探尋從“信息學(xué)競(jìng)賽學(xué)習(xí)”到“核心素養(yǎng)培養(yǎng)”的有效路徑

摘 要：信息學(xué)奧林匹克競(jìng)賽由中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)創(chuàng)辦于1984年，是面向那些在中學(xué)階段學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)科學(xué)知識(shí)的學(xué)生競(jìng)賽，與數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)和生物并稱為“五大學(xué)科競(jìng)賽”之一。筆者根據(jù)學(xué)校、課程和學(xué)生特點(diǎn)，嘗試在生源中等的普通中學(xué)開展信息學(xué)學(xué)科競(jìng)賽培養(yǎng)，探索出一條通過學(xué)科競(jìng)賽學(xué)習(xí)，促使學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)的有效路徑。

關(guān)鍵詞：信息學(xué)奧林匹克競(jìng)賽;競(jìng)賽培養(yǎng);核心素養(yǎng)培養(yǎng);有效路徑

信息學(xué)奧林匹克競(jìng)賽，是由中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)于1984年創(chuàng)辦，旨在向那些在中學(xué)階段學(xué)習(xí)的青少年普及計(jì)算機(jī)科學(xué)知識(shí);給學(xué)校的信息技術(shù)教育課程提供動(dòng)力和新的思路;給那些有才華的學(xué)生提供相互交流和學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì);通過競(jìng)賽和相關(guān)的活動(dòng)培養(yǎng)和選拔優(yōu)秀計(jì)算機(jī)人才。

筆者所在學(xué)校是一所生源中等的普通中學(xué)，很多人都認(rèn)為這所中學(xué)的學(xué)生并不具備學(xué)習(xí)信息學(xué)競(jìng)賽知識(shí)的能力，更不要說去參加比賽。然而通過深入的研究和實(shí)踐，我認(rèn)為普通中學(xué)的學(xué)生只要做好規(guī)劃、循序漸進(jìn)，一樣能夠參加信息學(xué)競(jìng)賽，而且信息學(xué)競(jìng)賽的學(xué)習(xí)能夠極大地促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，從而有效地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。

一、 現(xiàn)狀分析

一提到學(xué)科競(jìng)賽，很多人都認(rèn)為這是“天才”學(xué)生的事情，資質(zhì)一般或者學(xué)習(xí)能力不足的學(xué)生根本沒有必要去學(xué)習(xí)。這種思想的背后，其實(shí)是功利思想在作祟，認(rèn)為所有的事情必須要有看得到的“回報(bào)”才值得去做，卻忽視了孩子在學(xué)習(xí)競(jìng)賽知識(shí)過程中的學(xué)科知識(shí)、人文素養(yǎng)和學(xué)習(xí)能力的提升。筆者通過對(duì)比學(xué)科競(jìng)賽大綱和高中信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)內(nèi)涵發(fā)現(xiàn)，學(xué)科競(jìng)賽的學(xué)習(xí)可以極大地促進(jìn)學(xué)生信息技術(shù)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，做到學(xué)科競(jìng)賽、學(xué)科知識(shí)和個(gè)人素養(yǎng)三豐收的效益。

（一）全國(guó)青少年奧林匹克聯(lián)賽（簡(jiǎn)稱NOIP）分析

1. NOIP對(duì)學(xué)生的能力培養(yǎng)注重五個(gè)方面：想象力和創(chuàng)造力;對(duì)問題的理解和分析能力;數(shù)學(xué)能力和邏輯思維能力;對(duì)客觀問題和主觀思維的口頭和書面表達(dá)能力;人文精神：包括與人的溝通能力，團(tuán)隊(duì)精神與合作能力，恒心和毅力，審美能力等。

2. NOIP競(jìng)賽組織形式：上機(jī)編程。

3. NOIP的知識(shí)歸納：

①計(jì)算機(jī)基本常識(shí)：計(jì)算機(jī)和信息社會(huì)、輸入輸出原理、信息的表示與處理、網(wǎng)絡(luò)基本知識(shí)、計(jì)算機(jī)基本操作等。

②數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：基本數(shù)據(jù)類型、數(shù)組和線性表、隊(duì)列、棧、二叉樹、圖等。

③程序設(shè)計(jì)能力：算法實(shí)現(xiàn)能力、程序調(diào)試能力、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及時(shí)間和空間復(fù)雜度估計(jì)。

④基本算法：初等算法、排序算法、模擬法、分治法、搜索算法和動(dòng)態(tài)規(guī)劃等。

（二）高中信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)及學(xué)科關(guān)鍵能力分析

1. 信息意識(shí)：能夠根據(jù)解決問題的需要，自覺、主動(dòng)地尋求恰當(dāng)?shù)姆绞将@取與處理信息的能力。敏銳感覺到信息的變化，分析數(shù)據(jù)中所承載的信息，采用有效策略對(duì)信息來源的可靠性、內(nèi)容的準(zhǔn)確性、指向的目的性做出合理判斷的能力。

