什麽是信息學?NOI信息學競賽奧賽怎麽參加?

記得四年前,在這個公眾號創建的不久的時候,很多同學、老師和家長還都對“信息學”不太了解。也是在那個時候,我們的前輩們寫下了後來被各種機構、新聞媒體引用和轉發的科普文章——《什麽是信息學?為什麽學?怎麽學?》幾年的時光匆匆流逝,當年的我們已經進入了大學繼續學習計算機專業,也成了信奧信息網科普小團隊的成員。這幾年,“信息學”經曆了很多也變化了很多,這篇文章是我們對前輩們文章進行的一次“修訂”。希望能幫更多同學走入信息學的大門,繼續傳遞前輩和我們對信息學的熱愛。

什麽(me) 是信息學

Informatics

信息學(Informatics)一詞在很多場合是計算機科學(Computer Science)的代稱。在中國大陸地區,特別是中學階段主要指計算機科學中關(guan) 注“計算機理論與(yu) 算法(Theory and Algorithms)”的子領域。

信息學競賽

OI

對於(yu) 很多青少年來說,提到“信息學”這個(ge) 詞,第一反應就是在後麵再加上“競賽”、“奧賽”、“奧林匹克”這樣的字眼。對應的英文名稱就是“Olympiad in Informatics”,簡稱 OI。

在青少年階段,“信息學”相關(guan) 最高級別的競賽是“國際信息學奧林匹克競賽(International Olympiad in Informatics)”,每年舉(ju) 辦一次。

全球 103 個(ge) 成員(前成員)國家和地區會(hui) 派出不超過 4 名隊員參加的代表隊參加。中國代表隊 4 名隊員由中國科協和國家自然科學基金委資助,中國計算機學會(hui) 帶隊出賽。在國內(nei) ,“信息學”相關(guan) 最高級別的全國性競賽是 “全國青少年信息學奧林匹克競賽(National Olympiad in Informatics)”,簡稱 NOI

各省、自治區、直轄市及特別行政區會(hui) 派出代表隊參賽,角逐能參與(yu) 國家隊選拔的國家集訓隊資格。與(yu) 信息學相關(guan) 的由中國計算機學會(hui) (CCF)主辦或承辦的 NOI 係列活動還包括:

  • NOI Online 能力測試,簡稱“NOI Online”。自 2020 年起每年在春季學期舉辦,由中國計算機學會統一命題、在線組織。分為入門組和提高組兩個組別,作為 NOI 係列活動中參加門檻最低的活動,為希望參加 NOI 係列活動的選手提供了練習和提升自己的機會,在信息學普及方麵發揮了重要作用。其成績證明近年來也在部分活動中得到了認可和參考。
  • CSP 非專業級別的能力認證,簡稱CSP-J/S”。自 2019 年開始每年在同一時間、不同地點、遵循全國統一大綱開展,分“入門”和“提高”兩個級別對參加者的算法和編程能力進行測試,核心在於推動編程與計算機科學知識的科普。CSP-J/S 成績優異者,可獲得後續優先參加 NOI 係列活動的機會。
  • 全國青少年信息學奧林匹克聯賽(National Olympiad in Informatics in Provinces),簡稱“NOIP”。每年在秋季學期舉辦。由中國計算機學會進行全國統一命題,以省為單位在同一時間、不同地點由各省特派員組織考試。在 2019 年前分為普及組、提高組兩個組別。2019 年後進行改革,主要麵向高中的高水平選手。在 NOIP 中成績優異的選手將有機會參與此後省隊選拔獲得進入全國青少年信息學奧林匹克競賽(NOI)的資格。
  • 全國青少年信息學奧林匹克競賽冬令營(National Olympiad in Informatics, Winter Camp),簡稱“NOI 冬令營”。由中國計算機學會每年在寒假期間開展的為期一周的培訓活動。冬令營共 8 天,包括授課、講座、討論、測試等。
  • 國際信息學奧林匹克競賽中國國家隊選拔(International Olympiad in Informatics, China Team Selection),簡稱“CTS”。每年在冬春之交分多階段麵向國際信息學奧林匹克競賽中國國家隊集訓隊員舉辦,近年來和冬令營合場舉辦。參加選拔的隊員需完成作業測試、集訓、冬令營交流、線下選拔測試和現場答辯,角逐成為最終 4 名中國國家隊成員的機會。
  • 全國青少年信息學奧林匹克競賽省選,簡稱“省選”。每年 NOI 舉辦之前,各省需分省進行省代表隊選拔,從而確定哪些選手獲得本省參加 NOI 的名額。自 2022 年起,省選全國統一命題、統一時間分省舉辦。每年每省有 4 名男生和 1 名女生會獲得省隊基本名額,根據實際情況每省另有有若幹同學以激勵名額和重大貢獻獎勵名額方式進入 NOI 省級代表隊。
  • 全國青少年信息學奧林匹克女生競賽,簡稱“NOI女生競賽”。為鼓勵和支持更多女選手參加 NOI 係列活動,自2022 年起舉辦 NOI 女生競。通過該競賽,有潛力的女選手將可以獲得額外的省隊名額,參加 NOI;此外,其成績也將被作為選派參加相關國際女生競賽中國隊選手的主要依據。
  • 亞洲與太平洋地區信息學奧賽(Asia Pacific Informatics Olympiad),簡稱APIO,該競賽為區域性的網上準同步賽,是亞洲和太平洋地區每年一次的國際性賽事。中國賽區由中國計算機學會承辦,中國賽區前六名會計入亞太地區總榜和其他參賽國家一起進行排名,其他選手可在中國賽區內獲得排名與獎項。

