信息学竞赛实践活动中学生能力培养的探索

信息学竞赛实践活动中学生能力培养的探索

长沙市雅礼中学 朱全民i

素质教育是指一种以提高受教育者诸方面素质为目标的教育模式，它重视人的思想道德素质、能力培养、个性发展、身体健康和心理健康教育。与应试教育相对应。

关于素质教育的含义，国家教委《关于当前积极推进中小学实施素质教育的若干意见》中作了明确解释：“素质教育是以提高民族素质为宗旨的教育。它是依据《教育法》规定的国家教育方针，着眼于受教育者及社会长远发展的要求，以面向全体学生、全面提高学生的基本素质为根本宗旨，以注重培养受教育者的态度、能力、促进他们在德智体等方面生动、活泼、主动地发展为基本特征的教育。”

对于上段话的理解，我觉得素质教育包含了两重含义：一是全面性。面向全体学生，全面提高学生的基本素质，所谓学生的基本素质，主要包含了人的道德素质、智力素质、身体素质、审美素质、劳动技能素质等。具体体现在让受教育者能明辨是非、热爱生活、善于学习、团结合作、有主见、能创新、怀感恩等。二是在个性化。即针对每个学生的个性特点，尽可能发挥个性特长，培养各具鲜明个性特长的人，而不是要将每个人都培养成为千人一面的通才。在教育的实践不是简单地对他们进行知识传授和观念的灌输，而是循循善诱，根据个性特点来进行培养。

《国家中长期教育发展规划纲》（2010-2020）中对全面发展和个性培养做了比较多的阐述。在第31条“更新人才培养观念”中阐述：树立全面发展观念，努力造就德智体美全面发展的高素质人才。树立人人成才观念，面向全体学生，促进学生成长成才。树立多样化人才观念，尊重个人选择，鼓励个性发展，不拘一格培养人才。《纲要》提出了坚持以人为本、全面实施素质教育是教育改革发展的战略主题：坚持德育为先；坚持能力为重；坚持全面发展。

其实，素质教育并不排斥分数，那么如何让学生分数涨起来的同时也让学生的品德和能力涨起来？这已经成为每个教育工作者的一个基础课题。

1984年邓小平指出：“计算机的普及要从娃娃做起。”教育部和中国科协委托中国计算机学会举办了全国青少年计算机程序设计竞赛（简称：NOI）。NOI活动的宗旨是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。本人作为一个青少年信息学奥林匹克竞赛的基层辅导教师，在多年的教育实践中，对学生基本素质培养方面进行一些有效的探索，从目前来看，培养的学生不但竞赛成绩突出，而且素质非常全面，能力出众。在此，我将自己的一些实践经验总结出来，以供探讨和参考。

一、启发与探究相结合，逐步提高学生的学习能力

《国家中长期教育发展规划纲要》在第32条“创新人才培养模式”中阐述：注重学思结合。倡导启发式、探究式、讨论式、参与式教学，帮助学生学会学习。激发学生的好奇心，培养学生的兴趣爱好，营造独立思考、自由探索、勇于创新的良好环境。注重知行统一。坚持教育教学与生产劳动、社会实践相结合。开发实践课程和活动课程，增强学生科学实验、生产实习和技能实训的成效。 推进分层教学、走班制、学分制、导师制等教学管理制度改革。

因此，学生的主要目的是获得知识，培养习惯，打好基础。尽管获取知识很重要，但本人认为获取知识的过程比获取知识本身更重要。教学过程，既是传授知识的过程，更是培养学生学习能力的过程。“授人以鱼，不如授人以渔。”只有学生掌握了好的学习方法，提高了学习能力，他们将来才会受用无穷。因此在传授知识时，我特别注重过程教学，尽量避免“灌输式、填鸭式”教育，而采用“启发式、讨论式、探究式和参与式”的教育。

好奇心是开启智慧的钥匙，人都有对未知的东西充满着好奇，对好奇的东西急于了解的天性。我将这种心理特点运用于教学，在教学中采取启发式与探究式教学相结合的方法。能有效地培养学生的自主学习和钻研精神。

