主題式學(xué)習(xí)網(wǎng)站在中學(xué)信息學(xué)奧賽教學(xué)中的應(yīng)用

1、主題式學(xué)習(xí)網(wǎng)站在中學(xué)信息學(xué)奧賽教學(xué)中的應(yīng)用壽海峰（紹興市第一中學(xué)摘要：本文結(jié)合了筆者從事中學(xué)信息學(xué)奧賽輔導(dǎo)多年工作經(jīng)驗(yàn)，介紹了主題式學(xué)習(xí)網(wǎng)站在中學(xué)信息學(xué)奧賽教學(xué)過程中所涉及的教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)實(shí)施等方面的內(nèi)容。關(guān)鍵詞：信息學(xué)奧賽；主題式學(xué)習(xí)；主題學(xué)習(xí)網(wǎng)站全國(guó)青少年信息學(xué)奧林匹克競(jìng)賽（National Olympiad in Information，簡(jiǎn)稱NOI）作為中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)主辦的一項(xiàng)面向中學(xué)生的全國(guó)級(jí)信息學(xué)賽事，對(duì)培養(yǎng)青少年各方面的能力都起到了積極的作用。很多學(xué)生通過這項(xiàng)賽事提高了分析問題、解決問題的能力；增強(qiáng)了人與人之間交流的能力；優(yōu)化了自身的行為習(xí)慣。信息學(xué)競(jìng)賽試

2、題涉及的知識(shí)面廣、難度大，輔導(dǎo)信息學(xué)奧賽的教師，往往需要花費(fèi)大量的時(shí)間和精力進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)、知識(shí)講解、算法輔導(dǎo)、試題研究、組織測(cè)試等工作，而近幾年來如火如荼地開展著的基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的主題式學(xué)習(xí)方式給了我們一個(gè)新的教學(xué)途徑。筆者幾年來一直利用主題式學(xué)習(xí)網(wǎng)站進(jìn)行奧賽輔導(dǎo)的研究和實(shí)施，總結(jié)了一些經(jīng)驗(yàn)，在此與大家共享。一、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的主題式學(xué)習(xí)主題式學(xué)習(xí)(Theme Based Learning)是指學(xué)生圍繞一個(gè)或多個(gè)經(jīng)過結(jié)構(gòu)化的主題（Theme）進(jìn)行學(xué)習(xí)的一種學(xué)習(xí)方式。1在這種學(xué)習(xí)方式中，“主題”成為學(xué)習(xí)的核心，而圍繞該主題的結(jié)構(gòu)化內(nèi)容成了學(xué)習(xí)的主要對(duì)象。主題式學(xué)習(xí)的理論基礎(chǔ)是建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，建構(gòu)主義

3、學(xué)習(xí)理論鼓勵(lì)教師通過設(shè)計(jì)合適的教學(xué)資源，運(yùn)用有效的認(rèn)知工具，讓學(xué)生可以進(jìn)行有意義的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)參與和積極建構(gòu)的學(xué)習(xí)方式。這種方式促使學(xué)生學(xué)習(xí)如何從經(jīng)驗(yàn)中獲取知識(shí)，要求學(xué)生主動(dòng)探索新知識(shí)、自行管理學(xué)習(xí)行動(dòng)、以及自我建構(gòu)知識(shí)，而教師的作用是促進(jìn)、協(xié)助學(xué)生建構(gòu)知識(shí)。由于互聯(lián)網(wǎng)具有豐富的資源、方便快捷的搜索工具、實(shí)時(shí)互動(dòng)的交流平臺(tái)、實(shí)用有效的管理和評(píng)價(jià)方式等特點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的主題式學(xué)習(xí)解決了傳統(tǒng)教學(xué)手段所表現(xiàn)出來的一些問題，如資源不足、教師知識(shí)結(jié)構(gòu)的局限性、交流和討論受時(shí)間空間的限制、對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過程難以掌握、對(duì)形成性評(píng)價(jià)和總結(jié)性評(píng)價(jià)缺乏準(zhǔn)確性和全面性等。二、主題式學(xué)習(xí)網(wǎng)站的教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)設(shè)計(jì)（In

