本文系陜西省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃課題《高中信息技術(shù)課逆向教學(xué)設(shè)計(jì)課例研究——以算法與程序設(shè)計(jì)為例》階段性成果，課題編號(hào)：SGH20Y0039。

推進(jìn)適合高中學(xué)情的算法與程序設(shè)計(jì)校本課程及其資源開(kāi)發(fā)，可以幫助解決現(xiàn)實(shí)存在的學(xué)習(xí)資源、師資短缺的問(wèn)題，以此為平臺(tái)使更多有潛質(zhì)的學(xué)生接受信息學(xué)的熏陶，形成良好的科學(xué)素養(yǎng)，鍛煉頑強(qiáng)的意志，提升其在信息時(shí)代的未來(lái)核心競(jìng)爭(zhēng)力。


一、研究的背景

1.時(shí)代背景下信息技術(shù)方面人才培養(yǎng)的需求

在以信息技術(shù)飛速革新為代表的第四次工業(yè)革命時(shí)代，占領(lǐng)科技高地的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，說(shuō)到底也就是人才的競(jìng)爭(zhēng)，特別是高端芯片與軟件、智能科技等為代表的信息技術(shù)人才的競(jìng)爭(zhēng)，科技發(fā)展對(duì)人才的需求巨大。信息技術(shù)在中學(xué)階段是非高考科目，學(xué)習(xí)內(nèi)容設(shè)置及更新遠(yuǎn)落后于當(dāng)代科技發(fā)展，因此不能很好地滿(mǎn)足具有特長(zhǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。清華大學(xué)、北京大學(xué)已經(jīng)率先著手推進(jìn)學(xué)科人才“大中”貫通培養(yǎng)，在全國(guó)部分中學(xué)設(shè)置包含信息學(xué)的拔尖創(chuàng)新人才大學(xué)中學(xué)銜接培養(yǎng)試點(diǎn)基地。

2.提升學(xué)生信息核心素養(yǎng)的需求

在新課改的理念及新課標(biāo)的引領(lǐng)下，利用信息學(xué)相關(guān)校本課程，向?qū)W生普及程序設(shè)計(jì)與算法等計(jì)算機(jī)核心知識(shí)、技能，在高中推進(jìn)各類(lèi)程序設(shè)計(jì)、算法研究活動(dòng)，在各級(jí)創(chuàng)新大賽、程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽活動(dòng)中，為學(xué)生提供相互交流和學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，這有助于學(xué)生自主研究能力的形成及科學(xué)規(guī)劃未來(lái)專(zhuān)業(yè)成長(zhǎng)的可能，教師要將培養(yǎng)學(xué)生信息核心素養(yǎng)的提高落實(shí)在行動(dòng)中，培養(yǎng)出素質(zhì)全面、能適應(yīng)信息時(shí)代要求的中學(xué)生。

3.信息學(xué)特長(zhǎng)學(xué)生個(gè)性發(fā)展的需求

目前信息學(xué)中算法與程序設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)在中學(xué)階段開(kāi)始逐漸受到重視，成為教育應(yīng)用研究中被關(guān)注的熱點(diǎn)，以程序設(shè)計(jì)及算法作為支撐的全國(guó)中學(xué)生五大學(xué)科競(jìng)賽之一的信息學(xué)奧林匹克競(jìng)賽在全國(guó)范圍內(nèi)得到了各界的廣泛關(guān)注，但卻只有少之又少的人將程序設(shè)計(jì)、算法的中學(xué)階段教育實(shí)踐及信息學(xué)科特長(zhǎng)生的培養(yǎng)付諸實(shí)踐研究中來(lái)，這類(lèi)校本課程的成果在省內(nèi)外還幾乎處于不成熟的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，學(xué)習(xí)資源、師資短缺問(wèn)題嚴(yán)重。

