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，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、教學(xué)實施等方面的內(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)站全國青少年信息學(xué)奧林匹克競賽（National Olympiad in Information，簡稱NOI）作為中國計算機學(xué)會主辦的一項面向中學(xué)生的全國級信息學(xué)賽事，對培養(yǎng)青少年各方面的能力都起到了積極的作用。很多學(xué)生通過這項賽事提高了分析問題、解決問題的能力；增強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)競賽試

2、題涉及的知識面廣、難度大，輔導(dǎo)信息學(xué)奧賽的教師，往往需要花費大量的時間和精力進行教學(xué)設(shè)計、知識講解、算法輔導(dǎo)、試題研究、組織測試等工作，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)站進行奧賽輔導(dǎo)的研究和實施，總結(jié)了一些經(jīng)驗，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)生圍繞一個或多個經(jīng)過結(jié)構(gòu)化的主題（Theme）進行學(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)理論鼓勵教師通過設(shè)計合適的教學(xué)資源，運用有效的認知工具，讓學(xué)生可以進行有意義的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生主動參與和積極建構(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)驗中獲取知識，要求學(xué)生主動探索新知識、自行管理學(xué)習(xí)行動、以及自我建構(gòu)知識，而教師的作用是促進、協(xié)助學(xué)生建構(gòu)知識。由于互聯(lián)網(wǎng)具有豐富的資源、方便快捷的搜索工具、實時互動的交流平臺、實用有效的管理和評價方式等特點，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、教師知識結(jié)構(gòu)的局限性、交流和討論受時間空間的限制、對學(xué)生學(xué)習(xí)過程難以掌握、對形成性評價和總結(jié)性評價缺乏準確性和全面性等。二、主題式學(xué)習(xí)網(wǎng)站的教學(xué)設(shè)計教學(xué)設(shè)計（In

4、structional Designer）是運用系統(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、評價試行結(jié)果和對方案進行修改的過程。2主題學(xué)習(xí)網(wǎng)站的教學(xué)設(shè)計就是要應(yīng)用系統(tǒng)的科學(xué)的觀點和方法，圍繞某項學(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，按照學(xué)習(xí)者的特征合理地選擇信息資源，并在系統(tǒng)中有機地組合，建立符合邏輯的知識體系，提供通訊工具實現(xiàn)網(wǎng)上交流，提供評測系統(tǒng)進行在線自評。3由于信息學(xué)奧賽涉及的知識面廣，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，這一點往往使教師

5、在進行教學(xué)設(shè)計時覺得無章可循、難以把握，但實際上學(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、網(wǎng)站資源的準備和呈現(xiàn)、頁面設(shè)計和細節(jié)處理、學(xué)生評價系統(tǒng)的設(shè)計等。1、網(wǎng)站的需求分析與功能定位對信息學(xué)奧賽主題學(xué)習(xí)網(wǎng)站的需求分析是設(shè)計和開發(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，對當(dāng)前已經(jīng)存在網(wǎng)上的信息學(xué)奧賽網(wǎng)站進行仔細調(diào)查，分析優(yōu)缺點和發(fā)展趨勢，進而確定建立信息學(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)在以下幾個方面：建立一個資源庫，把信息學(xué)奧賽相關(guān)的資料放入資源庫，方便教師和學(xué)生收集資料。比如競賽規(guī)章制度、歷年競賽試題、輔導(dǎo)教師講義、解題報告、集訓(xùn)隊論文等。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，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)。提供在線評測系統(tǒng)，便于及時檢測反饋。目前，國內(nèi)國外有很多提供在線評測系統(tǒng)的信息學(xué)奧賽網(wǎng)站，這些帶有在線評測系統(tǒng)的題庫，給學(xué)習(xí)者的自評帶來了很多方便。2、學(xué)習(xí)者特征的分析在任何教學(xué)活動

7、中，對學(xué)習(xí)者特征的分析都是非常重要的。而分析的結(jié)果往往對整個教學(xué)活動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)評價方式和評價標(biāo)準的制定等。同樣，在信息學(xué)奧賽輔導(dǎo)中也應(yīng)該對學(xué)生的特征進行分析，了解學(xué)生的實際情況，以便在教學(xué)活動的實施過程中“對癥下藥”。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)者原有的認知結(jié)構(gòu)和認知能力的分析。學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)準備情況及其特點的活動。在實際的操作過程中，教師可以通過傳統(tǒng)的測試方式，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

8、到課程標(biāo)準的要求，完成教學(xué)任務(wù)，又能拓寬知識面，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、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)生在進入網(wǎng)站后，選擇適合自己水平的主題進行學(xué)習(xí)。4、網(wǎng)站結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計信息學(xué)奧賽的主題學(xué)習(xí)網(wǎng)站應(yīng)包括主題知識庫、主題資源庫、主題論壇、在線測試題庫四大模塊。主題知識庫主題知識庫應(yīng)該以樹狀結(jié)構(gòu)的形式在網(wǎng)頁上展示，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)、高級數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法、數(shù)學(xué)方法等欄目。對每一個欄目又

