《信息學競賽教學策略與實踐研究》課題中期研究報告

《信息學競賽教學策略與實踐研究》

課題中期研究報告

陝西師大附中 馬立

一、本課題研究的背景與意義

進入21世紀，随着我國新一輪課程改革的啟動，探究學習這一現代學習方式開始步入課堂，并日益受到關注和重視。高中信息學奧林匹克聯賽是由中國計算機學會統一組織，面向全國青少年的信息學競賽活動，旨在向那些在中學階段學習的青少年普及計算機科學知識，給那些有才華的學生提供相互交流和學習的機會，并通過競賽和相關的活動培養和選拔優秀的計算機人才。其競賽考試内容以運用程序解決實際問題為核心，考的是學生算法設計，數據結構選擇及利用高級語言編寫程序的能力，所教授的内容完全是大學本科及以上計算機專業的學科課程，是高中階段課外性質的因材施教活動。若想在高中有限的時間内對所輔導的中學生完成内容衆多的教學任務，并取得好的成績，采用合适的教學策略教學策略對所教授的學生進行有效教學是必不可少的。根據教學策略的理論依據，“教學策略是指在不同的教學條件下，為達到不同的教學結果所采用的手段和謀略，它具體體現在教與學的活動中。”^{[1] 目前教學中使用的教學策略種類較多，但是若從本質上看則大緻可劃分為三大類：以教為主的策略、以學為主的策略和教與學通用策略[2]。本文将探讨在信息學競賽教學中不同的教學階段所适用的不同教學策略，來達到提升教學效率的目的。}

二、本課題研究的主要思路與重要觀點

教學策略是教學實施中進行的系統決策活動的一個動态過程, 是通過概括性思考對教學活動全過程進行的預先謀劃。作為教學設計的有機組成部分, 它是在特定教學情境中為适應學生學習需要和完成教學目标而對多種教學方法的整合, 并随情境變化而進行适時的調整。教學策略的建構與運用是為了更好地完成教學目标、提高教學質量和績效。對待教學策略的優劣要用辯證的觀點看待, 每一種教學策略都有積極性一面, 又有不足之處。與教學活動相适應、與教師教學和學生學習相适應的教學策略會對教學活動産生積極作用。所以，教學策略本身并沒有優劣之分，教學策略的建構與運用隻有是否适應教學需求、是否完成教學目标、是否提高教學質量的差别，而這也就是判斷教學策略是否适應教學的标準。

本課題的選擇從自身學科教學領域出發，選擇信息學奧林匹克競賽作的教學輔導工作作為研究的對象，在教學中，根據教學進度及學生的學習情況，使用各種不同的教學策略對待不同的章節進行指導教學。單一的教授與作業相比，采用合适的教學策略能使學生的學習具有更強的問題性、自主性、探究性、開放性和參與性等特征，能有效提高教學效果，以期在短期内取得好的成績。其研究的基本環節為：研究學習——研究假設———實踐驗證——比較研究實踐結果——反思改進。

三、研究的具體目标

1．探索适合高中信息學競賽輔導的教學策略。

2．提高教師的業務素質與科研能力，促進教師專業化發展。

3．培養學生良好的主探究能力，有效提高學生信息學競賽成績。

4．促進師生不斷進行科學探究、提高科學的評價标準和評價方式。

四、研究的原則與方法

1、研究原則：理論和實際相結合。在學習有關教育教學理論的同時結合課題研究的實踐來研究，在課題研究的實踐中一邊研究邊提高理論水平，一邊實踐一邊進行課題研究的理論總結。

2.研究方法：

① 觀察法 ②文獻法 ③調查法 ④實驗研究法⑤經驗總結法 ⑥行動研究法。邊實踐邊探索邊研究邊總結，在實際行動中，做、學、研三位一體

本課題主要采用行動研究法。各課題組成員應根據實際情況，以“校本教研”為主要形式和基本途徑，積極吸收有關的教學教研人員參與研究實驗工作。在研究過程中，根據各工作階段的任務，通過相關的理論學習、培訓，課堂教學實踐研究，教學研讨活動，教學設計、教學案例、教學經驗交流等，及時地總結經驗，發現問題，調整實驗計劃，提高實驗工作的實效。

