初中信息学拔尖创新人才培养策略研究

2025-02-13 00:00:00陈荟
中国教育技术装备 2025年1期
关键词:拔尖创新人才学科竞赛

摘" 要:针对初中信息学拔尖创新人才的选拔途径,提出综合学业筛选、思维能力测试、综合素质考查三个阶段的多元选拔模式,选拔考查方式则采用基于Bebras的测试,并从课程体系化、教学模式多样化、评价多维化三个方面提出初中信息学拔尖创新人才的培养建议。这些策略建议的实施将有助于从早期开始选拔和培养计算机学科方面的顶尖创新人才。

关键词:初中信息学;拔尖创新人才;学科竞赛;Bebras

文章编号:1671-489X(2025)01-0-04

DOI:10.3969/j.issn.1671-489X.2025.01.

0" 引言

随着《教育部关于在部分高校开展基础学科招生改革试点工作的意见》(教学〔2020〕1号)的发布,部分高校开始实施基础学科招生改革试点工作,也就是“强基计划”。该计划的主要目的是选拔和培养高水平的创新人才,为国家的发展和进步提供强大的智力支持。《教育部2022年工作要点》重点强调了积极探索早期发现和选拔培养优秀创新人才的机制,并进一步强化了“强基计划”的实施力度。党的二十大报告指出:“加快建设国家战略人才力量,努力培养造就更多大师、战略科学家、一流科技领军人才和创新团队、青年科技人才、卓越工程师、大国工匠、高技能人才。”这意味着新时代对选拔和培养优秀创新人才提出更高的要求。2023年,四川省教育厅与省委组织部、省科技厅共同制定《贯彻落实〈关于加强基础学科人才培养的意见〉工作方案》,明确提出要构建加快培养基础学科拔尖人才的政策体系和工作体系。基于此,基础教育阶段拔尖创新人才的选拔和培养日益重要,早期拔尖人才的选拔和培养工作势在必行。

作为“强基计划”的重要组成部分,学科竞赛在提高基础学科教育质量和水平方面发挥了积极的推动作用,是培养拔尖创新人才的有力手段之一。信息学学科竞赛作为五大学科竞赛之一,是选拔和培养具备优秀计算机科学素养的拔尖创新人才的重要途径之一。随着计算机的普及,越来越多的学生在早期就对计算机产生浓厚的兴趣。作为教育工作者,信息学学科竞赛教练应该充分抓住学生早期的兴趣热潮,将信息学学科竞赛知识作为他们的教育启蒙,从早期就开始选拔和培养在计算机学科方面的拔尖创新人才。

1" 初中信息学拔尖创新人才选拔途径

1.1" 研究借鉴

拔尖创新人才是在全面发展的基础上,创新思维和能力等方面都高度发展的人才。发现人才是培养人才的前提,因此,如何采取有效措施发现人才是当前拔尖人才培养工作中的重点和难点[1]。郑永和等[2]认为,拔尖创新人才选拔应当重视知识、能力和志趣等多个方面,并提出多元选拔“知识、能力和志趣”三联考查模式,该考查模式可概括为三个阶段:资格审查、基础知识测试、综合素质考查。其中,资格审查主要是基于学生的学业表现和个人成就进行资格初筛;基础知识测试则是以笔试的方式考查学生在相关领域的认知基础;综合素质考查的最终目的是评估学生的能力水平,并揭示其兴趣志向和个性特征。钟秉林等[3]也提出在评价标准上应当注重对学术创新性、综合素质和家国情怀等多个方面的考查,避免以单一的智商或认知水平进行选拔。信息学学科竞赛适合有天赋且真正热爱信息学、计算机科学的学生,因此有必要采取更有针对性的选拔模式。

1.2" 选拔途径

本文基于郑永和等人提出的多元选拔模式,在成都七中八一学校开展初中信息学拔尖创新人才选拔工作,该项工作可以概括为三个阶段:综合学业筛选、思维能力测试、综合素质考查。下面笔者将展开说明本研究中的初中信息学拔尖创新人才选拔途径。

1.2.1" 综合学业筛选

心理学家研究发现,13岁是青少年发展至关重要的时期。目前,国内义务教育实施的是“6+3”教育模式,学生在12岁左右正式步入初中,即将进入发展的关键时期,故在初一进校之后要尽快开展初期的选拔工作,成都七中八一学校一般会在期中学业质量测试过后开展第一阶段综合学业筛选的工作。在学生参加第一次期中考试之后,综合考虑学生的学科成绩情况(其中以数学学科为主),筛选出一部分综合学业优秀的学生;接下来同班主任对这部分学生进行一些背景调查,主要了解学生的学习习惯、听课状态等,从而确定进入选拔第二阶段的学生名单。

