探寻从“信息学竞赛学习”到“核心素养培养”的有效路径

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　　摘 要：信息学奥林匹克竞赛由中国计算机学会创办于1984年，是面向那些在中学阶段学习计算机科学知识的学生竞赛，与数学、物理、化学和生物并称为“五大学科竞赛”之一。笔者根据学校、课程和学生特点，尝试在生源中等的普通中学开展信息学学科竞赛培养，探索出一条通过学科竞赛学习，促使学生核心素养培养的有效路径。
　　关键词：信息学奥林匹克竞赛;竞赛培养;核心素养培养;有效路径
　　
　　信息学奥林匹克竞赛，是由中国计算机学会于1984年创办，旨在向那些在中学阶段学习的青少年普及计算机科学知识;给学校的信息技术教育课程提供动力和新的思路;给那些有才华的学生提供相互交流和学习的机会;通过竞赛和相关的活动培养和选拔优秀计算机人才。
　　笔者所在学校是一所生源中等的普通中学，很多人都认为这所中学的学生并不具备学习信息学竞赛知识的能力，更不要说去参加比赛。然而通过深入的研究和实践，我认为普通中学的学生只要做好规划、循序渐进，一样能够参加信息学竞赛，而且信息学竞赛的学习能够极大地促进学生核心素养的培养，从而有效地提高学生的学习能力。
　　一、 现状分析
　　一提到学科竞赛，很多人都认为这是“天才”学生的事情，资质一般或者学习能力不足的学生根本没有必要去学习。这种思想的背后，其实是功利思想在作祟，认为所有的事情必须要有看得到的“回报”才值得去做，却忽视了孩子在学习竞赛知识过程中的学科知识、人文素养和学习能力的提升。笔者通过对比学科竞赛大纲和高中信息技术学科核心素养内涵发现，学科竞赛的学习可以极大地促进学生信息技术核心素养的培养，做到学科竞赛、学科知识和个人素养三丰收的效益。
　　（一）全国青少年奥林匹克联赛（简称NOIP）分析
　　1. NOIP对学生的能力培养注重五个方面：想象力和创造力;对问题的理解和分析能力;数学能力和逻辑思维能力;对客观问题和主观思维的口头和书面表达能力;人文精神：包括与人的沟通能力，团队精神与合作能力，恒心和毅力，审美能力等。
　　2. NOIP竞赛组织形式：上机编程。
　　3. NOIP的知识归纳：
　　①计算机基本常识：计算机和信息社会、输入输出原理、信息的表示与处理、网络基本知识、计算机基本操作等。
　　②数据结构：基本数据类型、数组和线性表、队列、栈、二叉树、图等。
　　③程序设计能力：算法实现能力、程序调试能力、设计数据及时间和空间复杂度估计。
　　④基本算法：初等算法、排序算法、模拟法、分治法、搜索算法和动态规划等。
　　（二）高中信息技术学科核心素养及学科关键能力分析
　　1. 信息意识：能够根据解决问题的需要，自觉、主动地寻求恰当的方式获取与处理信息的能力。敏锐感觉到信息的变化，分析数据中所承载的信息，采用有效策略对信息来源的可靠性、内容的准确性、指向的目的性做出合理判断的能力。
　　2. 计算思维：在信息活动中，能够采用计算机科学领域的思想方法界定问题、抽象特征、建立结构模型、合理组织数据的能力。通过判断、分析与综合各种信息资源，运用合理的算法形成解决问题方案的能力。总结利用计算机解决问题的过程与方法，并迁移到与之相关的其他问题解决中的能力。
　　3. 数字化学习与创新：具备数字化学习系统、学习资源与学习工具的操作应用的能力。在数字化环境中开展自主学习、协同工作、知识分享与创新创造的能力。
　　4. 信息社会责任：具有一定的信息安全意识与防护能力。对于信息技术创新所产生的新观念和新事物，具有积极学习的态度、理性判断和负责行动的能力。