五、課題研究實施計劃

六、階段性課題研究的進展情況和研究的階段成果

通過前一段時間的課題研究，在課題組專家及學校各個領導的支持和指導下，本課題組全體成員相互合作，課題研究取得了較為理想的成績，目前研究的進展情況如下：

1）、課題組老師首先明确了教學策略在教學系統中的地位及意義。

教和學, 兩者的出發點和側重點是不一樣的, 教的出發點和側重點偏重于教的人和指導者, 而學則偏重于學的人和獲得者, 兩者在概念上是有區别的。所以教的策略與學的策略是不一緻的, 在概念的界定和使用時須加以區别。大多數教育工作者認為, 教學就是教的人指導學的人進行學習的活動，指的是教和學兩方面相統一的活動。單獨的教、單獨的學或者隻是教和學的簡單相加都不是完整意義上的教學活動。在對教學活動的研究過程中應該是将教和學有機結合起來, 從不同的側重出發進行研究。對于教學策略的研究來說, 同樣也應該這樣, 從教和學兩方面出發進行研究。教學設計專家格斯塔非森指出:教學策略是教學設計這個整體方案中的一個有機組成部分, 不能取代教學設計的全部。例如, 加涅就把教學設計分為鑒别教學目标、進行教學分析、鑒别起始行為特征、建立課文标準、提出教學策略、創設和選擇教學材料、設計與執行形成性和總結性評價等幾大部分; 史密斯和瑞甘也将教學策略視為教學設計過程的環節之一; 在國内也有學者把教學設計的基本要素分為: 教學目标、教學内容、教學對象、教學策略、教學媒體、教學評價等具體内容。可見, 教學策略與教學設計是部分與整體的關系, 教學設計的對象是以教學目标為指向的整體性實施方案, 而教學策略主要解決“如何教”的問題。教學策略則具有指導功能和比較靈活的調控功能, 可以根據實際情況對教學内容、方法、組織形式等進行補充、調整、變動, 它還包括對教學模式進行選擇, 甚至修訂具體教學目标, 使之更符合當時的情境,趨向于總體目标的達成。

教學策略在教學系統中的位置，如下：

從文獻資料的研究結果可以看出，教學模式是教學策略的靜态反映，教學策略是一個動态的建構過程。教學策略屬于全面的“戰略”範疇, 教學方法屬于具體的“戰術”範疇, 教學策略包括了一個或多個預設的系列化的教學方法系統, 對教學方法具有選擇、組織和控制的作用, 是決策教學方法的活動。

總之，教學策略是教學實施中進行的系統決策活動的一個動态過程, 是通過概括性思考對教學活動全過程進行的預先謀劃。作為教學設計的有機組成部分, 它是在特定教學情境中為适應學生學習需要和完成教學目标而對多種教學方法的整合, 并随情境變化而進行适時的調整。教學策略的建構與運用是為了更好地完成教學目标、提高教學質量和績效。對待教學策略的優劣要用辯證的觀點看待, 每一種教學策略都有積極性一面, 又有不足之處。與教學活動相适應、與教師教學和學生學習相适應的教學策略會對教學活動産生積極作用。所以, 教學策略本身并沒有優劣之分, 教學策略的建構與運用隻有是否适應教學需求、是否完成教學目标、是否提高教學質量的差别, 而這也就是判斷教學策略是否适應教學的标準。

2）、探究出了适合不同教學階段的教學策略

①、信息學競賽的初期階段－教為主的策略主導

在信息學競賽的培養初級階段，教師占主導地位，采用各種以教授為主的教學策略，如在學生競賽選手的選拔上采用“先行組織者”教學策略。選擇全體學生中計算機操作水平好，對信息技術感興趣程度高，同時又具備刻苦的鑽研精神的同學作為培養對象。這些同學在新的知識學習之前，利用适當的引導性材料對當前所學新内容加以定向與引導，幫助學生認識到當前所學内容與自己頭腦中原有認知結構的哪一部分有實質性聯系，從而有效地促進有意義學習的發生。比如在講解二進制編碼時，利用迷路的故事說明經緯度編碼可以精确定位地球上的每一點，再引導學生與日常生活中的編碼情況聯系起來，如：郵政編碼、學号分配等等，最後用燈泡的開關代表不同的含義并不斷增加含義的内容及燈泡的數量，促使學生通過已有的知識體系去學習新的知識。在基本結構學習以及算法入門即函數和過程簡單調用之前的内容的時候，“五段教學”策略（激發動機—複習舊課—講授新課—運用鞏固—檢查效果）是采用的最多的教學策略。學生們在學習編程前，是沒有接觸過計算機程序的，這是一個全新的知識體系，必須使學生們在一步步鞏固中逐漸适應新的知識體系，反複練習，養成良好的編程習慣，在日後才能去處理更複雜的問題。