4、structional Designer）是運(yùn)用系統(tǒng)方法分析教學(xué)問題和確定教學(xué)目標(biāo)，建立解決教學(xué)問題的策略方案、試行解決方案、評(píng)價(jià)試行結(jié)果和對(duì)方案進(jìn)行修改的過程。2主題學(xué)習(xí)網(wǎng)站的教學(xué)設(shè)計(jì)就是要應(yīng)用系統(tǒng)的科學(xué)的觀點(diǎn)和方法，圍繞某項(xiàng)學(xué)習(xí)主題，收集某一門學(xué)科或多門學(xué)科的相關(guān)知識(shí)，按照學(xué)習(xí)者的特征合理地選擇信息資源，并在系統(tǒng)中有機(jī)地組合，建立符合邏輯的知識(shí)體系，提供通訊工具實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上交流，提供評(píng)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行在線自評(píng)。3由于信息學(xué)奧賽涉及的知識(shí)面廣，難度大，采用主題式學(xué)習(xí)的方式，必將是一種圍繞特定主題的“開放式”的學(xué)習(xí)，學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)具有一定的自由度，沒有固定的前后順序，也沒有固定的學(xué)習(xí)模式，這一點(diǎn)往往使教師

5、在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)覺得無章可循、難以把握，但實(shí)際上學(xué)生在學(xué)習(xí)編程、掌握算法、解決問題的過程中也是有其自身特定規(guī)律的，一般信息學(xué)奧賽網(wǎng)站的建設(shè)主要包括如下工作：網(wǎng)站的需求分析與功能定位、學(xué)習(xí)者特征的分析、學(xué)習(xí)主題和內(nèi)容的選取、網(wǎng)站結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)、網(wǎng)站資源的準(zhǔn)備和呈現(xiàn)、頁(yè)面設(shè)計(jì)和細(xì)節(jié)處理、學(xué)生評(píng)價(jià)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等。1、網(wǎng)站的需求分析與功能定位對(duì)信息學(xué)奧賽主題學(xué)習(xí)網(wǎng)站的需求分析是設(shè)計(jì)和開發(fā)專題學(xué)習(xí)網(wǎng)站的基礎(chǔ)和前提。首先應(yīng)該廣泛收集資料，對(duì)當(dāng)前已經(jīng)存在網(wǎng)上的信息學(xué)奧賽網(wǎng)站進(jìn)行仔細(xì)調(diào)查，分析優(yōu)缺點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)，進(jìn)而確定建立信息學(xué)奧賽主題學(xué)習(xí)網(wǎng)站的可行性和必要性。其次對(duì)網(wǎng)站的功能定位要清楚。信息學(xué)奧賽主題學(xué)習(xí)網(wǎng)站

6、的功能定位主要應(yīng)該體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：建立一個(gè)資源庫(kù)，把信息學(xué)奧賽相關(guān)的資料放入資源庫(kù)，方便教師和學(xué)生收集資料。比如競(jìng)賽規(guī)章制度、歷年競(jìng)賽試題、輔導(dǎo)教師講義、解題報(bào)告、集訓(xùn)隊(duì)論文等。提供協(xié)作交流討論區(qū)。方便教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間的協(xié)商探討。交流和討論在信息學(xué)奧賽的學(xué)習(xí)中是非常重要的，主題學(xué)習(xí)網(wǎng)站應(yīng)提供一專門用于交流的論壇，以方便學(xué)生提問解答。根據(jù)信息學(xué)奧賽特點(diǎn)，構(gòu)建系統(tǒng)完善的內(nèi)容結(jié)構(gòu)，便于教學(xué)和學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。提供在線評(píng)測(cè)系統(tǒng)，便于及時(shí)檢測(cè)反饋。目前，國(guó)內(nèi)國(guó)外有很多提供在線評(píng)測(cè)系統(tǒng)的信息學(xué)奧賽網(wǎng)站，這些帶有在線評(píng)測(cè)系統(tǒng)的題庫(kù)，給學(xué)習(xí)者的自評(píng)帶來了很多方便。2、學(xué)習(xí)者特征的分析在任何教學(xué)活動(dòng)