此外,自 2020 年起,由全球多國共同發起了國際初中生信息學競賽,簡稱 ISIJ,麵向參賽國還沒進入高中階段但學有餘(yu) 力的優(you) 秀學生。每一年中國計算機學會(hui) 也會(hui) 選派在 NOI 係列活動中表現優(you) 異的適齡選手組成中國初中生代表隊參賽。

近年來,其他與(yu) 信息學相關(guan) 的活動還有“藍橋杯”、“電子學會(hui) 編程考級”的 C++ 組別部分。由於(yu) 出現的時間較短,它們(men) 還沒有建立廣泛的公信力。但其題目難度較為(wei) 適中,使用傳(chuan) 統信息學的客觀測評方式。作為(wei) 培養(yang) 興(xing) 趣、強化成就感的活動,還是可以根據實際情況選擇性參加的。

與(yu) 此同時,值得關(guan) 注的是,一些入選了競賽白名單的活動(例如:“少年矽穀——全國青少年人工智能教育成果展示大會(hui) ”、“全國中小學生信息技術創新與(yu) 實踐大賽 NOC”等)采用收費授權形式“外包”給了一個(ge) 或者多個(ge) 培訓機構,組織考核的方式缺乏客觀性,並存在機構通過植入“動漫亞(ya) 文化”、“過度遊戲化”內(nei) 容誘導學生成癮、在機構授課時提供答題模板或答案惰化學生思維等違背教育規律和科普公益性質的現象。建議真正希望讓學有餘(yu) 力的孩子學習(xi) 信息學的家長避開此類活動,以免對孩子此後學習(xi) 信息學積累負麵影響。

信息學競賽之路

Way to win

根據學生的學習(xi) 動機,學習(xi) 信息學、參與(yu) 信息學競賽一般分為(wei) “興(xing) 趣培養(yang) ”和“學有餘(yu) 力”兩(liang) 個(ge) 階段。

興(xing) 趣培養(yang) 階段

對於(yu) 小學生或初中低年級學生,在學好語文、數學等課內(nei) 知識的前提下,可以以興(xing) 趣培養(yang) 為(wei) 目的了解信息學和計算機科學的科普內(nei) 容。在這個(ge) 階段,最重要的事情是要確認自己是否有興(xing) 趣、有信心學信息學,在學信息學的過程中是否能產(chan) 生強烈的成就感。當孩子有了一定的程序設計能力,喜歡通過編程解決(jue) 問題之後再去參加考試或競賽,強化成就感。要把參加考試和競賽的成績當成副產(chan) 物,而不能本末倒置。

信奧指南 | 什麽(me) 是信息學?為(wei) 什麽(me) 學?應該怎麽(me) 學?