具体做法是：在教学过程中采取将知识逐层剖析的方法，并在关键点设置悬念。当然，悬念的设置需要穿插一些引导，比如提供类似或相关联的知识点等，以利于学生探究学习。学生探究结束后，再组织学生开展讨论，最后老师根据探究和讨论的结果进行针对性地点评和总结。这样学生就经历了知识导学的全过程，学习知识就像看故事片一样，逐层揭开悬念，最后达到目标。在这个过程中，学生通过亲历身实践，会对知识的理解更加透彻，对其中的疑难感悟更加深刻，不会死记硬背。

例如，某次我讲一道竞赛试题，通过课堂讨论，得出了时间复杂度为O(n2)的算法，大家似乎觉得已经很满足了，而我告诉他们，以前有人研究出时间复杂度为O(n*log n )的算法。大家愣了一下，悬念陡增！此时我给他们列出了一些

与该问题相关的知识点，大家开始查找相关文献，有些同学开始小组讨论，最终找到了解法。这时课堂气氛已经空前高涨了，我再因势利导，那么有没有O(n )的解法呢？该题的时间复杂度下限是多少？这一连串的问题启迪着每个学生去思考，去探索，学生带着这些问题，势必在研究的过程中要查阅大量的资料，要进行咨询和讨论，由此得到思维的深入和升华。

张一飞同学做题并不多，他的方法是让每道题尽量做得最好，我记得有一道题是“求1n+2 n +„+m n等于多少？”他开始做这道题，由于m和n的值很大，需要5分钟才能出解，后来他不断优化，从5分钟到1分钟，最后在1秒内能出解。这种精益求精的学习态度和方法，使他学习能力和分析问题的有了很大提高，最后成为了两度国际金牌的获得者。

二、因材施教，突出学生个性特长

世有伯乐，然后有千里马，千里马常有，而伯乐不常有。故虽有名马，祗辱于奴隶人之手，骈死于槽枥之间，不以千里称也。这讲的是慧眼识英才的重要性。也从一个侧面反应了要尊重个性特长和个性发展的重要性。否则将会发出 “天下无马！”的感叹！

教育和识马也一样，需要尊重人的个性特点进行培养。尊重个体差异，采用不同的教育和培养策略。《国家中长期教育发展规划纲要》在“高中教育”一章中指出：高中阶段教育是学生个性形成、自主发展的关键时期，对提高国民素质和培养创新人才具有特殊意义。注重培养学生自主学习、自强自立和适应社会的能力，克服应试教育倾向。全面提高普通高中学生综合素质。要注重因材施教。关注学生不同特点和个性差异，发展每一个学生的优势潜能。

因此，自主探究学习下的启发式教学应与学生的个性特点结合起来，做到因材施教。因材施教，真正能做到让“乌龟爬得更久，兔子爬得更快”，对于学习能力比较强的学生，可以多用于自主探究，而对于学习能力稍弱的学生，则要采用更多的引导。

2009届学生陈丹琦接触程序设计时间较晚，开始与其他学生的差距较大，针对她的当时情况和学习能力，我单独给她制订了一个详细的计划，按知识点的深度和难度循序渐进，并对每个知识点附加了相关的内容和探究的方向，然后让她自学。隔一段时间我会定期与她进行讨论，也就是对她自学的内容进行反馈、消化和吸收。没过多长时间，她的水平就上来了，而且在同学之中取得了领先。我非常惊讶地问她为什么能取得如此进步时，她告诉我：“通过自己的钻研，再加上朱老师对我的点拨，我感觉到自己的学习能力强了很多，以前觉得比较难的东

西，现在觉得很简单了。”后来她取得了国际金牌，并获得国际奥委会颁发的特别奖。通过她的案例，我更加感觉到因材施教的重要性，给学生一定自由空间的必要性。

三、让学生成为课堂的主人，锻炼口头表达能力

课堂是学生获取知识的重要渠道，如何充分发挥课堂教学的潜力，真正让学生学得实、学得活、学得愉快，关键在于老师对课堂的组织。老师切忌在课堂上一言堂，要让每个学生到讲台上来阐述自己的观点，对学生要不吝赞美之词，使课堂真正成为了探索知识和寻找真理的阵地，老师只是起到穿针引线的作用。如果将一堂课比喻成一台电视节目，那么学生是演员，教师是导演，节目效果当然与两者密不可分。从我多年的教学实践来看，这种教学模式课堂轻松活跃，受到学生普遍欢迎。