二、利用校本課程進(jìn)行信息學(xué)特長(zhǎng)生輔導(dǎo)的策略與方法

算法與程序設(shè)計(jì)校本課程開(kāi)設(shè)的重要目的是培養(yǎng)信息學(xué)特長(zhǎng)的學(xué)生，在問(wèn)題的解決過(guò)程中深入學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)與算法及其他相關(guān)的計(jì)算機(jī)科學(xué)知識(shí)，同時(shí)在各類(lèi)信息學(xué)奧林匹克競(jìng)賽中為學(xué)生提供交流與學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，進(jìn)而起到“以賽促學(xué)”的作用。在實(shí)踐中，筆者歸納出了一些極有實(shí)效的輔導(dǎo)策略與方法。

1.課程類(lèi)型多樣化，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性

（1）校本課程為主陣地

在校本課程學(xué)習(xí)中，教師要發(fā)現(xiàn)對(duì)算法與程序設(shè)計(jì)有興趣并且學(xué)有余力的信息學(xué)特長(zhǎng)學(xué)生。課程設(shè)計(jì)旨在培養(yǎng)中學(xué)生使用計(jì)算機(jī)編程解決實(shí)際問(wèn)題的能力，進(jìn)而提升學(xué)生的創(chuàng)造性思維和計(jì)算思維。

（2）大學(xué)先修課為輔助

引入北京大學(xué)開(kāi)設(shè)的大學(xué)先修課程，大學(xué)提供的系列先修課學(xué)習(xí)資源，每學(xué)期組織課程結(jié)業(yè)考試。先修課程可以輔助學(xué)生算法與程序的學(xué)習(xí)，利用先修課資源補(bǔ)充校本課程的學(xué)習(xí)資源，并且將校本課程的學(xué)習(xí)與大學(xué)預(yù)科培養(yǎng)接軌，增加有難度、有挑戰(zhàn)性?xún)?nèi)容的學(xué)習(xí)，進(jìn)一步提升學(xué)生鉆研的興趣。

（3）利用學(xué)術(shù)講座拓寬視野

寒暑假邀請(qǐng)進(jìn)入大學(xué)深造或者已經(jīng)在信息學(xué)相關(guān)領(lǐng)域有研究成果的畢業(yè)生回校進(jìn)行學(xué)術(shù)講座。這既拓寬了學(xué)生的視野，激發(fā)了他們的鉆研熱情，同時(shí)也為學(xué)生未來(lái)專(zhuān)業(yè)的選擇、職業(yè)的發(fā)展規(guī)劃提供了一定指導(dǎo)。

2.教學(xué)形式多樣化，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)參與度

豐富的教學(xué)形式有助于突出學(xué)生的主體地位，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動(dòng)性，進(jìn)而更好地培養(yǎng)他們的綜合素養(yǎng)。教學(xué)活動(dòng)有以下幾種主要形式:

（1）學(xué)生主講

美國(guó)學(xué)者艾德加·戴爾1946年提出的“學(xué)習(xí)金字塔”理論，其研究表明不同的學(xué)習(xí)方法達(dá)到的學(xué)習(xí)效果不同，其中“教別人”或者“馬上應(yīng)用”的學(xué)習(xí)方式，可以讓人記住90%的學(xué)習(xí)內(nèi)容。根據(jù)這一理論，設(shè)置由教師確定一個(gè)主題，學(xué)生自行準(zhǔn)備講授內(nèi)容并上臺(tái)主講。

（2）師生對(duì)話(huà)

就某一問(wèn)題，采用問(wèn)答的方式（教師問(wèn)學(xué)生答），主要目的是解決個(gè)性化的問(wèn)題。

（3）全員參與

對(duì)于具有較大思維難度、綜合性較高的知識(shí)與問(wèn)題，教師作為討論活動(dòng)中的一員，和學(xué)生一樣提出自己的想法或者是需要解決的問(wèn)題, 多源頭合作解決，實(shí)現(xiàn)問(wèn)題的突破。

