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信奥指南 | 什么是信息学?为什么学?应该怎么学?

2022年3月9日 438

什么是信息学

Informatics信息学(Informatics)一词在很多场合是计算机科学(Computer Science)的代称。在中国大陆地区,特别是中学阶段主要指计算机科学中关注“计算机理论与算法(Theory and Algorithms)”的子领域。  

信息学竞赛

OI对于很多青少年来说,提到“信息学”这个词,第一反应就是在后面再加上“竞赛”、“奥赛”、“奥林匹克”这样的字眼。对应的英文名称就是“Olympiad in Informatics”,简称 OI。
  在青少年阶段,“信息学”相关最高级别的竞赛是“国际信息学奥林匹克竞赛(International Olympiad in Informatics)”,每年举办一次。全球 103 个成员(前成员)国家和地区会派出不超过 4 名队员参加的代表队参加。中国代表队 4 名队员由中国科协和国家自然科学基金委资助,中国计算机学会带队出赛。在国内,“信息学”相关最高级别的全国性竞赛是 “全国青少年信息学奥林匹克竞赛(National Olympiad in Informatics)”,简称 NOI。各省、自治区、直辖市及特别行政区会派出代表队参赛,角逐能参与国家队选拔的国家集训队资格。与信息学相关的由中国计算机学会(CCF)主办或承办的 NOI 系列活动还包括:

  • NOI Online 能力测试,简称“NOI Online”。自 2020 年起每年在春季学期举办,由中国计算机学会统一命题、在线组织。分为入门组和提高组两个组别,作为 NOI 系列活动中参加门槛最低的活动,为希望参加 NOI 系列活动的选手提供了练习和提升自己的机会,在信息学普及方面发挥了重要作用。其成绩证明近年来也在部分活动中得到了认可和参考。
  • CSP 非专业级别的能力认证,简称CSP-J/S”。自 2019 年开始每年在同一时间、不同地点、遵循全国统一大纲开展,分“入门”和“提高”两个级别对参加者的算法和编程能力进行测试,核心在于推动编程与计算机科学知识的科普。CSP-J/S 成绩优异者,可获得后续优先参加 NOI 系列活动的机会。
  • 全国青少年信息学奥林匹克联赛(National Olympiad in Informatics in Provinces),简称“NOIP”。每年在秋季学期举办。由中国计算机学会进行全国统一命题,以省为单位在同一时间、不同地点由各省特派员组织考试。在 2019 年前分为普及组、提高组两个组别。2019 年后进行改革,主要面向高中的高水平选手。在 NOIP 中成绩优异的选手将有机会参与此后省队选拔获得进入全国青少年信息学奥林匹克竞赛(NOI)的资格。
  • 全国青少年信息学奥林匹克竞赛冬令营(National Olympiad in Informatics, Winter Camp),简称“NOI 冬令营”。由中国计算机学会每年在寒假期间开展的为期一周的培训活动。冬令营共 8 天,包括授课、讲座、讨论、测试等。
  • 国际信息学奥林匹克竞赛中国国家队选拔(International Olympiad in Informatics, China Team Selection),简称“CTS”。每年在冬春之交分多阶段面向国际信息学奥林匹克竞赛中国国家队集训队员举办,近年来和冬令营合场举办。参加选拔的队员需完成作业测试、集训、冬令营交流、线下选拔测试和现场答辩,角逐成为最终 4 名中国国家队成员的机会。
  • 全国青少年信息学奥林匹克竞赛省选,简称“省选”。每年 NOI 举办之前,各省需分省进行省代表队选拔,从而确定哪些选手获得本省参加 NOI 的名额。自 2022 年起,省选全国统一命题、统一时间分省举办。每年每省有 4 名男生和 1 名女生会获得省队基本名额,根据实际情况每省另有有若干同学以激励名额和重大贡献奖励名额方式进入 NOI 省级代表队。
  • 全国青少年信息学奥林匹克女生竞赛,简称“NOI女生竞赛”。为鼓励和支持更多女选手参加 NOI 系列活动,自2022 年起举办 NOI 女生竞赛。通过该竞赛,有潜力的女选手将可以获得额外的省队名额,参加 NOI;此外,其成绩也将被作为选派参加相关国际女生竞赛中国队选手的主要依据。
  • 亚洲与太平洋地区信息学奥赛(Asia Pacific Informatics Olympiad),简称APIO,该竞赛为区域性的网上准同步赛,是亚洲和太平洋地区每年一次的国际性赛事。中国赛区由中国计算机学会承办,中国赛区前六名会计入亚太地区总榜和其他参赛国家一起进行排名,其他选手可在中国赛区内获得排名与奖项。

此外,自 2020 年起,由全球多国共同发起了国际初中生信息学竞赛,简称 ISIJ,面向参赛国还没进入高中阶段但学有余力的优秀学生。每一年中国计算机学会也会选派在 NOI 系列活动中表现优异的适龄选手组成中国初中生代表队参赛。