②、信息學競賽的中級階段－教與學并重的策略主導

教授搜索及搜索的優化的時候，就要開始采用教與學并重的教學策略，如協作式的教學策略。（協作學習策略是在教師的指導下，指兩個或兩個以上的學習者通過讨論、互助等方式來互促學習，提高學習成效的一種教學策略。）在掌握了基本結構學習以及算法入門後，在第二個階段必須注重激發學生獨立思考的水平與能力，但是各個學生的能力是不同的，在學生之間的協助更加有利于學生思維能力的提升。在教學中将學生分組協助，盡可使每個學生學有所獲，同時增加他們的競争意識，全面激發學生的思維水平。如在講解典型試題：一個人一次能上一個台階，也能一次上兩個台階，問輸入n個台階有多少種上法。我将學生按不同能力的進行分組，講解完成後，衍伸題目，這個人還一次能上三個台階，問輸入n個台階有多少種上法；這個人還能一次上四個台階，問輸入n個台階有多少種上法等。學生在小組之内積極協作，小組間積極競争，激發了學生的思考熱情，不但會很快完成相關任務，而且會互相幫助完全掌握教師所講授的内容。

③、信息學競賽的高級階段－學為主的策略主導

步入動态規劃、圖論及其它高級算法的教學内容後，必須采取以學為主的教學策略為主導。第三個階段的學習是學生是否能取得一個好的成績的關鍵，教師的教授與指導要變的簡短有力，大量的時間讓給學生去主動地進行意義的建構，學習的同時形成自己的解題風格，最終才能取得一個良好的成績。（以“學”為中心教學策略以建構主義理論為基礎，具體的教學策略有抛錨式、支架式、随機進入式等。）如采用支架式的教學策略，在講完完全背包的動态規劃後，将題目變成站隊問題，先對站隊的男生加以條件限制，學生們可以用完全背包的動态規劃遷移到這裡來解決問題；然後對男生女生的條件都加以限制，這樣學生必須用兩次完全背包才能解決問題。這個思考過程是學生必須在原有的概念框架基礎上通過自身的探究才能解決相應的問題的。利用抛錨式教學策略為指導，此時的教學要多采用複賽模拟形式，每周一小測，每月一大測，實現以賽代練，以賽代學，在做模拟測試過程中鞏固舊知識，學習新算法、增加了學生的比賽經驗，為日後取得好的成績打下了良好的基礎。

3）、根據研究成果進行了實踐探究，取得了成績.

根據探究結果，對進入全國賽的趙一同學采用了以學為主的教學策略為主導進行單獨輔導。輔導教師馬立利用2011年8月期間，對趙一同學進行了單獨的輔導教學，采用了抛錨式、支架式等得教學策略進行實踐教學，最終在2011年8月，第二十八屆全國青少年信息學奧林匹克競賽中，趙一同學以381分的成績位列銅牌獎前列，他的成績是陝西省的最好成績。陝西省由于競賽開展的較晚，整體水平較低，趙一同學能在全國的比賽中獲得銅牌已經付出了巨大的努力，可惜的是趙一同學與銀牌的差距并不大，完全有希望取得銀牌。這次成績已經是得來不易，在實踐教學過程中采用的正确的教學策略取得了一定成績。

4）、對高一新生的教學策略的研究正在展開

針對高2014屆高一新生的信息學輔導工作正在展開，對新生的教學策略的研究與探索已經開始，部分問卷調查已經完成。限于時間較短進一步的研究工作有待開展。

七、課題研究中存在的問題和對策

經過進半年的研究與實踐，課題組探索出了一些成功的教學策略适用範圍，取得了一些成果，但仍有一些問題需要在後面繼續探讨和研究：

1、開展本課題研究的時間較短，很多教學策略的總結是依靠以前的教學經驗與實踐結果總結出來的，還缺乏時間進行實踐驗證，在具體的教學逐步開展驗證還需要更多的時間。

2、在更多的教學策略的案例上的研究還有待進一步開展。目前所得到的研究成果僅限于信息學競賽輔導的全面指導，對深入的探究進在後期全國賽階段進行過部分實踐，由于時間關系，對高一新生的信息學競賽的教學策略的案例研究上還沒有徹底展開，利用九月開學階段，對高一新生的教學策略的設計及實踐會逐步展開。

八、課題下一階段研究計劃及确保最終成果的主要措施

下階段的主要措施如下：

（1）整理實驗數據和資料，對實驗效果進行評價。

（2）整理優秀教學設計、課例、案例，做好實驗的教科研論文成果的彙編。

（3）形成課題研究性報告，收集整理課題研究的數據資料，進行分析，撰寫課題研究報告，做好課題結題工作。

總之，本課題開題以來，所有成員始終以求真務實、腳踏實地的态度不斷學習、不斷探究和創新，使信息學奧林匹克競賽的輔導工作有了較大的提高。但同時我們也深深地感到許多地方還有待我們進一步研究，我們課題組的全體教師會在今後的時間裡繼續紮紮實實的開拓創新，将本課題的研究深入的搞下去。