在學習(xi) 有一年及以上的時間,已經對程序設計求解問題有充分興(xing) 趣之後,可以優(you) 先參加地方教育局或科協主辦的區賽、市賽、省賽進行練手。有的地方區賽、市賽、省賽是分層晉級,下一級組織代表隊參加上一級比賽;有的地方的區賽、市賽、省賽則是互相獨立,報名沒有資格限製。這個(ge) 階段中國計算機學會(hui) 主辦的 NOI Online 入門組藍橋、電子學會(hui) 編程考級也都是可以用來練手的測試。

信奧指南 | 什麽(me) 是信息學?為(wei) 什麽(me) 學?應該怎麽(me) 學?

在有一些考試經驗後,就可以考慮參加中國計算機學會(hui) 組織的 CSP-J/S 了。剛開始學習(xi) 的同學應從(cong) “入門組(CSP-J)”先開始參加,在入門組中獲得一等較高分數後,可以考慮再切換到“提高組(CSP-S)”,進入接下來學有餘(yu) 力的階段。有一些地區的優(you) 質初中會(hui) 參考上述的一些測試的成績來組織信息學學習(xi) 小組、校隊,有組織地在學校內(nei) 開展訓練。往往在小學階段有相關(guan) 經曆的學生在進入初中的前後會(hui) 更有可能獲得入選和參與(yu) 的機會(hui) 。

學有餘(yu) 力階段

相比於(yu) 興(xing) 趣培養(yang) 階段的同學,已經熱愛信息學且學有餘(yu) 力的同學的目標和路徑就比較清晰了。在已經具備了參加 CSP-S 的能力之後,如果在 CSP-S 中獲得了不錯的成績,就可以按照“NOIP-省選(和女生競賽)-NOI-WC&CTS-IOI”的順序進行“打怪升級”了。

信奧指南 | 什麽(me) 是信息學?為(wei) 什麽(me) 學?應該怎麽(me) 學?

在上圖中:

  • 深藍色展示的是如果一切順利情況下,在一個輪回的每個環節都順利晉級的路徑;
  • 紅色展示的是如果第一輪中某一環未晉級,第二輪回繼續參加時的情況(如果第二輪回依然在某一環節未晉級了,還可以有第三輪回,依此類推即可);
  • 灰色展示的是可選擇參加的一些對晉級沒有過多直接幫助的活動或比賽。

信息學競賽相關(guan) 政策

OI related policy

 在倡導教育公平的大背景下,過去“小升初”階段的選拔已經基本退出曆史舞台。這對於(yu) 真正熱愛且學有餘(yu) 力的學生來說,與(yu) 不熱愛、急功近利但又很會(hui) 考試的同學去競爭(zheng) 的情況有所減少。各省市的示範高中對在義(yi) 務教育階段已經證明自己對信息學有熱情的同學設置了“特長生”、“中考自主招生”等專(zhuan) 項招生政策,鼓勵學有餘(yu) 力的同學在學科類表現紮實的基礎上繼續發展特長。在進入大學的通道上,也有一些相關(guan) 的政策,在這裏我們(men) 列舉(ju) 如下:

  • 代表中國隊出戰 IOI 的選手除可以獲得保送外,在申請海外名校的時候也可謂是順風順水,過往有多名放棄清華、北大保送的選手獲得 MIT 的 Offer 和全額獎學金。
  • 在 NOI 中獲得前 50 名,進入國家集訓隊可以獲得大學保送資格,自主選擇通過保送進入清華大學、北京大學或其他國內頂尖高校。
  • 在 NOI 中獲得較為優異成績的學生或達到省隊水平的學生將有機會參加清華大學“優秀高中生信息學體驗營”(或清華大學計算機係“大中銜接”研討與教學活動)、北京大學“全國優秀中學生信息學夏季體驗營”,現場參加相關院係組織的機試、麵試,對相關同學在“強基計劃”中被認定為拔尖創新人才提供依據。
  • 在頂尖賽事中獲得獎項,將得到“強基計劃”高校在相關專業錄取方麵的認可,獲得降線錄取的機會。
  • 在部分有“綜合素質評價”招生的省份, NOIP/CSP-S、信息學省市級競賽中獲得一等及以上(具體要求按省、校各有不同)成績的學生可獲得綜合素質評價”中“學科特長”認定。

信息學常見問題

FAQ

 

學信息學需要奧數基礎嗎?