近年来,其他与信息学相关的活动还有“蓝桥杯”、“电子学会编程考级”的 C++ 组别部分。由于出现的时间较短,它们还没有建立广泛的公信力。但其题目难度较为适中,使用传统信息学的客观测评方式。作为培养兴趣、强化成就感的活动,还是可以根据实际情况选择性参加的。与此同时,值得关注的是,一些入选了竞赛白名单的活动(例如:“少年硅谷——全国青少年人工智能教育成果展示大会”、“全国中小学生信息技术创新与实践大赛 NOC”等)采用收费授权形式“外包”给了一个或者多个培训机构,组织考核的方式缺乏客观性,并存在机构通过植入“动漫亚文化”、“过度游戏化”内容诱导学生成瘾、在机构授课时提供答题模板或答案惰化学生思维等违背教育规律和科普公益性质的现象。建议真正希望让学有余力的孩子学习信息学的家长避开此类活动,以免对孩子此后学习信息学积累负面影响。 

信息学竞赛之路

Way to win根据学生的学习动机,学习信息学、参与信息学竞赛一般分为“兴趣培养”和“学有余力”两个阶段。

兴趣培养阶段对于小学生或初中低年级学生,在学好语文、数学等课内知识的前提下,可以以兴趣培养为目的了解信息学和计算机科学的科普内容。在这个阶段,最重要的事情是要确认自己是否有兴趣、有信心学信息学,在学信息学的过程中是否能产生强烈的成就感。当孩子有了一定的程序设计能力,喜欢通过编程解决问题之后再去参加考试或竞赛,强化成就感。要把参加考试和竞赛的成绩当成副产物,而不能本末倒置。

在学习有一年及以上的时间,已经对程序设计求解问题有充分兴趣之后,可以优先参加地方教育局或科协主办的区赛、市赛、省赛进行练手。有的地方区赛、市赛、省赛是分层晋级,下一级组织代表队参加上一级比赛;有的地方的区赛、市赛、省赛则是互相独立,报名没有资格限制。
这个阶段中国计算机学会主办的 NOI Online 入门组、蓝桥杯、电子学会编程考级也都是可以用来练手的测试。

在有一些考试经验后,就可以考虑参加中国计算机学会组织的 CSP-J/S 了。刚开始学习的同学应从“入门组(CSP-J)”先开始参加,在入门组中获得一等较高分数后,可以考虑再切换到“提高组(CSP-S)”,进入接下来学有余力的阶段。
有一些地区的优质初中会参考上述的一些测试的成绩来组织信息学学习小组、校队,有组织地在学校内开展训练。往往在小学阶段有相关经历的学生在进入初中的前后会更有可能获得入选和参与的机会。

学有余力阶段相比于兴趣培养阶段的同学,已经热爱信息学且学有余力的同学的目标和路径就比较清晰了。在已经具备了参加 CSP-S 的能力之后,如果在 CSP-S 中获得了不错的成绩,就可以按照“NOIP-省选(和女生竞赛)-NOI-WC&CTS-IOI”的顺序进行“打怪升级”了。

在上图中:

  • 深蓝色展示的是如果一切顺利情况下,在一个轮回的每个环节都顺利晋级的路径;
  • 红色展示的是如果第一轮中某一环未晋级,第二轮回继续参加时的情况(如果第二轮回依然在某一环节未晋级了,还可以有第三轮回,依此类推即可);
  • 灰色展示的是可选择参加的一些对晋级没有过多直接帮助的活动或比赛。

信息学竞赛相关政策

OI related policy 在倡导教育公平的大背景下,过去“小升初”阶段的选拔已经基本退出历史舞台。这对于真正热爱且学有余力的学生来说,与不热爱、急功近利但又很会考试的同学去竞争的情况有所减少。各省市的示范高中对在义务教育阶段已经证明自己对信息学有热情的同学设置了“特长生”、“中考自主招生”等专项招生政策,鼓励学有余力的同学在学科类表现扎实的基础上继续发展特长。在进入大学的通道上,也有一些相关的政策,在这里我们列举如下:

  • 代表中国队出战 IOI 的选手除可以获得保送外,在申请海外名校的时候也可谓是顺风顺水,过往有多名放弃清华、北大保送的选手获得 MIT 的 Offer 和全额奖学金。
  • 在 NOI 中获得前 50 名,进入国家集训队可以获得大学保送资格,自主选择通过保送进入清华大学、北京大学或其他国内顶尖高校。
  • 在 NOI 中获得较为优异成绩的学生或达到省队水平的学生将有机会参加清华大学“优秀高中生信息学体验营”(或清华大学计算机系“大中衔接”研讨与教学活动)、北京大学“全国优秀中学生信息学夏季体验营”,现场参加相关院系组织的机试、面试,对相关同学在“强基计划”中被认定为拔尖创新人才提供依据。
  • 在顶尖赛事中获得奖项,将得到“强基计划”高校在相关专业录取方面的认可,获得降线录取的机会。
  • 在部分有“综合素质评价”招生的省份,在 NOIP/CSP-S、信息学省市级竞赛中获得一等及以上(具体要求按省、校各有不同)成绩的学生可获得“综合素质评价”中“学科特长”认定。

信息学常见问题