（4）多人協(xié)作

信息學(xué)奧賽的內(nèi)容非常寬泛且專(zhuān)業(yè)，包括程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法、圖論及組合數(shù)學(xué)、離散數(shù)學(xué)等方面的知識(shí)，由于學(xué)生個(gè)體的差異，我們可以通過(guò)多人協(xié)作使不同層次的學(xué)生由不同的教師分別進(jìn)行指導(dǎo)，而且每個(gè)學(xué)生并不是固定在某個(gè)層次的小組里，如果他們進(jìn)步較大超過(guò)了本層次學(xué)生的水平，則可以加入較高層次的小組學(xué)習(xí)。

（5）基于配套系統(tǒng)題庫(kù)實(shí)時(shí)反饋的學(xué)習(xí)

為了實(shí)時(shí)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行反饋，配套校本課程的學(xué)習(xí)，搭建有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的在線(xiàn)評(píng)測(cè)系統(tǒng)，為學(xué)生提供一個(gè)實(shí)時(shí)的、網(wǎng)絡(luò)下的評(píng)測(cè)環(huán)境。題庫(kù)中的題目按照信息學(xué)奧賽課程中的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行分類(lèi)，題目的難度是按照梯度遞進(jìn)的，實(shí)踐證明，基于在線(xiàn)題庫(kù)下的學(xué)習(xí)是非常有效的。

3.課程評(píng)價(jià)反饋，促進(jìn)課程再學(xué)習(xí)

（1）立足全面發(fā)展的育人目標(biāo)，注重培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)

算法與程序設(shè)計(jì)校本課程的開(kāi)設(shè)不單單是為了培養(yǎng)具有專(zhuān)長(zhǎng)的人才，在課程教學(xué)中教師要有“五育”并重的全面育人目標(biāo)，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)“德”“智”有正確的認(rèn)識(shí)，讓其擁有一個(gè)健全的人格和積極向上的品德。

（2）基于在線(xiàn)評(píng)測(cè)網(wǎng)站下的評(píng)價(jià)

評(píng)價(jià)是教學(xué)活動(dòng)中的重要環(huán)節(jié)，在線(xiàn)測(cè)試題庫(kù)可以讓學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)解決問(wèn)題，動(dòng)態(tài)顯示學(xué)生的得分情況，對(duì)學(xué)習(xí)結(jié)果能進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)反饋。

（3）參加各類(lèi)比賽，促進(jìn)課程的學(xué)習(xí)

算法與程序設(shè)計(jì)的比賽很多，各級(jí)各類(lèi)比賽為學(xué)生提供了交流提高、評(píng)價(jià)反饋的平臺(tái)，學(xué)生也可以根據(jù)具體的比賽成績(jī)來(lái)及時(shí)調(diào)整學(xué)習(xí)策略和學(xué)習(xí)進(jìn)度。

（4）大學(xué)先修課程驗(yàn)收考試

在學(xué)生參與學(xué)習(xí)大學(xué)先修課程的過(guò)程中，教師要及時(shí)考察學(xué)生程序設(shè)計(jì)與算法的能力，從高校的角度給予學(xué)生學(xué)習(xí)方向上的指導(dǎo)。

三、校本課程下特長(zhǎng)學(xué)生培養(yǎng)的效果

1.促進(jìn)一大批優(yōu)秀學(xué)生成長(zhǎng)

自2013年我校開(kāi)設(shè)“C程序設(shè)計(jì)與趣味算法”的校本課程至今，一大批學(xué)生在各類(lèi)比賽中取得了優(yōu)異的成績(jī)，進(jìn)入大學(xué)后均有不錯(cuò)的發(fā)展，以下是近年的獲獎(jiǎng)情況：2018年全國(guó)青少年信息學(xué)奧林匹克競(jìng)賽中，我校馮暢等14名學(xué)生獲得省級(jí)一等獎(jiǎng)，李澤睿等19名學(xué)生獲得省級(jí)二等獎(jiǎng)，唐堃鋼等6名學(xué)生獲得省級(jí)三等獎(jiǎng)，等等。在全國(guó)賽及國(guó)際賽方面， 我校22人獲得國(guó)家級(jí)比賽獎(jiǎng)牌，6人獲得國(guó)際賽獎(jiǎng)牌。