7、中，對(duì)學(xué)習(xí)者特征的分析都是非常重要的。而分析的結(jié)果往往對(duì)整個(gè)教學(xué)活動(dòng)的安排都有著重要的影響，如教學(xué)目標(biāo)的制定、教學(xué)內(nèi)容的選取、教學(xué)方法和策略的使用、教學(xué)評(píng)價(jià)方式和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的制定等。同樣，在信息學(xué)奧賽輔導(dǎo)中也應(yīng)該對(duì)學(xué)生的特征進(jìn)行分析，了解學(xué)生的實(shí)際情況，以便在教學(xué)活動(dòng)的實(shí)施過程中“對(duì)癥下藥”。一般來說，教師主要通過兩方面來分析學(xué)習(xí)者的特征。學(xué)習(xí)者原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)和認(rèn)知能力的分析。學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備情況及其特點(diǎn)的活動(dòng)。在實(shí)際的操作過程中，教師可以通過傳統(tǒng)的測(cè)試方式，了解學(xué)習(xí)者的特征。3、學(xué)習(xí)主題和內(nèi)容的選取主題的選取必須遵循思想性、教育性、科學(xué)性的原則。其目的是為了讓學(xué)生通過主題學(xué)習(xí)網(wǎng)站的學(xué)習(xí)，即能達(dá)

8、到課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，完成教學(xué)任務(wù)，又能拓寬知識(shí)面，培養(yǎng)自主探究、協(xié)作學(xué)習(xí)的能力。信息學(xué)奧賽學(xué)習(xí)者眾多，有高中生、初中生，甚至還有小學(xué)生，不同年齡階段的學(xué)生在學(xué)習(xí)特點(diǎn)、學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)內(nèi)容上都是不同的。這些學(xué)生不能在主題學(xué)習(xí)網(wǎng)站中學(xué)習(xí)同一個(gè)主題，所以我們可以采用“多主題式學(xué)習(xí)網(wǎng)站”模式，讓學(xué)生在進(jìn)入網(wǎng)站后，選擇適合自己水平的主題進(jìn)行學(xué)習(xí)。4、網(wǎng)站結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)信息學(xué)奧賽的主題學(xué)習(xí)網(wǎng)站應(yīng)包括主題知識(shí)庫(kù)、主題資源庫(kù)、主題論壇、在線測(cè)試題庫(kù)四大模塊。主題知識(shí)庫(kù)主題知識(shí)庫(kù)應(yīng)該以樹狀結(jié)構(gòu)的形式在網(wǎng)頁(yè)上展示，比如可以分類為PASCAL或C語言學(xué)習(xí)、基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、高級(jí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法、數(shù)學(xué)方法等欄目。對(duì)每一個(gè)欄目又

9、可以進(jìn)一步細(xì)化，如算法中，還可以分類為枚舉、貪心、遞歸、分治、遞推、動(dòng)態(tài)規(guī)劃等。通過分類，可以讓學(xué)習(xí)者進(jìn)入網(wǎng)站后輕松地找到適合自己的主題進(jìn)行學(xué)習(xí)。主題知識(shí)庫(kù)的知識(shí)主要來自教材，具有結(jié)構(gòu)化的特性，應(yīng)對(duì)知識(shí)系統(tǒng)完整地展示。主題資源庫(kù)信息學(xué)奧賽所涉及到的知識(shí)，除了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法之外，還有其他很多相關(guān)的知識(shí)，如集訓(xùn)隊(duì)論文、各地培訓(xùn)講義、解題思路及策略、常用算法的優(yōu)化、特殊的解題思想等。這些知識(shí)即不是系統(tǒng)的，也不是緊密相關(guān)的，往往都是一些分散的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，這就需要網(wǎng)站提供一個(gè)資源庫(kù)平臺(tái)，教師或?qū)W生將自己的或搜集到的資源上傳到資源庫(kù)，方便大家隨時(shí)瀏覽學(xué)習(xí)。主題論壇信息學(xué)奧賽主題論壇為學(xué)習(xí)者提供了討論

