻(xiàn)

　　剛開(kāi)始接觸這門(mén)課程的時(shí)候，學(xué)生們都懷著惶恐的心情，但在完成后都會(huì)非常高興。為了確保學(xué)生能夠?yàn)殚_(kāi)源項(xiàng)目做出有意義的貢獻(xiàn)，我們需要考慮到他們的經(jīng)驗(yàn)不足與現(xiàn)代開(kāi)源軟件開(kāi)發(fā)的快節(jié)奏與復(fù)雜性。

　　這些年來(lái)，通過(guò)我分配的作業(yè)可以看出，為開(kāi)源項(xiàng)目做貢獻(xiàn)的難度越來(lái)越低。各個(gè)項(xiàng)目變得更具包容性。許多項(xiàng)目簡(jiǎn)化了新手入門(mén)指導(dǎo)，團(tuán)隊(duì)更加多樣化（包括女性領(lǐng)導(dǎo)），公開(kāi)聯(lián)系方式很常見(jiàn)，回復(fù)通常都很有禮貌，而且支持Windows 構(gòu)建（盡管一些學(xué)生采用 Linux 以避免出現(xiàn)故障）。由于拉取請(qǐng)求工作流程中的手動(dòng)控制、持續(xù)集成的廣泛采用、多樣化的代碼檢查機(jī)器人、友好的代碼審查流程以及拉取請(qǐng)求草案的使用，做貢獻(xiàn)的難度已降低。

　　盡管如此，學(xué)生們接觸的開(kāi)源項(xiàng)目環(huán)境與傳統(tǒng)學(xué)術(shù)作業(yè)環(huán)境的體驗(yàn)仍然相去甚遠(yuǎn)。因此，小規(guī)模的貢獻(xiàn)才是比較現(xiàn)實(shí)的目標(biāo)。為了讓這門(mén)課程的作業(yè)發(fā)揮作用，關(guān)鍵在于降低對(duì)學(xué)生所做貢獻(xiàn)度的期望。對(duì)于一個(gè)本科生來(lái)說(shuō)，為開(kāi)源做貢獻(xiàn)的門(mén)檻非常高，即便是向一個(gè)大型項(xiàng)目貢獻(xiàn)20行代碼也是值得慶賀的成就。我們給學(xué)生選擇項(xiàng)目的建議可以總結(jié)如下：

　　選擇一個(gè)有多位活躍貢獻(xiàn)者的項(xiàng)目，這樣就有一個(gè)社區(qū)來(lái)指導(dǎo)并回答你的問(wèn)題。

　　選擇一個(gè)相對(duì)流行的項(xiàng)目（獲得了一些GitHub給星），證明這個(gè)項(xiàng)目提供了有用的功能，并且以相對(duì)合理的方式開(kāi)發(fā)。你應(yīng)該避免上傳到GitHub已久的廢棄論文項(xiàng)目。

　　避免過(guò)于受歡迎的項(xiàng)目，因?yàn)槟愕呢暙I(xiàn)會(huì)被其他競(jìng)爭(zhēng)者、噪音和官僚主義淹沒(méi)。（盡管如此，我們的一些學(xué)生還是參與了轟動(dòng)一時(shí)的項(xiàng)目，例如 Tensorflow 和 Visual Studio Code。）

　　確認(rèn)可以在自己的計(jì)算機(jī)上構(gòu)建和運(yùn)行項(xiàng)目。

　　確保項(xiàng)目定期接受來(lái)自外部的拉取請(qǐng)求，保證自己也有機(jī)會(huì)。

　　嘗試提供一個(gè)簡(jiǎn)單的bug修復(fù)，作為熱身練習(xí)，測(cè)試一下自己是否有能力嚴(yán)格遵守項(xiàng)目的工作流程。

　　查找?guī)в小癎ood first issue”標(biāo)記的議題，這表明該項(xiàng)目對(duì)新貢獻(xiàn)者很友好。

　　至于選擇貢獻(xiàn)怎樣的代碼，則完全由學(xué)生自己決定。他們可以從項(xiàng)目的議題列表中選擇一個(gè)開(kāi)放的任務(wù)，或者提出自己的增強(qiáng)或修復(fù)意見(jiàn)。學(xué)生在與項(xiàng)目的核心團(tuán)隊(duì)互動(dòng)后也會(huì)經(jīng)常改變策略。盡管讓他們自由選擇自己的貢獻(xiàn)似乎讓這個(gè)作業(yè)變得很容易，但我發(fā)現(xiàn)大約一半學(xué)生貢獻(xiàn)的代碼都被采納了。

　　學(xué)生在作業(yè)中面臨的最常見(jiàn)問(wèn)題包括無(wú)法構(gòu)建項(xiàng)目（通常是由于缺乏經(jīng)驗(yàn)和平臺(tái)不兼容），以及項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)缺乏溝通（學(xué)生會(huì)過(guò)分焦慮，認(rèn)為他們貢獻(xiàn)的代碼必須被采納）。另一方面，學(xué)生們最大的快樂(lè)在于，發(fā)現(xiàn)自己的代碼被某個(gè)全世界都在使用的生產(chǎn)軟件所采納。在課程評(píng)估中，學(xué)生都很開(kāi)心，他們表示自己在向開(kāi)源軟件做貢獻(xiàn)的過(guò)程中獲得了許多實(shí)踐技能，同時(shí)也更自信了。