9、可以進一步細化，如算法中，還可以分類為枚舉、貪心、遞歸、分治、遞推、動態(tài)規(guī)劃等。通過分類，可以讓學(xué)習(xí)者進入網(wǎng)站后輕松地找到適合自己的主題進行學(xué)習(xí)。主題知識庫的知識主要來自教材，具有結(jié)構(gòu)化的特性，應(yīng)對知識系統(tǒng)完整地展示。主題資源庫信息學(xué)奧賽所涉及到的知識，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，如集訓(xùn)隊論文、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和經(jīng)驗，這就需要網(wǎng)站提供一個資源庫平臺，教師或?qū)W生將自己的或搜集到的資源上傳到資源庫，方便大家隨時瀏覽學(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、提高的重要場所。一個學(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?！钡摹Ｋ?，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“動網(wǎng)BBS”形式，既方便又實用。在線測試題庫在線測試（Online Judge）題庫提供了豐富的各類試題及測試環(huán)境。學(xué)習(xí)者完成習(xí)題后將源程序遞交到在線測試系統(tǒng)，系統(tǒng)會根據(jù)相關(guān)的測試數(shù)據(jù)對源程序進行評測，并返回結(jié)果。如果錯誤，系統(tǒng)還會提供相應(yīng)的錯誤信息，以便學(xué)習(xí)者進一步修改。在線測試題庫給信息學(xué)奧賽學(xué)習(xí)者提供了一個很好的評價系統(tǒng)。一般，在線測試題庫應(yīng)包

11、括：用戶管理、題庫、評測系統(tǒng)、反饋及統(tǒng)計系統(tǒng)、公告欄等。總的來說，信息學(xué)奧賽網(wǎng)站結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計，應(yīng)遵循科學(xué)性、實用性、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)特點和教師的導(dǎo)學(xué)特點。下表1為通常的信息學(xué)奧賽主題網(wǎng)站結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。表1: 信息學(xué)奧賽主題網(wǎng)站結(jié)構(gòu)設(shè)計方案信息學(xué)奧賽主題學(xué)習(xí)網(wǎng)站主題知識庫編程語言學(xué)習(xí)Pascal語言C語言C+語言基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)棧和隊列串樹和圖排序與檢索高級數(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)圖論計算幾何主題資源庫集訓(xùn)隊論文各地培訓(xùn)講義經(jīng)驗策略解題報告主題論壇在線測試題庫用戶管理系統(tǒng)題庫在線評測系統(tǒng)反饋及統(tǒng)計系

12、統(tǒng)公告欄5、網(wǎng)站資源的準備和呈現(xiàn)網(wǎng)站結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計完成后，就需要根據(jù)各個“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)展成一個海量的資源庫，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)站資源的準備和呈現(xiàn)的過程中，一定要注重“師生共建”的特點，特別是主題資源庫，應(yīng)該提供給學(xué)生一個展示成果、共享經(jīng)驗的平臺。并且在平時的教學(xué)中，不斷充實，使主題網(wǎng)站更具生命力。6、頁面設(shè)計和細節(jié)處理一個好的主題網(wǎng)站，當(dāng)然需要一個好的設(shè)計，但同時對于頁面的美化和細節(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、動感的音樂，而是實實在在的知識、交流空間、訓(xùn)練試題，所以在處理頁面時，應(yīng)該注意簡潔明了、美觀大方的特點。7、學(xué)生評價系統(tǒng)的設(shè)計網(wǎng)絡(luò)教學(xué)強調(diào)在線學(xué)習(xí)，強調(diào)利用網(wǎng)絡(luò)作為自我評價的工具。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)計出一套針對性強、難易程度適度、具有一定梯度的強化練習(xí)，以便讓學(xué)生進行自我評價，達到對知識的意義建構(gòu)。在信息學(xué)奧賽主題學(xué)習(xí)網(wǎng)站中，主要通過在線測試題庫的方式，對學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)結(jié)果進行評價，并及時給出反饋，做到評價和反饋的實時動態(tài)性。三、基于主題式學(xué)習(xí)網(wǎng)站的教學(xué)實施在信息學(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)用已有的知識不能很好地解決這個問題。這時，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)情境時提出的問題來達到應(yīng)用的目的。在這個步驟中，教師應(yīng)隨時注意學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，對有學(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，可以在資源庫中找一些相關(guān)的資料拓展學(xué)習(xí)，同時，應(yīng)特別注重其他學(xué)習(xí)者的經(jīng)驗，如集訓(xùn)隊論文，以便提高自身應(yīng)用知識的能力。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，應(yīng)鼓勵學(xué)生充分利用主題論壇加強討論和交流。步驟五：自我檢測，評價反思。在線測試題庫提供了豐富的試題，學(xué)生可以通過解決與主題相關(guān)的問題來達到檢測的目的。同時，對系統(tǒng)自動提供的反饋信息進行反思和研究，以便進一步鞏固知識、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。在競賽活動中，考驗的是學(xué)生多方面的知識、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，在具體的實施過程中還有很多的困難，如教師需