2. 計(jì)算思維：在信息活動(dòng)中，能夠采用計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的思想方法界定問題、抽象特征、建立結(jié)構(gòu)模型、合理組織數(shù)據(jù)的能力。通過判斷、分析與綜合各種信息資源，運(yùn)用合理的算法形成解決問題方案的能力。總結(jié)利用計(jì)算機(jī)解決問題的過程與方法，并遷移到與之相關(guān)的其他問題解決中的能力。

3. 數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新：具備數(shù)字化學(xué)習(xí)系統(tǒng)、學(xué)習(xí)資源與學(xué)習(xí)工具的操作應(yīng)用的能力。在數(shù)字化環(huán)境中開展自主學(xué)習(xí)、協(xié)同工作、知識(shí)分享與創(chuàng)新創(chuàng)造的能力。

4. 信息社會(huì)責(zé)任：具有一定的信息安全意識(shí)與防護(hù)能力。對(duì)于信息技術(shù)創(chuàng)新所產(chǎn)生的新觀念和新事物，具有積極學(xué)習(xí)的態(tài)度、理性判斷和負(fù)責(zé)行動(dòng)的能力。

從知識(shí)維度來看，NOIP要求學(xué)生理解計(jì)算機(jī)基本原理，掌握從問題分析到模型設(shè)計(jì)，再到程序?qū)崿F(xiàn)，而這個(gè)過程恰好培養(yǎng)了學(xué)生的信息意識(shí)、計(jì)算思維和數(shù)字化與創(chuàng)新的能力。從能力維度看，NOIP所涵蓋的五個(gè)方面的能力也高度契合了核心素養(yǎng)中強(qiáng)調(diào)的意識(shí)、思維、創(chuàng)新與責(zé)任。通過分析不難看出，信息學(xué)競(jìng)賽的學(xué)習(xí)無(wú)疑能夠極大地促進(jìn)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

二、 信息學(xué)競(jìng)賽學(xué)習(xí)與核心素養(yǎng)培養(yǎng)的路徑設(shè)計(jì)

雖然信息學(xué)競(jìng)賽與信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)有千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系，但是畢竟競(jìng)賽的學(xué)習(xí)與學(xué)科知識(shí)的學(xué)習(xí)還是存在著很大的不同點(diǎn)，筆者結(jié)合所在學(xué)校的整體課程設(shè)置與教學(xué)安排，將信息學(xué)競(jìng)賽學(xué)習(xí)分成四個(gè)階段，具體如下圖：

結(jié)合這五個(gè)階段，分別從教學(xué)組織形式、學(xué)習(xí)方式和核心素養(yǎng)指向三個(gè)維度進(jìn)行路徑設(shè)計(jì)，以期達(dá)到信息學(xué)競(jìng)賽學(xué)習(xí)與核心素養(yǎng)培養(yǎng)齊頭并進(jìn)的效果。

階段1：知識(shí)入門階段

對(duì)于普通中學(xué)的學(xué)生，信息學(xué)競(jìng)賽的知識(shí)在高中階段以前幾乎沒有接觸，因此要從零起點(diǎn)開始學(xué)習(xí)，這個(gè)階段適宜采用固定授課的教學(xué)組織形式開展，同時(shí)這個(gè)階段學(xué)生其他課程的教學(xué)普遍也以基礎(chǔ)知識(shí)為主，課程教學(xué)也大多是重課堂教學(xué)輔課后練習(xí)的方式。

教學(xué)組織形式：綜合考慮學(xué)校組織后，筆者將教學(xué)組織形式固定為每周二、四兩個(gè)晚自修進(jìn)行語(yǔ)言基礎(chǔ)知識(shí)的教學(xué)，每周五下午最后一節(jié)課為固定的練習(xí)課。

學(xué)習(xí)方式：此階段學(xué)習(xí)以語(yǔ)言基礎(chǔ)學(xué)習(xí)為主，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生基本的編程意識(shí)，嘗試從文化課固有的學(xué)習(xí)模式往自主探究、自主思考的學(xué)習(xí)模式轉(zhuǎn)化。

核心素養(yǎng)指向：通過編程語(yǔ)言的學(xué)習(xí)和基礎(chǔ)問題的解決，幫助學(xué)生形成一定的信息意識(shí)，培養(yǎng)計(jì)算思維的初步形態(tài);通過在線評(píng)測(cè)平臺(tái)的練習(xí)，自主探究式的學(xué)習(xí)，鞏固信息意識(shí)和計(jì)算思維，并讓學(xué)生初步形成數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新的能力。

