思路决定一切——信息学奥赛创新人才培养的有效突破口

摘要：创新思维是信息学、信息学竞赛中的重要思维品质，信息学奥赛有力地推动了青少年创新思维的提高，而创新思维是创新人才必须具备的重要素质。文章详细阐述了在信息学培训过程中，如何加强学员以解题思路为突破口的培训来实现创新人才的培养。

关键词：信息学；创新思维

中图分类号：G623.58　文献标识码：A　文章编号：1673-8454(2012)04-0029-03

信息学奥林匹克竞赛是我国规模最大和影响最深的信息学竞赛，其独特的竞赛内容、试题形式及教育价值促进了我国信息学的普及和信息学教育的改革。创新思维是信息学、信息学竞赛中的重要思维品质，信息学奥赛有力地推动了青少年创新思维的提高，而创新思维是创新人才必须具备的重要素质。

玄武区教师进修学校自2005年被南京市教研室授予“南京市中小学计算机活动中心培训基地”以后，每年都有近400名来自全市各校的小学生参加培训，培训基地每年都承担南京市参加江苏省信息学夏令营的集训任务，截至2011年，南京市已经连续7次夺得江苏省小学生“信息与未来”夏令营活动团体冠军。在本培训基地参加培训的教师既是信息技术课堂教学的骨干教师，也是信息学奥赛的骨干教练员，他们在信息学奥赛的启蒙培训(主要指小学四、五年级学生信息学培训)方面取得了卓越的成绩，为信息学奥赛人才的早期培养打下了坚实的基础。

一、信息学奥赛培训的特点

全体教练员在培训过程中不断探究适合在青少年信息学启蒙培训中有助于创新思维发展的教学技巧、教学方法、教学经验及教育规律，经过多年的研究与总结，逐步理出一条“思路决定一切”的信息学奥赛培训的核心理念与方法，也正是信息学奥赛培训的以下三个特点决定了这一核心理念与方法。

1　培训内容多、难度大

仅以NOIP复赛为例，难度上超过了现行的大学程序设计教材中的所有例题和习题的难度，而且其中有相当一部分题目是新编的，是在任何参考书上都找不到的，它还包括了大量《组合数学》、《离散数学》中的思想，并且对学生的语文、物理等学科有很高的要求。吴文虎先生曾在一次座谈会上指出：“国际计算机奥赛(IOI)的题目非常难，不经过正规训练，这些题目研究生也未必做得出来。”这一点天津师范大学计算机与信息工程学院的李学武教授也曾做过实验，仅有10％的本科生能在比赛时间内做出NOIP复赛中的一半试题。可以看出信息学奥赛培训的内容非常广泛，并且难度是相当的大。

信息学奥赛有一定难度，也存在着一定的特殊性。就教材而言种类繁多。在内容上不是单一的计算机语言教学，学生所学知识面广，涉及许多计算机专业知识。另一方面，学生程序设计水平往往与其数学思维能力密不可分。在解题过程中蕴涵着许多数学方面的知识，数学思维的差异可以从学生算法的优劣性中直接得到反馈。

2　思路严谨、方法多

信息学奥赛解题的过程，和其他学科的解题方法最大的不同点在于：①信息学奥赛编程解题，你只需要编写出解题的方法。至于解题的过程，则由计算机来实现。②其他学科，题目内容一旦确定，答案是唯一的。使用计算机解题，各种可能的特殊情况都要一一考虑到，细致到编程中的每一个字母、符号，都不能出现半点差错，而且具有严格的层次关系、逻辑关系，前后不能倒置。这要求对选手进行周密细致、严谨的逻辑思维能力训练。

3　起点早、相关知识缺乏

信息学奥赛，相对于一个小学生或许早了点，就因为这一个“早”字就决定了它的特点。

首先小学生的知识层面不够，信息学所要用到的很多数学知识以及英文单词需要另行教学：其次是小学生的思维能力相对薄弱，对一个程序的理解能力不深，这就决定了教学不能操之过急；再次是小学生自身的控制力小，在当今电脑游戏漫天飞的情况下，不免会心猿意马。

二、存在问题及解决思路

目前在信息学培训过程中已经暴露出许多问题，例如大量的背、记程序而不知道程序的含义，上课听得懂、上机不会写。一看就会、一做就错等，都不利于学生创新思维的发展。究其原因，都是学员在信息学培训过程中遇到问题缺乏“思路”，原因总结如下：①所学知识一知半解；②缺少学习方法，听课时精力不集中，缺乏思考；③没有勤学好问、预习和复习的好习惯；④对解题的目的不明确，不会从题目入手寻找关键要素和突破口；⑤练习少，不能掌握知识要点。

