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基于信息学奥赛,刍议信息学真正的教育

文/肖慧明

摘要：中学生信息学奥赛作为高中五大奥赛学科之一，对于培养创新型人才具有积极作用，信息学奥赛与其他四门奥赛不同，信息学奥赛的灵魂是算法编程，而计算机算法编程在高考或者学业水平考试中很少涉及。所以，对于学习信息学奥赛并能坚持的同学而言，他们是真正的热爱者，更多的少了那种纯粹为了追求高考高分带来的功利性。对于信息学奥赛教师而言，他们不再是传统的唯分数论，更多的是以培养学生，提高学生的素养水平作为目标，鉴于信息学本身的特点，授课模式也更多的倾向于现代教育教学理念“以学生为主体，教师为主导”，学生不再是将学习视为负担，而是发自内心的感兴趣的学习。苏霍姆林斯基所说，“只有能够激发学生去进行自我教育的教育，才是真正的教育”。就信息学奥赛而言，“真正的教育”到底如何实现呢？

关键词：信息学；奥赛；真正的教育

1 学生方面，从“要我学”转变到“我要学”

笔者所在学校为省重点中学，信息学奥赛开展起步晚。学校每学年于高一上学期开学初招募信息学特长生。在招募之前就有些学生跑过来，问老师“我要学习编程，什么时候可以向您学习”。是啊，编程，一个在新时代多么时髦的词语。进入21世纪，互联网飞速发展，从娃娃呱呱坠地睁开眼睛就开始认识电子产品，互联网无时不刻影响着我们的生活，互联网走进了千家万户，信息化产业高速发展与更新，人工智能时代，一切都离不开编程。

对于学生而言，如果经过了引导，从“要我学”转变为“我要学”，那么，他们就把信息学奥赛当做了自己的爱好。他们不再花大量时间在电脑上打游戏，而是在电脑面前孜孜不倦编写程序，享受不一样的快乐，就好比篮球爱好者利用业余时间打篮球一样。所以，只要是真正热爱的同学，学好应该不是难事。

2有机迁移，对其它学科学习形成强大的促进作用

在信息学实现有效教学的基础上，递进一步，实现有机迁移，迁移到教学学科。换言之，信息学奥赛的终极结果，可以更方便解决数学问题。

例如，世界伟大数学家欧拉，1722年在双目失明的情况下，以坚强的毅力证明了2147483647为质数，他因此获得了“数学英雄”的美名，现在我们利用计算机编写程序只需要1秒钟就可以得出这样的结论。又如，古代经典的8皇后问题，在8*8的国际象棋棋盘上放置8个“皇后”，使得任何一个“皇后”都无法直接吃掉其他“皇后”。为了达到这个目标，任意两个“皇后”不能处于同一横线、纵线、斜线上。我们可以想出一个答案，如图所示：

但是，这只是一种结果，有没有其它情形？如果要把所有的问题都解答出来，那显然非常复杂，通过计算机来处理，只需要1秒钟就可以解答出92种方法。所以，在看似非常复杂的问题如果用计算机编程，就可以很好的解决。

其实，在高中数学课本中，经常会有算法编程的影子。

例如，高中数学中求斐波拉契数列前50项。

高中数学教材是这样描述算法的：

设置50个变量：A1,A2,A3,……，A50，表示斐波那契数列的前50项.

如果设Ai-2,Ai-1,Ai分别表示数列中连续的三项，则

Ai=Ai-1+Ai-2

由这个地推关系式知道，只要已知这个数列的前两项，就能将后面所有项都输出来.因为算法中，反复计算和输出的步骤都是一样的，因此，可以用循环结构来描述这个算法.

3.1 循环变量和初始条件

设下标i为循环变量；

初始条件为：3为i的初始值.

3.1.1 循环体

算法中反复执行部分为：

Ai=Ai-1+Ai-2

输出Ai

3.1.2 终止条件

当i>50时，算法结束。

用计算机解决问题的步骤为：

分析问题     设计算法    编写调试程序    运行程序     问题解决

在高中教学中只涉及到设计算法的层面，并没有通过编写和运行程序来实现结果，学生只是浅尝辄止。算法本来就是比较枯燥的理论，学生的心理是有期待的。班杜拉的自我效能感学习动机理论，认为人的行为受行为的结果因素与先行因素的影响，结果因素就是通常所说的强化。如果没有通过程序运行结果来印证，学生没有得到成功的强化，将对课堂效果打折扣。对于学习信息学奥赛的同学而言，他们学习完此算法内容之后，碰到相关算法题目，脑海当中就会自动建构程序编程的知识；他们不再拘泥于书本上的原始算法，因为解决问题的算法不止一种；他们会寻找不同的方法，找到最好的那一个。这就是一种思维的创造，最终落实到上机编程来验证结果中来。如此，使原本枯燥的知识变得更加生动起来，使得知识得到了验证，知识得到强化，他们比没有接触过信息学的学生而言，理解的层面更透彻，学习更是有动力。

对于此题，其实有更简便的方法。如使用递归方法，轻轻松松几行代码就可以搞定。

可见，信息学奥赛与数学相融为一，实现了最高层次的“信息学真正的教育”。编程作为数学的课堂补充，功效无穷亦魅力无限。正如苹果公司乔布斯所言，“编程会教会你如何思考”，学生在编程调试过程所带来的灵感，以及获取到的成功喜悦，是他们学习数学的不竭动力。

（作者单位：江西省吉安市万安县万安中学）

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