10、和交流的園地，是學(xué)習(xí)者相互學(xué)習(xí)、幫助、提高的重要場(chǎng)所。一個(gè)學(xué)習(xí)者，如果沒有和別人討論交流，只顧埋頭苦讀、閉門研究，是不可能成為信息學(xué)高手，不可能成為“大牛”的。所以，在信息學(xué)奧賽主題網(wǎng)站中，論壇的設(shè)立顯得尤為重要。一般，主題論壇可以采用網(wǎng)上常用的“動(dòng)網(wǎng)BBS”形式，既方便又實(shí)用。在線測(cè)試題庫(kù)在線測(cè)試（Online Judge）題庫(kù)提供了豐富的各類試題及測(cè)試環(huán)境。學(xué)習(xí)者完成習(xí)題后將源程序遞交到在線測(cè)試系統(tǒng)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)相關(guān)的測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)源程序進(jìn)行評(píng)測(cè)，并返回結(jié)果。如果錯(cuò)誤，系統(tǒng)還會(huì)提供相應(yīng)的錯(cuò)誤信息，以便學(xué)習(xí)者進(jìn)一步修改。在線測(cè)試題庫(kù)給信息學(xué)奧賽學(xué)習(xí)者提供了一個(gè)很好的評(píng)價(jià)系統(tǒng)。一般，在線測(cè)試題庫(kù)應(yīng)包

11、括：用戶管理、題庫(kù)、評(píng)測(cè)系統(tǒng)、反饋及統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)、公告欄等?？偟膩碚f，信息學(xué)奧賽網(wǎng)站結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)，應(yīng)遵循科學(xué)性、實(shí)用性、學(xué)習(xí)性、研究性的原則，充分考慮學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)特點(diǎn)和教師的導(dǎo)學(xué)特點(diǎn)。下表1為通常的信息學(xué)奧賽主題網(wǎng)站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。表1: 信息學(xué)奧賽主題網(wǎng)站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案信息學(xué)奧賽主題學(xué)習(xí)網(wǎng)站主題知識(shí)庫(kù)編程語言學(xué)習(xí)Pascal語言C語言C+語言基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)棧和隊(duì)列串樹和圖排序與檢索高級(jí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并查集堆哈希表和二叉搜索樹線段樹算法枚舉貪心遞歸與分治遞推動(dòng)態(tài)規(guī)劃數(shù)學(xué)方法數(shù)論基礎(chǔ)組合數(shù)學(xué)圖論計(jì)算幾何主題資源庫(kù)集訓(xùn)隊(duì)論文各地培訓(xùn)講義經(jīng)驗(yàn)策略解題報(bào)告主題論壇在線測(cè)試題庫(kù)用戶管理系統(tǒng)題庫(kù)在線評(píng)測(cè)系統(tǒng)反饋及統(tǒng)計(jì)系

12、統(tǒng)公告欄5、網(wǎng)站資源的準(zhǔn)備和呈現(xiàn)網(wǎng)站結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)完成后，就需要根據(jù)各個(gè)“提綱”或“目錄”來收集和組織相應(yīng)的資源。目前，互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)發(fā)展成一個(gè)海量的資源庫(kù)，通過互聯(lián)網(wǎng)，可以找到絕大部分信息學(xué)奧賽網(wǎng)站需要的資源，但是，如果所有的網(wǎng)站資源都來自于互聯(lián)網(wǎng)，那建立起來的主題網(wǎng)站，只能是網(wǎng)上現(xiàn)有信息學(xué)奧賽網(wǎng)站的翻版。所以，在網(wǎng)站資源的準(zhǔn)備和呈現(xiàn)的過程中，一定要注重“師生共建”的特點(diǎn)，特別是主題資源庫(kù)，應(yīng)該提供給學(xué)生一個(gè)展示成果、共享經(jīng)驗(yàn)的平臺(tái)。并且在平時(shí)的教學(xué)中，不斷充實(shí)，使主題網(wǎng)站更具生命力。6、頁(yè)面設(shè)計(jì)和細(xì)節(jié)處理一個(gè)好的主題網(wǎng)站，當(dāng)然需要一個(gè)好的設(shè)計(jì)，但同時(shí)對(duì)于頁(yè)面的美化和細(xì)節(jié)處理，也是必不可少的。信