让学生大胆的表达，老师不但能知道学生对问题掌握的深度和广度，更能观察到学生的思维过程，以有利于因势利导，带领学生进一步深入。

让学生大胆表达，不但体现了民主，学生在参与的过程中，能体会到自己的思想的对集体的贡献，身心能得到极大的满足，增强自豪感，真正体会到主人翁思想。

让学生大胆表达，可以极大地锻炼学生的口头表达能力和组织能力，学生能流畅地讲出自己的想法，本身就是一种能力体现。例如，2006届学生伍昱同学，由于性格非常内向，尽管心里明白，就是不敢说，也说不出来。我为了锻炼她的胆量，每次课堂都要求她发言，而且必须要说得每个角落的人都能听得到、听得懂。通过反复的锻炼，她口头表达能力变得很强了，后被保送到北京大学学习。在大学里，她无论在学业上，还是在活动能力上都非常出色。

四、学以致用，在实践中培养学生的探索研究能力

实践是检验真理的唯一标准。将所学的知识运用于实践，才能让学生体会到知识的价值，增强学习动力。我的学生主要学习信息学竞赛的知识，他们的程序设计能力强，特别是算法实现能力强。为了将程序设计能力应用于实践，让知识活学活用，2003年暑假开始，我带领姚金宇、雷涛、龙凡、程之炜四位刚初中毕业的学生组成研究小组，开始了五子棋博弈机器人:一个会自动识别、分析、下子的全方位综合机器人的研究。这样的机器人目前在国内还是一个空白。在我的带领下，他们四个人合理分工，分别负责系统接口设计模块、取子下子模块（机器人手臂）、智能博弈模块（机器人大脑）、棋盘棋子识别模块（机器人眼睛）等四个关键技术部分，通过一年的技术攻关，终于造出了一个令各大媒体都叹为

观止的“五子棋智能博弈机器人”，该机器人能自动完成看棋、算棋和取子下棋的全过程，该项目不但取得国家专利，而且被评为2004年度湖南省十大科技新闻。

通过这次研究活动，使这几个学生懂得了如何研究、如何实践、如何协作等。他们几个在清华北大读书期间，不但学业优秀，而且都得到了微软研究院的实习深造的机会，2010年，龙凡同学被美国麻省理工学院录取攻读博士，姚金宇、程之炜同学被北大录取为硕博直升生。2011年，雷涛同学也被美国麻省理工学院录取攻读博士。

五、合作学习，培养学生的团队意识和协作精神

学生之间的互相学习，有时胜过老师的教学。因此组建一个融洽的团队，让每个学生吸取团队的营养非常重要。我的方法是：把各个年级各个水平层次的学生集中起来，定期开展讨论研究，让低水平学生吸收高水平学生的思维方法和解题技巧，也让高水平的选手吸收不同的思想，形成小组讨论和互帮互助的格局。另外还可以组建QQ群、论坛等形式，把他们团结在一起，这样他们有问题就非常方便讨论，水涨船高。

组建团队参赛，让学生直面团结协作的重要性。 ACM竞赛是大学生程序设计竞赛，参赛对象为大学生。但我想ACM竞赛也是程序设计竞赛，内容跟青少年程序设计竞赛差不多，只是形式不同而已。ACM竞赛属于团体竞赛，这种形式不正好有利于培养学生的团队协作精神吗？在2000年时，我抱着试一试的心态和组委会取得了联系，并承诺我们只是参与、学习，不影响大学代表队的排名。开始组委会不同意，后来通过反复努力终于得到了许可。

由于是团体比赛，选手之间的配合非常重要，因此，我针对每个选手的特点专门制定了一套解题方案：读题（因为全是英文试题，对英语水平要求较高），审题（需要建模，对数学和算法功底要求较高），解题（对程序实现能力要求较高）各个环节分工配合。2000年9月，我带了张一飞、陈尔东、易里安三位学生组成雅礼中学代表队参加了上海赛区的选拔赛，结果我校代表队在参赛的69名代表队中并列第4名，令参赛的众多大学代表队刮目相看。