针对以上突出问题，笔者与教练员们在每周的教研讨论会上逐步达成了以激发学员解题思路为突破口的培训方式。

清晰的思路能快速提升解题能力。很多学生认为，做题纯粹是“跟着感觉走，紧抓住梦的手”，做时凭直觉，做完凭运气，“文无定法”。由于对知识点不熟悉、认识不深刻，导致在解题的时候缺乏思路，往往想当然地写程序，造成结果偏差很大。

我们已经逐步加强在信息学培训过程中告诉学生如何用程序的思想去解决实际问题的过程，从一开始授新课起，每一个问题都要让学生明确地经历这个过程，即分析问题、设计算法、编写程序、调试运行、检测数据，教会学生如何实践操作这个过程的每一步。这样，当基本的程序设计语言学完之后，学生就已能熟练地运用这个思想去解决问题了，

解题思路、方法的指导开始于学生学习程序设计的初始阶段，这样有助于养成良好的思维习惯。掌握正确的思维方法，是学生思路清晰、算法正确的保证。

1　养成先写算法、再编程序的良好习惯

尽管在编程序的初始阶段，不用写算法也能很快编出正确程序，但是，随着学习的深入，特别是学完选择结构、循环结构后，待解决的问题会越来越复杂，不写算法很容易思路模糊，甚至无法思考下去，因此笔者要求学生养成先写算法，再编程序的良好习惯，

2　严格按照自顶向下、逐步求精的原则指导学生设计算法

一个较复杂的问题，总是包括很多项功能要求，某项功能又可分解为若干个子功能，子功能还可能继续分解下去。如果不按自顶向下、逐步求精的原则设计算法，很容易造成思路上的混乱，出现这样那样的错误，甚至无法思维下去，

在指导学生设计算法时，我们着重从以下几步下手：

第一步：总体构思

遇到问题，首先对问题进行全局性分析、决策，找出问题包含的所有功能要求，确定数学模型，构思出程序的总体结构。

第二步：模块划分

根据分析、构思的结果，将问题所包含的功能要求细化成各个模块，每个模块负责完成一项具体的任务。

第三步：逐步求精

如果每个模块都能够写出相应的语句或程序段去处理，那么问题即告解决；如果有一个或多个模块还不能写出具体的程序去处理，那就要进一步将它们分解成更小的模块，这一分解过程不断重复，直至所有的模块都能够写出程序为止。

学生掌握了这一设计方法后，思路清晰，能较快、较准确地设计出算法，并且算法结构性强，易读、易查错、易修改。

3　指导学生熟练掌握，并能灵活运用多种基本算法

计算机的典型算法很多，最基本、最常用的如“枚举法”、“递推法”、“递归法”、“归纳法”、“回溯法”、“数字模拟法”等，都要求学生熟练掌握，并能灵活运用。

在培训过程中，教练员注重向学员灌输“信息学奥赛有无限的潜力可供挖掘”的思想，使学生懂得信息学奥赛所涉及的问题大多是实际问题。许多是书本上根本接触不到的．如果想取得好成绩就要具备广博的知识。在辅导中经常找一些具有发散性思维、抽象性思维、逻辑思维、创造性思维的题目让学员完成，培养学员触类旁通、举一反三的能力．杜绝重复性讲授，避免题海性、疲劳性、重复性战术的使用。

信息学奥赛培训不同于其他学科奥赛培训的地方就在于它要以信息学作为主要载体。人类科学技术的发展．创造了一个个可以代替人体力劳动的工具．而计算机的发明．创造的则是替代人脑力劳动的机器．对这两类截然不同的机器掌握和应用必然不同．所以．信息学奥赛培训与其他学科奥赛培训既具有很多共性的地方．也有其特殊性的一面．而最为特殊之处在于其对创新的要求。能不能使学生有效地产生形成问题、进入问题、解决问题的意识、习惯和能力，能不能创造性地应答没有遇到过的挑战．也是科学教育的基本要求和改革目标。

成功人士与普通人最大的区别在于：思考模式的不同。任何一件事情的背后都有一个正确的过程和方法．更有一个正确的思路。所以，思路决定出路，结果改变人生。我们也希望能在信息学培训过程中．通过加强“解题思路”的训练．摸索出一适合信息学奥赛创新人才培养的有效途径与突破口。

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