　　从知识维度来看，NOIP要求学生理解计算机基本原理，掌握从问题分析到模型设计，再到程序实现，而这个过程恰好培养了学生的信息意识、计算思维和数字化与创新的能力。从能力维度看，NOIP所涵蓋的五个方面的能力也高度契合了核心素养中强调的意识、思维、创新与责任。通过分析不难看出，信息学竞赛的学习无疑能够极大地促进学科核心素养的培养。
　　二、 信息学竞赛学习与核心素养培养的路径设计
　　虽然信息学竞赛与信息技术学科核心素养有千丝万缕的联系，但是毕竟竞赛的学习与学科知识的学习还是存在着很大的不同点，笔者结合所在学校的整体课程设置与教学安排，将信息学竞赛学习分成四个阶段，具体如下图：
　　结合这五个阶段，分别从教学组织形式、学习方式和核心素养指向三个维度进行路径设计，以期达到信息学竞赛学习与核心素养培养齐头并进的效果。
　　阶段1：知识入门阶段
　　对于普通中学的学生，信息学竞赛的知识在高中阶段以前几乎没有接触，因此要从零起点开始学习，这个阶段适宜采用固定授课的教学组织形式开展，同时这个阶段学生其他课程的教学普遍也以基础知识为主，课程教学也大多是重课堂教学辅课后练习的方式。
　　教学组织形式：综合考虑学校组织后，笔者将教学组织形式固定为每周二、四两个晚自修进行语言基础知识的教学，每周五下午最后一节课为固定的练习课。
　　学习方式：此阶段学习以语言基础学习为主，重点培养学生基本的编程意识，尝试从文化课固有的学习模式往自主探究、自主思考的学习模式转化。
　　核心素养指向：通过编程语言的学习和基础问题的解决，帮助学生形成一定的信息意识，培养计算思维的初步形态;通过在线评测平台的练习，自主探究式的学习，巩固信息意识和计算思维，并让学生初步形成数字化学习与创新的能力。
　　阶段2：算法能力培养阶段
　　学生通过一个学期的基础知识学习，已经具备了一定的语言基础，同时结合学生在这个时期的学习压力，将教学组织改为每周一节算法探究课和两节编程实践课。基础知识巩固的同时，将教学方式转到问题讨论、项目学习。
　　教学组织形式：每周三次课，周二算法专题教学，周四算法练习课，周五说题讨论课。 　　学习方式：此阶段的学习从基础语法学习过渡到算法思维学习，除了算法原理的学习和题目练习之外，增加了交流讨论的学习方式。
　　核心素养指向：通过算法思维的学习，深化学生信息意识和计算思维能力的运用;通过交流不同算法的解决方法，拓展学生的思维方式，培养创新式解决问题的意识，形成协同工作、知识分享与创新创造的能力。
　　阶段3：算法提高阶段
　　学生进入高二年级时基本完成基础算法知识的学习，同时文化课的学习也从所有学考科目同步学习的阶段，过渡到带有个人兴趣倾向的选考科目学习阶段。学校课程设置和排课上也根据学生选考科目进行安排，学生文化课的学习压力减少，自主支配的学习时间增加。这一阶段的学习，除了保持原有算法的深入探究之外，增加模拟比赛时间。通过限时解决问题的模拟赛，来训练和提高学生的个人素养。
　　教学组织形式：每周两次课+模拟赛1次，周二算法专题学习，两节自习课+周四晚自修1次模拟赛，周五下午模拟赛解题方法交流。
　　学习方式：算法模型深化学习，模拟赛训练，解题思路交流和讨论。
　　核心素养指向：通过模拟赛的训练，提高学生问题阅读、模型构建和算法设计能力;通过综合性问题的求解和分析，明显提高学生的信息意识和计算思维能力的水平，同时数字化学习与创新能力的培养，在这个阶段得到淋漓尽致的体现。
　　阶段4：素养升华阶段
