浅谈信息学奥林匹克竞赛辅导教学方法与技巧

浅谈信息学奥林匹克竞赛辅导教学方法与技巧

**省小学信息学奥林匹克竞赛以“信息与未来”夏令营为载体，通过上机编程着重考察学生对问题的分析理解能力，数学抽象思维能力，编程语言的应用能力和编程技巧、想象力和创造力等。在信息学奥赛的辅导教学过程中，作为教练员应依据“体验科学探究活动的过程与方法，培养良好的科学态度，增强创新意识和实践能力”的指导思想，摸索出一条比较新颖的适合小学生的教学方式。

信息学奥赛所涉及的内容广，程度深，从计算机qb语言教学，到基本算法、相关知识点包含许多专业知识。就教学常态而言，至少要2-3年左右的时间，才能培养出一名好的选手。但是要提高学生的程序设计能力，并不是人们想象中那么高不可攀，只要方法得当，持之以恒，是可以取得良好效果的。

现状分析

就本校现状来看，信息学竞赛与其它学科竞赛之间存在着明显差异，大致存在以下几点：

（1） 学生不了解学习的内容

信息学程序设计是全新的课程项目，学生从来未接触过，并不了解其中奥秘，缺乏兴趣。启蒙将花费较大精力。加上主要学科老师及学生家长存在着种种误解，不是很支持，参加人数少。

（2）学生参加活动时间有限

信息学竞赛不同于其它学科竞赛，难以安排专门时间，辅导只能利用周末和节假日。而学生空余时间本来有限，能支配的时间少之又少，时间安排相当困难。

（3）学生对学习方式不适应

计算机程序设计是一门与实践操作结合非常紧密的学科，学生如果采用传统的学习方式来对待，必是学得累，学习兴趣受挫，最终可能会选择放弃。

辅导方式

面对现状，结合小学生的认知规律及思维发展规律。通过几年的教学实践，我们摸索出了“引导+创新”的教学指导模式，呈现出较高的效率和良好的效果。

一、引导——教师竞赛辅导的基础

引导指采用一定的手段，把某种本来就潜藏于受教者身上的潜力挖掘出来，从一种潜质转变为现实。对于信息学竞赛辅导教学来说引导的目的就是为了少教，不教。通过启发、激发让学生能在主动学习、主动探求、主动沟通、主动应用、主动完善的一种学习活动过程中，"自我"得到充分发展。

首先要明确地告诉学生目光要放远，信息学竞赛对思维能力的拓展培养、未来各方面发展都十分有利。让学生意识到信息学科的重要性和学科间知识的无界性、扩展性、渗透性。

其次计算机解决问题的方式比较细致繁杂，程序是对所要解决问题的各个对象和处理规则的描述，算法是解决问题方法的精确描述，结合小学生抽象思维较弱的特点，一些算法只能领悟，对每个问题，不同学生有不尽相同的算法，教师不能采用灌输的办法，只能指导一个方向性的思路，由学生独立编制完成。教师要多做有心人，针对每个学生不同的思维习惯和特点，从学生的主体性地位出发，有针对性分别指导。长期坚持，学生的独立思考和自学能力就得到长足发展。

比如“回形矩阵”题目（jsoi20xx小学组复赛第1题），可以有多种解题方法，可以用普通变量，也可以用下标变量；可以用for循环，也可以用do……loop循环；可用拟人法来解题，也可以用解析法来解题等等。引导学生尽可能掌握多种方法来解题。

有些经典问题，小学教材中给出一般解法，对各种特殊情况和变形不作深入的研究。而在实际应用中，又加入一些约束条件后，原有性质会发生改变，在题目中隐藏着不易察觉的规律，作为教师应多引导学生通过对原问题标准程序段的扩展，将约束条件加入题目中，进而发现规律，得到有效算法。

例： 回文数列（jsoi20xx小学组复赛第4题）

对一个正整数k，求出k的所有拆分，并统计输出其中回文数列的个数。

所谓回文数列是指该数列中的所有数字，从左向右或从右向左看都相同。

例如：

k＝4时，有如下的拆分：

4＝1＋1＋1＋1

｛回文数列1｝

＝1＋1＋2

＝1＋2＋1

｛回文数列2｝

＝2＋1＋1

＝2＋2

｛回文数列3｝

＝1＋3

＝3＋1

回文数列共有3个

通过分析问题，学生可以采用回溯算法来解决，分为初始设置（包括数据输入、栈的初始化以及初始元素的设置）、数的拆分（回溯）、回文数列的检测、输出结果四个模块。

由于本题没有要求打印输出所有回文数列的原始清单，只要求输出计数的结果，因此我们可以换个角度引导学生重新思考问题，以进一步发现其中的规律。分别以4和5为例。

由于是回 文数列，因此每个数必须被分成3部分，以4为例：4=1+2+1，我们发现中间的数字只能是偶数，即2和0，为2的时候有1种数列，0的时候有2种数列。再来研究一下6，当为4的时候有1种，为2的时候有2种，为0的时候有4种。最后看一下5，情况和4非常的相似，只是中间的数字只能是奇数，这样以来思路就很清晰了，我们可以首先将m2,将这个结果给一个变量k,然后只要计算2^0+2^1+2^2+……+2^(k-1)的结果,再简化一下就是计算2^k-1的值.