階段2：算法能力培養(yǎng)階段

學(xué)生通過一個(gè)學(xué)期的基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)，已經(jīng)具備了一定的語(yǔ)言基礎(chǔ)，同時(shí)結(jié)合學(xué)生在這個(gè)時(shí)期的學(xué)習(xí)壓力，將教學(xué)組織改為每周一節(jié)算法探究課和兩節(jié)編程實(shí)踐課。基礎(chǔ)知識(shí)鞏固的同時(shí)，將教學(xué)方式轉(zhuǎn)到問題討論、項(xiàng)目學(xué)習(xí)。

教學(xué)組織形式：每周三次課，周二算法專題教學(xué)，周四算法練習(xí)課，周五說題討論課。

學(xué)習(xí)方式：此階段的學(xué)習(xí)從基礎(chǔ)語(yǔ)法學(xué)習(xí)過渡到算法思維學(xué)習(xí)，除了算法原理的學(xué)習(xí)和題目練習(xí)之外，增加了交流討論的學(xué)習(xí)方式。

核心素養(yǎng)指向：通過算法思維的學(xué)習(xí)，深化學(xué)生信息意識(shí)和計(jì)算思維能力的運(yùn)用;通過交流不同算法的解決方法，拓展學(xué)生的思維方式，培養(yǎng)創(chuàng)新式解決問題的意識(shí)，形成協(xié)同工作、知識(shí)分享與創(chuàng)新創(chuàng)造的能力。

階段3：算法提高階段

學(xué)生進(jìn)入高二年級(jí)時(shí)基本完成基礎(chǔ)算法知識(shí)的學(xué)習(xí)，同時(shí)文化課的學(xué)習(xí)也從所有學(xué)考科目同步學(xué)習(xí)的階段，過渡到帶有個(gè)人興趣傾向的選考科目學(xué)習(xí)階段。學(xué)校課程設(shè)置和排課上也根據(jù)學(xué)生選考科目進(jìn)行安排，學(xué)生文化課的學(xué)習(xí)壓力減少，自主支配的學(xué)習(xí)時(shí)間增加。這一階段的學(xué)習(xí)，除了保持原有算法的深入探究之外，增加模擬比賽時(shí)間。通過限時(shí)解決問題的模擬賽，來訓(xùn)練和提高學(xué)生的個(gè)人素養(yǎng)。

教學(xué)組織形式：每周兩次課+模擬賽1次，周二算法專題學(xué)習(xí)，兩節(jié)自習(xí)課+周四晚自修1次模擬賽，周五下午模擬賽解題方法交流。

學(xué)習(xí)方式：算法模型深化學(xué)習(xí)，模擬賽訓(xùn)練，解題思路交流和討論。

核心素養(yǎng)指向：通過模擬賽的訓(xùn)練，提高學(xué)生問題閱讀、模型構(gòu)建和算法設(shè)計(jì)能力;通過綜合性問題的求解和分析，明顯提高學(xué)生的信息意識(shí)和計(jì)算思維能力的水平，同時(shí)數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，在這個(gè)階段得到淋漓盡致的體現(xiàn)。

階段4：素養(yǎng)升華階段

學(xué)生通過一個(gè)學(xué)期的模擬賽訓(xùn)練，已經(jīng)完全熟悉和掌握了獨(dú)立解決問題的能力，學(xué)生的程序設(shè)計(jì)基本能力已經(jīng)形成，這個(gè)階段要從做題過渡到說題、從說題過渡到出題、從出題過渡到講題，每一步的轉(zhuǎn)變都標(biāo)志著學(xué)生個(gè)人素養(yǎng)的進(jìn)一步提高。

教學(xué)組織形式：從教師上課過渡到學(xué)生上課，程度高的學(xué)生給同年級(jí)的學(xué)生出題、講題，程度中等的學(xué)生可以嘗試給低年級(jí)的學(xué)生上課;保持一周一次模擬賽。

學(xué)習(xí)方式：相互出題，出題人講題，解題人交流解題思路。

核心素養(yǎng)指向：信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新和信息社會(huì)責(zé)任這四個(gè)維度的素養(yǎng)，在這個(gè)階段的學(xué)習(xí)過程中得到了融合，學(xué)生個(gè)人的信息技術(shù)核心素養(yǎng)進(jìn)入了升華階段;通過這個(gè)階段的學(xué)習(xí)，學(xué)生無(wú)論是從知識(shí)層面還是個(gè)人素質(zhì)素養(yǎng)層面，與沒有接受過競(jìng)賽訓(xùn)練的學(xué)生相比有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。

