思路決定一切
——信息學奧賽創新人才培養的有效突破口

章偉

（南京市玄武區教師進修學校，江蘇南京 210016）

思路決定一切
——信息學奧賽創新人才培養的有效突破口

章偉

（南京市玄武區教師進修學校，江蘇南京 210016）

創新思維是信息學、信息學競賽中的重要思維品質，信息學奧賽有力地推動了青少年創新思維的提高，而創新思維是創新人才必須具備的重要素質。文章詳細闡述了在信息學培訓過程中，如何加強學員以解題思路為突破口的培訓來實現創新人才的培養。

信息學；創新思維

信息學奧林匹克競賽是我國規模最大和影響最深的信息學競賽，其獨特的競賽內容、試題形式及教育價值促進了我國信息學的普及和信息學教育的改革。創新思維是信息學、信息學競賽中的重要思維品質，信息學奧賽有力地推動了青少年創新思維的提高，而創新思維是創新人才必須具備的重要素質。

玄武區教師進修學校自2005年被南京市教研室授予 “南京市中小學計算機活動中心培訓基地”以后，每年都有近400名來自全市各校的小學生參加培訓，培訓基地每年都承擔南京市參加江蘇省信息學夏令營的集訓任務，截至2011年，南京市已經連續7次奪得江蘇省小學生 “信息與未來”夏令營活動團體冠軍。在本培訓基地參加培訓的教師既是信息技術課堂教學的骨干教師，也是信息學奧賽的骨干教練員，他們在信息學奧賽的啟蒙培訓 （主要指小學四、五年級學生信息學培訓）方面取得了卓越的成績，為信息學奧賽人才的早期培養打下了堅實的基礎。

一、信息學奧賽培訓的特點

全體教練員在培訓過程中不斷探究適合在青少年信息學啟蒙培訓中有助于創新思維發展的教學技巧、教學方法、教學經驗及教育規律，經過多年的研究與總結，逐步理出一條 “思路決定一切”的信息學奧賽培訓的核心理念與方法，也正是信息學奧賽培訓的以下三個特點決定了這一核心理念與方法。

1.培訓內容多、難度大

僅以NOIP復賽為例，難度上超過了現行的大學程序設計教材中的所有例題和習題的難度，而且其中有相當一部分題目是新編的，是在任何參考書上都找不到的，它還包括了大量《組合數學》、《離散數學》中的思想，并且對學生的語文、物理等學科有很高的要求。吳文虎先生曾在一次座談會上指出：“國際計算機奧賽（IOI）的題目非常難，不經過正規訓練，這些題目研究生也未必做得出來。”這一點天津師范大學計算機與信息工程學院的李學武教授也曾做過實驗，僅有10%的本科生能在比賽時間內做出NOIP復賽中的一半試題。可以看出信息學奧賽培訓的內容非常廣泛，并且難度是相當的大。

信息學奧賽有一定難度，也存在著一定的特殊性。就教材而言種類繁多。在內容上不是單一的計算機語言教學，學生所學知識面廣，涉及許多計算機專業知識。另一方面，學生程序設計水平往往與其數學思維能力密不可分。在解題過程中蘊涵著許多數學方面的知識，數學思維的差異可以從學生算法的優劣性中直接得到反饋。

2.思路嚴謹、方法多

信息學奧賽解題的過程，和其他學科的解題方法最大的不同點在于：①信息學奧賽編程解題，你只需要編寫出解題的方法，至于解題的過程，則由計算機來實現。②其他學科，題目內容一旦確定，答案是唯一的。使用計算機解題，各種可能的特殊情況都要一一考慮到。細致到編程中的每一個字母、符號，都不能出現半點差錯，而且具有嚴格的層次關系、邏輯關系，前后不能倒置。這要求對選手進行周密細致、嚴謹的邏輯思維能力訓練。

3.起點早、相關知識缺乏

信息學奧賽，相對于一個小學生或許早了點，就因為這一個“早”字就決定了它的特點。

首先小學生的知識層面不夠，信息學所要用到的很多數學知識以及英文單詞需要另行教學；其次是小學生的思維能力相對薄弱，對一個程序的理解能力不深，這就決定了教學不能操之過急；再次是小學生自身的控制力小，在當今電腦游戲漫天飛的情況下，不免會心猿意馬。

二、存在問題及解決思路

目前在信息學培訓過程中已經暴露出許多問題，例如大量的背、記程序而不知道程序的含義，上課聽得懂、上機不會寫，一看就會、一做就錯等，都不利于學生創新思維的發展，究其原因，都是學員在信息學培訓過程中遇到問題缺乏“思路”，原因總結如下：①所學知識一知半解；②缺少學習方法，聽課時精力不集中，缺乏思考；③沒有勤學好問、預習和復習的好習慣；④對解題的目的不明確，不會從題目入手尋找關鍵要素和突破口；⑤練習少，不能掌握知識要點。