引导对教师的要求：

（1）教师对自已所教的知识领域，达到一定的深度和广度，是引导过程中的基本要求。

（2）教师注重的是思路方法的拓展引导。教师作为教练在竞赛的深化阶段，程序点评分析及拓展是必要的。

二、创新——学生成长的关键

1、组建学习互助小组，编写对应的学习方案

信息学奥赛辅导的实践证明，许多问题不是单靠个人思考所能解决的，最佳答案往往是集体智慧的结晶。学生们每解决一个问题，建立一个新的程序模块，都是一次创新。在解决问题的过程中，刚入门的同学往往没有框框，反而容易有新思路，他们的想法应得到充分的重视。通过讨论，连锁促思。有时学生们的想法会超过老师。因此教师在教学过程中要营造一种平等、自由、互相尊重、互相信任的师生关系。

2、搭建标准程序模块，探究最优解决方案

辅导不提倡题海战术，而要注重对问题不断深入的探索，最终得出一个最优化的解决方案，搭建一个标准程序模块，这样的模式，既为学生减轻了负担，又为他们养成良好的思维品质、提高效率意识提供了极好的锻炼机会。

3、注重“问题”意识，培养倡导问题教学方法

“问题”决定潜力。提不出问题的学生不是“好”学生，没有问题说明没有进行深层次的思维意识， “问题越多，潜力越无限”。当然，有“问题”是前提，解决问题则是学生提升自我的重要途径。交流是关键，与团队交流，与教师交流，在网络中交流，方式是灵活多样，其最终目的就是达到解决问题，掌握知识，建构自我学习框架。

例如：减法算式

小红是二年级学生,老师布置他们回家自己出一道数学题做,题目要求是三位数的退位减法,即要求一个三位数减去另一个三位数,（被减数比减数大），而被减数的个位必须向十位借数才能减去减数的个位,然后被减数的十位也必须向百位借数才能减去减数的十位。小红的哥哥小华，是五年级学生，在学习编程，她就让哥哥帮她编一个这样的程序，小华答应了。小华想到自己正在学习素数（除了本身和1外不能被其它数整除的正整数,1不是素数）知识，就给题目增加了一个条件，就是被减数的百位数、十位数、个位数中或被减数本身必须至少有1个是素数，减数也如此。如：438-269;513-479。请你帮助小华完成该程序,能够编出所有符合这些要求的题目。

通过认真读题，发现最终要列举出所有符合条件的减法算式，对算式中的数字必须满足下列要求：

（1） 被减数、减数必须是三位数

（2） 被减数的个位必须向十位借数才能减去减数的个位,然后被减数的十位也必须向百位借数才能减去减数的十位。

（3） 被减数、减数的百位数、十位数、个位数中或被减数本身必须至少有1个是素数。

要解决上面的问题，首先在程序中判断1000以内的数是否是素数，然后运用穷举算法在三位数中依次查找，判断是否满足上述第二条，如符合条件再判断这两个数是否满足上述第三条，以上两条均满足则打印输出。

但是在运行的过程中，学生发现了一个问题，最后一个算式是 997-899=，899显然不符合题目要求，但是却显示在结果中。反复检测程序，均找不到错误，于是同学们开始尝试思考其他的方法解决这个问题。

深入思考，首先筛选出三位数中符合要求（3）——被减数、减数的百位数、十位数、个位数中或被减数本身必须至少有1个是素数的数，然后运用穷举算法在这些数中依次查找，判断是否满足要求第二条，以上两条均满足则打印输出。

dim a(900)

n = 0

for i = 102 to 997

a = i mod 10: b = (i 10) mod 10 :c = i 100

if a = 2 or a = 3 or a = 5 or a = 7 then s = 1 else s = 0

if b = 2 or b = 3 or b = 5 or b = 7 then s = s + 1

if c = 2 or c = 3 or c = 5 or c = 7 then s = s + 1

f=0

for j = 2 to int(sqr(i))

if i mod j = 0 then f = 1 : exit for

next j

if f = 0 then s = s + 1

if s >= 1 then n = n + 1: a(n) = i

next i

for i = 2 to n

for j = 1 to i - 1

x = a(i): y = a(j): z = a(i) - a(j)

c = x mod 10: b = (x 10) mod 10: a = x 10

g = y mod 10: f = (y 10) mod 10: e = y 10

c1 = z mod 10: c2 = (z 10) mod 10

if (c1 + g > c) and (c2 + f> b – 1) then print x; "-";y;"=",

next j

next i

end

4、灵活运用条件迁移，强化拓展思维训练

随着学习活动的深入，小学生对编程有了一定的认识，掌握了一些知识和技能时，教师就应采用一些相适应的教学方法。通过条件迁移、由此及彼，触类旁通，从一个问题拓展出许多新问题，在解决这些新问题的过程中，举一反三进一步锻炼思维，利用联想的线索将新问题、新算法、新程序模块并入知识网，通过这样的练习同学们的综合编程能力可以得到提高。

总之，在信息学奥赛辅导过程中，教师的作用不仅是讲授基础知识，更重要的是引导学生学会怎样学习，让学生学会独立思维、自主学习、合作互助、为终身学习、持续发展的需要打下坚实的基础。