13、息學(xué)奧賽主題學(xué)習(xí)網(wǎng)站，吸引學(xué)生的不是優(yōu)美的畫面、花哨的圖飾、動(dòng)感的音樂，而是實(shí)實(shí)在在的知識(shí)、交流空間、訓(xùn)練試題，所以在處理頁(yè)面時(shí)，應(yīng)該注意簡(jiǎn)潔明了、美觀大方的特點(diǎn)。7、學(xué)生評(píng)價(jià)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)強(qiáng)調(diào)在線學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)利用網(wǎng)絡(luò)作為自我評(píng)價(jià)的工具。主題學(xué)習(xí)網(wǎng)站是面向?qū)W習(xí)者自主學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)的網(wǎng)站，它必須為學(xué)習(xí)者設(shè)計(jì)出一套針對(duì)性強(qiáng)、難易程度適度、具有一定梯度的強(qiáng)化練習(xí)，以便讓學(xué)生進(jìn)行自我評(píng)價(jià)，達(dá)到對(duì)知識(shí)的意義建構(gòu)。在信息學(xué)奧賽主題學(xué)習(xí)網(wǎng)站中，主要通過在線測(cè)試題庫(kù)的方式，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，并及時(shí)給出反饋，做到評(píng)價(jià)和反饋的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)性。三、基于主題式學(xué)習(xí)網(wǎng)站的教學(xué)實(shí)施在信息學(xué)奧賽教學(xué)過程中，

14、自主探究模式是常用的教學(xué)模式，其過程主要包括以下步驟。步驟一：導(dǎo)入主題，確定目標(biāo)。4教師可以通過創(chuàng)設(shè)情境導(dǎo)入主題。例如，教師先提出一個(gè)問題讓學(xué)生思考，學(xué)生經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)用已有的知識(shí)不能很好地解決這個(gè)問題。這時(shí)，教師就可以提出一種新的解題思路。通過這樣創(chuàng)設(shè)情境，教師就可以明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供明確的方向。步驟二：依賴網(wǎng)站，自主學(xué)習(xí)。教師在明確學(xué)習(xí)任務(wù)后，學(xué)生開始利用主題學(xué)習(xí)網(wǎng)站展開自主學(xué)習(xí)。學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中，可以隨時(shí)通過編寫例題程序來掌握和鞏固學(xué)習(xí)內(nèi)容，并通過解決教師在創(chuàng)設(shè)情境時(shí)提出的問題來達(dá)到應(yīng)用的目的。在這個(gè)步驟中，教師應(yīng)隨時(shí)注意學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，對(duì)有學(xué)習(xí)困難者應(yīng)提供指導(dǎo)。步驟三：利用

15、資源，拓展學(xué)習(xí)。信息學(xué)奧賽所涉及到的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或算法在解決問題的過程中，其編程方式并不是固定不變的。它會(huì)根據(jù)不同的問題而千變?nèi)f化，甚至?xí)霈F(xiàn)一些絕妙的優(yōu)化和特定的處理方法，這也是信息學(xué)奧賽的魅力所在。學(xué)生在完成既定的學(xué)習(xí)任務(wù)后，可以在資源庫(kù)中找一些相關(guān)的資料拓展學(xué)習(xí)，同時(shí)，應(yīng)特別注重其他學(xué)習(xí)者的經(jīng)驗(yàn)，如集訓(xùn)隊(duì)論文，以便提高自身應(yīng)用知識(shí)的能力。步驟四：交流討論，解答疑難。學(xué)生在自主學(xué)習(xí)的過程中，肯定會(huì)出現(xiàn)很多問題需要幫助解決。教師可以選擇較有代表性的問題組織討論，有效引導(dǎo)，盡量在討論交流中讓學(xué)生自己解決問題。同時(shí)，應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生充分利用主題論壇加強(qiáng)討論和交流。步驟五：自我檢測(cè)，評(píng)價(jià)反思。在線測(cè)試題庫(kù)提供了豐富的試題，學(xué)生可以通過解決與主題相關(guān)的問題來達(dá)到檢測(cè)的目的。同時(shí)，對(duì)系統(tǒng)自動(dòng)提供的反饋信息進(jìn)行反思和研究，以便進(jìn)一步鞏固知識(shí)、修正學(xué)習(xí)方法，為今后的自主學(xué)習(xí)提供更好的學(xué)習(xí)策略。四、小結(jié)信息學(xué)奧賽與其他學(xué)科不同，有著自身的特點(diǎn)。在競(jìng)賽活動(dòng)中，考驗(yàn)的是學(xué)生多方面的知識(shí)、能力和素養(yǎng)。主題式學(xué)習(xí)網(wǎng)站，為信息學(xué)奧賽的教學(xué)過程，提供了一個(gè)有效的教學(xué)方法。雖然主題式學(xué)習(xí)網(wǎng)站具有很多優(yōu)越性，但不可否認(rèn)，在具體的實(shí)施過程中還有很多的困難，如教師需