1.2.2" 思维能力测试

选拔的第二阶段是思维能力测试,测试的目的主要是考查学生的计算思维能力、抽象思维能力、逻辑思维能力、数理思维能力等,以笔试的形式开展。在测试选题方面,不能过多地涉及信息学学科竞赛相关知识,更不能设置数学奥赛题目。在选拔方面,笔者经过大量的资料检索和文献阅读,确定以Bebras试题为参考进行试卷组卷工作,并通过此轮选拔确定最终的竞赛班级学生名单。

Bebras是国际计算思维挑战赛的简称,该项比赛始于2004年,侧重评价学生的计算思维能力。该项比赛为每一个年龄段的学生制定了适合学情的试题,有简单、中等、困难三种难度,每道题目均为情景性问题,学生能利用现有的知识储备完成试题。而从各国包括我国开展Bebras的情况来看,Bebras题目具有一定的参考、借鉴和应用价值[4]。进行测试试题组卷时,主要使用Bebras针对10~12年龄段的试题,从中选择难度为中等和困难的题目进行测试,主要考查学生的逻辑推理、数形结合、阅读理解、计算思维等能力,试题样例如下所示。

题目:

比弗兰有一家制作晚间新闻简报的国家广播公司,其中大多数新闻都是真实的,但有些也是假的。每天都有四只海狸艾哈迈德、伯特、乐天和达伊一起看晚间新闻

√艾哈迈德非常善于识别新闻是真的还是假的

√伯特认为所有的新闻都是假的

√乐天认为所有的真新闻都是假的,假新闻都是真的

√达伊认为每一条新闻都是真的

问题:

为了决定一条新闻是否真实,至少要有三个人一致认同它是真的才行。请问海狸们什么时候会同意一条新闻是真的?(" " )

选项:

A.当新闻是真的时候

B.当新闻是假的时候

C.无论如何都是真的

D.无论如何都是假的

1.2.3" 综合素质考查

根据智商来选拔人才已无法满足新时代对创新人才的多元化需求。从内部和外部两个角度分析人才发展的关键影响因素,可以发现,在人才内部特征中,诸如个体动机、兴趣、信念以及自信、独立、热情、冒险、好奇心等人格特质的非智力因素对个人发展具有重要影响。因此,在第二阶段测试选拔后,教练仍需在后续的竞赛课程中持续关注学生的发展,特别是学生对信息学兴趣的持久性、自主学习动力等心理品质。一般来讲,在学习完循环和数组后,学生对自己是否对信息学感兴趣有了一个大致的了解,教练可以通过测试的方式进行分流筛选。算法学习则是第二个重要的阶段,该阶段对学生抽象建模等高阶思维能力有较高的要求。同时,学生也需要不畏困难、克服困难、有足够的内驱力、保持对问题的好奇心,等等,其对学生的综合素质又提出更高的要求。此时的筛选不能仅仅依靠测试,需要从多方位考查,比如对平时的上课状态、练题情况、自主学习意愿等进行过程性评价。

2" 初中信息学拔尖创新人才培养策略

在培养具备卓越创新能力的信息科技人才过程中,课程设置的严谨性和合理性至关重要,课程教学不仅是知识传递的主要渠道,更是培养学生思维与创新能力的重要途径。同时,教学评一体化策略的实施对教学质量和效果产生直接影响,是提升教育水平的必要手段。基于学校在选拔初中信息学拔尖创新人才方面的实践经验,本文从课程设计、教学方法、评估体系三个维度,对初中信息学拔尖创新人才培养策略进行深入探讨,旨在为我国的教育工作者提供可资借鉴的参考范例,共同推动信息学教学的进步。

2.1" 课程体系化,合理规划课程节奏

课程是培育人才的有效载体。通过对《NOI大纲(2023年修订版)》进行梳理,可以将课程内容大致划分为入门、提高和NOI三个层级,初中开展信息学竞赛一般以入门级和提高级为目标。其中,入门级主要包含计算机基础知识、C++程序基本语法、基本数据结构、入门级算法和基础数学应用五大板块,提高级主要包含STL模板、数据结构进阶、算法进阶和数论四大板块。不难发现,大纲在入门级和提高级中内容板块有交融且难度呈阶梯状螺旋上升。为了培养初中学段的信息学拔尖创新人才,需要在学生不同的发展阶段制定不同的培养策略,并形成相应的课程体系。下面以初一阶段的入门级课程体系为例进行说明。

入门级知识内容主要包括计算机基础知识、C++程序基本语法、基本数据结构、入门级算法和基础数学应用五大基础板块。其中,C++程序基本语法是后续课程的基础,主要包含基本数据类型、基本语句、基本计算、数组、字符串、函数与递归;计算机基础知识则是对计算机基本概念的一些科普;基础数学应用包含数及其运算、初等数论、组合数学等;基本数据结构包含链表、栈、队列、二叉树、图;入门级算法包含枚举、贪心、递推、递归、二分、倍增、排序、搜索、动态规划等。基本数据结构和入门级算法可以极大地锻炼学生的计算思维能力,因此在课程设计中要着重体现;计算机基础知识和基础数学应用可以和基本数据结构以及入门级算法两大板块进行融合。因此,在初一课程体系中,除了让学生掌握C++程序的基本语法外,还要借助一些简单的数据结构和算法的内容来培养学生的计算思维能力。