　　学生通过一个学期的模拟赛训练，已经完全熟悉和掌握了独立解决问题的能力，学生的程序设计基本能力已经形成，这个阶段要从做题过渡到说题、从说题过渡到出题、从出题过渡到讲题，每一步的转变都标志着学生个人素养的进一步提高。
　　教学组织形式：从教师上课过渡到学生上课，程度高的学生给同年级的学生出题、讲题，程度中等的学生可以尝试给低年级的学生上课;保持一周一次模拟赛。
　　学习方式：相互出题，出题人讲题，解题人交流解题思路。
　　核心素养指向：信息意识、计算思维、数字化学习与创新和信息社会责任这四个维度的素养，在这个阶段的学习过程中得到了融合，学生个人的信息技术核心素养进入了升华阶段;通过这个阶段的学习，学生无论是从知识层面还是个人素质素养层面，与没有接受过竞赛训练的学生相比有绝对的优势。
　　阶段5：比赛准备阶段
　　此阶段学生已经进入高三，但是还没有马上面临高考，在最初的两个月里面完成比赛，然后结束整个高中的竞赛学习生活。
　　三、 学科竞赛培养成效与核心素养落地实效
　　學生通过竞赛的学习，加深了学科知识的深度，拓宽了思维方式，提高了个人素养。无论是竞赛成绩、信息学科高考成绩还是其他文化课成绩均有明显的提高。
　　（一）竞赛成绩
　　笔者所在的学校在2015年之前，从未有学生在地市级信息学奥赛的比赛中有成绩，通过1年半的探究和实践实现了零的突破。截至目前县市级获奖30余人次，地市级信息学奥赛获奖8人次，其中有两位学生在最近1次奥赛中以2分之差未能进入浙江省复赛。虽然稍有遗憾，但是也有力地证明了普通中学的学生也能够具备信息学奥赛所要求的竞赛能力，并且通过有效的学习规划能够具备对省级奥赛奖项冲击的能力。
　　（二）信息学科高考成绩
　　浙江省的新高考实行“七选三”模式，技术学科是“七选三”科目之一。本届高三一共4位学生参与信息学奥赛学习，在第一次选考中2人94分、1人88分、1人85分，平均90.5分，而其他选考学生技术学科的平均分为70分，竞赛学生选考技术的优势巨大。
　　高二一共8位学生学习信息学奥赛，高二第一个学期期末考试技术学科平均赋分89分，其他选考学生技术学科的平均赋分为74分，优势同样明显。
　　（三）学生综合素质和能力提升显著
　　高三的四位学生已经完成了整个竞赛学习过程，不但提高了技术学科的成绩，其他学科的学习也得到了显著的促进。四位学生整个高中阶段的学习总体成绩呈现了明显的上升趋势：
　　表中的名次指的是学生所有科目在全年级的排名。
　　四位学生对比高三上学期期末成绩与高二上期末成绩，均有大幅度的提高，证明了竞赛的学习不会影响文化课的成绩，相反通过竞赛学习培养了学生的个人素养，进而促进了学生在其他科目上的学习能力和学习成绩。
　　四、 总结
　　综上所述，信息学奥赛并不是“聪明人”的游戏，而是“让人聪明”的游戏，信息学奥赛不仅是顶尖学生的表演舞台，同样也是普通学生提升个人素质素养的有效途径。我们对学生的培养不能仅仅关注在考试分数上，更应该从学生的基本素质出发、从学科的核心素养出发。通过有效的规划、合理的安排与循序渐进式的学习，我们就可以走出一条从“信息学竞赛学习”到“核心素养培养”的有效路径。
　　参考文献：
　　[1]全国青少年信息学奥林匹克竞赛官网.
　　[2]李峰，柳瑞雪，任友群.确立核心素养、培养关键能力——高中信息技术学科课程标准修订的再思考[J].全球教育展望，2018（1）.
　　作者简介：张霖，浙江省义乌市，浙江省义乌市教育研修院。
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