2.注重對(duì)學(xué)生綜合學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)

程序設(shè)計(jì)及算法的學(xué)習(xí)是一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠?jì)算思維訓(xùn)練過(guò)程，我們通過(guò)校本課程的學(xué)習(xí)，能幫助學(xué)生形成嚴(yán)謹(jǐn)踏實(shí)的學(xué)習(xí)習(xí)慣，提升他們的自主學(xué)習(xí)能力及溝通交流能力。對(duì)我校參與程序設(shè)計(jì)及算法學(xué)習(xí)的學(xué)生進(jìn)行長(zhǎng)期跟蹤后發(fā)現(xiàn)，學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)?cè)谠瓉?lái)起點(diǎn)的基礎(chǔ)上都有了普遍上升。

3.教師的教學(xué)水平得到切實(shí)提高

通過(guò)課程的開(kāi)展，教師的教學(xué)能力得到大幅提升。為了課程成果的普及，有所收獲的教師多次在省市區(qū)進(jìn)行公開(kāi)課、報(bào)告，以此推進(jìn)課程成果的應(yīng)用。

4.在大學(xué)區(qū)內(nèi)發(fā)揮示范輻射作用

從2013年開(kāi)始，在大學(xué)區(qū)范圍內(nèi)推廣校本課程研究成果，發(fā)揮學(xué)區(qū)長(zhǎng)學(xué)校帶動(dòng)作用，為其他學(xué)校教師提供助力，促進(jìn)教師的教學(xué)、教研、競(jìng)賽輔導(dǎo)等多方面的發(fā)展，在大學(xué)區(qū)范圍內(nèi)打造了一支強(qiáng)有力的教師隊(duì)伍，構(gòu)建了由核心教師協(xié)同校本研修群體并建立有效的運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制，解決了限制教師教學(xué)水平發(fā)展的問(wèn)題，特長(zhǎng)學(xué)生得到良好發(fā)展，學(xué)校也獲得特色發(fā)展。

四、問(wèn)題與反思

問(wèn)題：學(xué)校間、區(qū)域間發(fā)展不均衡

學(xué)生學(xué)習(xí)需求高與學(xué)習(xí)資源短缺的矛盾還將持續(xù)存在；由于部分學(xué)校存在認(rèn)識(shí)誤區(qū)，教育觀、人才觀出現(xiàn)偏差，對(duì)信息學(xué)活動(dòng)的意義認(rèn)識(shí)不足，導(dǎo)致在教師分工、資源配備、激勵(lì)機(jī)制建立等方面存在缺失，不利于活動(dòng)的開(kāi)展；部分學(xué)校教師的組織策略和方法不對(duì)，雖然花了不少精力和時(shí)間，但學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性沒(méi)有充分被調(diào)動(dòng)，學(xué)習(xí)效果不佳。

反思：1.進(jìn)一步在大學(xué)區(qū)內(nèi)積極開(kāi)展校本課程活動(dòng)，推動(dòng)研修共同體的構(gòu)建，通過(guò)核心教師帶動(dòng)輻射學(xué)區(qū)內(nèi)教師共同學(xué)習(xí)，打造成長(zhǎng)梯隊(duì)，同時(shí)達(dá)到多贏。2.繼續(xù)深化校本課程研究，進(jìn)一步做好成果的推廣應(yīng)用工作。

作者單位 陜西省西安交通大學(xué)附屬中學(xué) 陜西省西安市第十中學(xué)

責(zé)任編輯：張 言