針對以上突出問題，筆者與教練員們在每周的教研討論會上逐步達成了以激發學員解題思路為突破口的培訓方式。

清晰的思路能快速提升解題能力。很多學生認為，做題純粹是“跟著感覺走，緊抓住夢的手”，做時憑直覺，做完憑運氣，“文無定法”。由于對知識點不熟悉、認識不深刻，導致在解題的時候缺乏思路，往往想當然地寫程序，造成結果偏差很大。

我們已經逐步加強在信息學培訓過程中告訴學生如何用程序的思想去解決實際問題的過程。從一開始授新課起，每一個問題都要讓學生明確地經歷這個過程，即分析問題、設計算法、編寫程序、調試運行、檢測數據，教會學生如何實踐操作這個過程的每一步。這樣，當基本的程序設計語言學完之后，學生就已能熟練地運用這個思想去解決問題了。

解題思路、方法的指導開始于學生學習程序設計的初始階段，這樣有助于養成良好的思維習慣。掌握正確的思維方法，是學生思路清晰、算法正確的保證。

1.養成先寫算法、再編程序的良好習慣

盡管在編程序的初始階段，不用寫算法也能很快編出正確程序，但是，隨著學習的深入，特別是學完選擇結構、循環結構后，待解決的問題會越來越復雜，不寫算法很容易思路模糊，甚至無法思考下去，因此筆者要求學生養成先寫算法，再編程序的良好習慣。

2.嚴格按照自頂向下、逐步求精的原則指導學生設計算法

一個較復雜的問題，總是包括很多項功能要求，某項功能又可分解為若干個子功能，子功能還可能繼續分解下去。如果不按自頂向下、逐步求精的原則設計算法，很容易造成思路上的混亂，出現這樣那樣的錯誤，甚至無法思維下去。

在指導學生設計算法時，我們著重從以下幾步下手：

第一步：總體構思

遇到問題，首先對問題進行全局性分析、決策，找出問題包含的所有功能要求，確定數學模型，構思出程序的總體結構。

第二步：模塊劃分

根據分析、構思的結果，將問題所包含的功能要求細化成各個模塊，每個模塊負責完成一項具體的任務。

第三步：逐步求精

如果每個模塊都能夠寫出相應的語句或程序段去處理，那么問題即告解決；如果有一個或多個模塊還不能寫出具體的程序去處理，那就要進一步將它們分解成更小的模塊，這一分解過程不斷重復，直至所有的模塊都能夠寫出程序為止。

學生掌握了這一設計方法后，思路清晰，能較快、較準確地設計出算法，并且算法結構性強，易讀、易查錯、易修改。

3.指導學生熟練掌握，并能靈活運用多種基本算法

計算機的典型算法很多，最基本、最常用的如“枚舉法”、“遞推法”、“遞歸法”、“歸納法”、“回溯法”、“數字模擬法”等，都要求學生熟練掌握，并能靈活運用。

在培訓過程中，教練員注重向學員灌輸“信息學奧賽有無限的潛力可供挖掘”的思想，使學生懂得信息學奧賽所涉及的問題大多是實際問題，許多是書本上根本接觸不到的，如果想取得好成績就要具備廣博的知識。在輔導中經常找一些具有發散性思維、抽象性思維、邏輯思維、創造性思維的題目讓學員完成，培養學員觸類旁通、舉一反三的能力，杜絕重復性講授，避免題海性、疲勞性、重復性戰術的使用。

信息學奧賽培訓不同于其他學科奧賽培訓的地方就在于它要以信息學作為主要載體。人類科學技術的發展，創造了一個個可以代替人體力勞動的工具，而計算機的發明，創造的則是替代人腦力勞動的機器，對這兩類截然不同的機器掌握和應用必然不同，所以，信息學奧賽培訓與其他學科奧賽培訓既具有很多共性的地方，也有其特殊性的一面，而最為特殊之處在于其對創新的要求。能不能使學生有效地產生形成問題、進入問題、解決問題的意識、習慣和能力，能不能創造性地應答沒有遇到過的挑戰，也是科學教育的基本要求和改革目標。

成功人士與普通人最大的區別在于：思考模式的不同。任何一件事情的背后都有一個正確的過程和方法，更有一個正確的思路。所以，思路決定出路，結果改變人生。我們也希望能在信息學培訓過程中，通過加強“解題思路”的訓練，摸索出一適合信息學奧賽創新人才培養的有效途徑與突破口。

G623.58

A

1673-8454（2012）04-0029-03

（編輯：魯利瑞）