階段5：比賽準(zhǔn)備階段

此階段學(xué)生已經(jīng)進(jìn)入高三，但是還沒有馬上面臨高考，在最初的兩個(gè)月里面完成比賽，然后結(jié)束整個(gè)高中的競(jìng)賽學(xué)習(xí)生活。

三、 學(xué)科競(jìng)賽培養(yǎng)成效與核心素養(yǎng)落地實(shí)效

學(xué)生通過競(jìng)賽的學(xué)習(xí)，加深了學(xué)科知識(shí)的深度，拓寬了思維方式，提高了個(gè)人素養(yǎng)。無(wú)論是競(jìng)賽成績(jī)、信息學(xué)科高考成績(jī)還是其他文化課成績(jī)均有明顯的提高。

（一）競(jìng)賽成績(jī)

筆者所在的學(xué)校在2015年之前，從未有學(xué)生在地市級(jí)信息學(xué)奧賽的比賽中有成績(jī)，通過1年半的探究和實(shí)踐實(shí)現(xiàn)了零的突破。截至目前縣市級(jí)獲獎(jiǎng)30余人次，地市級(jí)信息學(xué)奧賽獲獎(jiǎng)8人次，其中有兩位學(xué)生在最近1次奧賽中以2分之差未能進(jìn)入浙江省復(fù)賽。雖然稍有遺憾，但是也有力地證明了普通中學(xué)的學(xué)生也能夠具備信息學(xué)奧賽所要求的競(jìng)賽能力，并且通過有效的學(xué)習(xí)規(guī)劃能夠具備對(duì)省級(jí)奧賽獎(jiǎng)項(xiàng)沖擊的能力。

（二）信息學(xué)科高考成績(jī)

浙江省的新高考實(shí)行“七選三”模式，技術(shù)學(xué)科是“七選三”科目之一。本屆高三一共4位學(xué)生參與信息學(xué)奧賽學(xué)習(xí)，在第一次選考中2人94分、1人88分、1人85分，平均90.5分，而其他選考學(xué)生技術(shù)學(xué)科的平均分為70分，競(jìng)賽學(xué)生選考技術(shù)的優(yōu)勢(shì)巨大。

高二一共8位學(xué)生學(xué)習(xí)信息學(xué)奧賽，高二第一個(gè)學(xué)期期末考試技術(shù)學(xué)科平均賦分89分，其他選考學(xué)生技術(shù)學(xué)科的平均賦分為74分，優(yōu)勢(shì)同樣明顯。

（三）學(xué)生綜合素質(zhì)和能力提升顯著

高三的四位學(xué)生已經(jīng)完成了整個(gè)競(jìng)賽學(xué)習(xí)過程，不但提高了技術(shù)學(xué)科的成績(jī)，其他學(xué)科的學(xué)習(xí)也得到了顯著的促進(jìn)。四位學(xué)生整個(gè)高中階段的學(xué)習(xí)總體成績(jī)呈現(xiàn)了明顯的上升趨勢(shì)：

表中的名次指的是學(xué)生所有科目在全年級(jí)的排名。

四位學(xué)生對(duì)比高三上學(xué)期期末成績(jī)與高二上期末成績(jī)，均有大幅度的提高，證明了競(jìng)賽的學(xué)習(xí)不會(huì)影響文化課的成績(jī)，相反通過競(jìng)賽學(xué)習(xí)培養(yǎng)了學(xué)生的個(gè)人素養(yǎng)，進(jìn)而促進(jìn)了學(xué)生在其他科目上的學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)成績(jī)。

四、 總結(jié)

綜上所述，信息學(xué)奧賽并不是“聰明人”的游戲，而是“讓人聰明”的游戲，信息學(xué)奧賽不僅是頂尖學(xué)生的表演舞臺(tái)，同樣也是普通學(xué)生提升個(gè)人素質(zhì)素養(yǎng)的有效途徑。我們對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)不能僅僅關(guān)注在考試分?jǐn)?shù)上，更應(yīng)該從學(xué)生的基本素質(zhì)出發(fā)、從學(xué)科的核心素養(yǎng)出發(fā)。通過有效的規(guī)劃、合理的安排與循序漸進(jìn)式的學(xué)習(xí)，我們就可以走出一條從“信息學(xué)競(jìng)賽學(xué)習(xí)”到“核心素養(yǎng)培養(yǎng)”的有效路徑。

參考文獻(xiàn)：

[1]全國(guó)青少年信息學(xué)奧林匹克競(jìng)賽官網(wǎng).

[2]李峰，柳瑞雪，任友群.確立核心素養(yǎng)、培養(yǎng)關(guān)鍵能力——高中信息技術(shù)學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)修訂的再思考[J].全球教育展望，2018（1）.

作者簡(jiǎn)介：張霖，浙江省義烏市，浙江省義烏市教育研修院。