鉴于入门级知识内容较为繁杂,在设计课程内容时不能追求知识的面面俱到,而应从发展和培养学生思维能力的角度出发,合理设计知识内容。同时,还需要注意知识的结构体系,实现知识难度的螺旋式上升。具体可参照图1。

除此以外,教练还需要根据开课实际合理规划课程节奏。在规划课程节奏时,要科学安排训练时间,综合考虑学生的接受能力和学习进度,确保学生能够充分理解和掌握课程内容。同时,教练还需要根据学生的学习情况和反馈及时调整教学策略和节奏,以确保教学效果和学生学习成果的最大化。教练可以通过学生的练习题完成情况或测试成绩及时了解学生的学习状态,也可以进行问卷调查,了解班级的整体学习情况。

2.2" 模式多样化,调动学生内驱力

在教学过程中,教练不仅是知识的传播者,更应当是学生综合发展的引导者。在训练过程中,教练应当多关注学生的学习特点和需求,根据他们的个人能力和兴趣点因材施教,并采用多样化的教学方法激发学生的好奇心和探求欲,从而提升学生的学习内驱力。

例如,在学生对基础算法和数据结构有了一定的理解和掌握后,可以组织学生以小组合作的形式进行专题算法分享,每个小组选择自己感兴趣的知识专题进行深入研究,然后通过PPT演示、好题分享等方式向其他小组展示自己的研究成果。这种分享方式不仅可以促进知识交流和共享,还可以帮助每个小组成员开阔自己的视野,培养他们的自主学习能力。同时,在小组合作过程中,成员之间需要相互配合、协调工作,锻炼团队合作和沟通能力。因此,以小组合作的形式进行专题分享是一种非常有益的学习和实践方式。还可以在每次测试后邀请学生进行一题多解分享,以促进学生对问题的深入理解,并培养他们灵活运用不同知识和方法解决问题的能力。这一过程需要学生具备扎实的综合运用知识能力,以便将已有的知识和方法融会贯通。

除此以外,教练还可以邀请一些优秀的学长、学姐进行信息学竞赛的相关经验分享,他们可以为学弟、学妹提供宝贵的建议和指导;也可以同其他友好学校的学生进行联赛,通过互相切磋、互相学习,提升学生的技能水平,以赛促学。

2.3" 评价多维化,注重学生全面发展

教练不能仅仅以成绩作为评价学生的唯一标准,而应该采取多元化的评价方式,以全面了解学生的能力、潜力、努力和成就。在信息学竞赛中,学生需要具备坚持不懈、勇于攀登的品质,而教练应该注重培养学生的这些品质,以帮助学生成为全面发展的拔尖创新人才。

在平时的竞赛训练过程中,教练需要充分结合学生的具体课堂表现进行详细的过程性评价,以深入了解学生的学习习惯和听课效率等关键要素。通过观察学生的表现,教练可以判断学生对课程的感兴趣程度、能力水平以及学习动力等情况。在掌握这些信息的基础上,教练可以在重要节点与学生进行及时交流,比如在发现学生出现学习困难或兴趣下降时,及时调整教学策略,提供额外的辅导或指导,以帮助学生克服困难并激发他们的学习热情,不断提升技能水平。

信息学拔尖创新人才的早期培养应注重对学生品格的塑造,培养具有完善人格的创新人才。作为教育工作者,教练应当重视学生的精神成长,促进学生的健康人格形成;同时,鼓励学生设立近期目标和长远目标,让他们既仰望星空,又脚踏实地。要引导学生尽可能延迟满足感,志存高远,培养他们为人类的文明与进步贡献智慧和力量的意识。同时,鼓励学生立志服务于国家战略发展需求,引导他们将个人的成长进步同国家的前途命运紧密地联系在一起。

3" 参考文献

[1] 徐孝刚,杨唯希,董朝.关于构建创新拔尖人才选拔机制的思考与实践[J].高校辅导员,2015(3):44-47.

[2] 郑永和,杨宣洋,谢涌,等.我国拔尖创新人才的选拔与培养:基于教育实践的多案例循证研究[J].中国科学院院刊,2022,37(9):1311-1319.

[3] 钟秉林,陈枫,王新凤.我国拔尖创新人才培养体系的本土经验与理论构建[J].中国远程教育,2023,43(12):1-9.

[4] 张琪.基于Bebras试题的小学高年级学生计算思维评价研究[D].呼和浩特:内蒙古师范大学,2021.

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