學過奧數的孩子在剛開始學的階段可能會(hui) 有一些優(you) 勢,但是即使沒有奧數基礎的高年級的孩子,也是可以直接學習(xi) 信息學的,在後期學習(xi) 算法時,有無奧數基礎的孩子的接受能力差別不大。相比之下,課內(nei) 的語文、數學對信息學學習(xi) 的影響反而更大。

 

孩子愛玩電腦,就讓他學信息學當玩了靠譜嗎?

愛玩是孩子的天性,但是並不是所有的孩子都能把信息學當成玩一樣去熱愛的。信息學本身還是需要嚴(yan) 肅對待的,隻有認真學並且真正喜歡上的孩子才會(hui) 覺得做信息學的題目比玩遊戲還有意思。如果一開始就是想玩一下,很可能一開始就會(hui) 有較大的預期落差導致快速喪(sang) 失興(xing) 趣。

 

孩子今年二年級適不適合開始學編程,為(wei) 搞信息學做準備?

總的來說,四年級前的語文、數學基礎還不足以支撐孩子開始嚴(yan) 肅學習(xi) 編程的;非天賦異稟的孩子也最好不要在四年級前嚐試用 C++ 或 Python。國內(nei) 很少有以 Scratch 或類似拖拽形式工具進行編程的優(you) 質課程,機構多是帶孩子一起玩,如果不是以娛樂(le) 放鬆為(wei) 目的,不要輕易讓孩子學少兒(er) 編程。

四年級前可以考慮讓孩子先強化數學和語文基礎,確保孩子有學習(xi) 抽象概念的能力、有閱讀和理解大段文字的能力;如果還學有餘(yu) 力,可以嚐試一些諸如圍棋、數獨的益智類活動,讓孩子養(yang) 成耐心推導、推演的習(xi) 慣。

 

怎麽(me) 平衡信息學和傳(chuan) 統學科的關(guan) 係呢?

如果是初中結束後才開始學信息學,但是還希望能在競賽中獲得好的成績,那可能的確要在信息學和傳(chuan) 統學科之間做好平衡——在具備進入信息學省隊的能力之前,不要考慮停課等過激措施學習(xi) 信息學。

對於(yu) 小學或者初中開始學習(xi) 信息學的同學,參加比賽的機會(hui) 還較多,注意把握好節奏,多和其他學信息學的同學交流,確保從(cong) 參加開始每年 CSP-J/S 都能進步 100 分,而不要在信息學成績上貪大求快,你的課內(nei) 成績一般也不會(hui) 出現問題(就過往選手的經曆來看,往往學信息學能穩定進步的孩子,學信息學期間,數學、物理的學習(xi) 還會(hui) 被促進,語文、英語也會(hui) 有所提升)。

 

學信息學是不是就是打遊戲、做遊戲?

當然不是!有些機構可能會(hui) 以“做遊戲”、“趣味編程”的名義(yi) 引導家長形成錯誤的認知,讓低年級的孩子以為(wei) 自己在學“少兒(er) 編程”,實際則沉迷於(yu) 含二次元亞(ya) 文化內(nei) 容、過度遊戲化但缺少知識的“鴉片”中,影孩子的健康成長。實際上,信息學有趣的地方並不是因為(wei) 它直接看起來像是遊戲,而更多是因為(wei) 它能讓人解決(jue) 生活中、學習(xi) 中的實際問題,產(chan) 生極強的成就感。

 

信息學是不是每天都要做很多卷子?一天做個(ge) 幾十題夠不夠?

對於(yu) 學習(xi) 信息學的同學來說,刷題不能單純看“量”,更要看“質”。平時信息學的練習(xi) 需要上機寫(xie) 程序,但是更好的習(xi) 慣是在上機前在草稿紙上大致確定思路,然後再開始寫(xie) 程序。越往後期題目需要思考的時間往往越長,但是上機寫(xie) 的時間可能差不多。一天需要做的題目不多,每天能在 1 ~ 2 類題目上有所進步,比反複機械做題收獲要大很多。

 

為(wei) 什麽(me) 做了很多的題目,而且越做越快,但是考試分數上不去?

善於(yu) 總結的同學在同類問題上會(hui) 越做越快,需要注意的是跳出舒適區,不要總做同一類的題目,而應該學習(xi) 新的知識點。遇到某一類不會(hui) 的題目時,不要逃避、繞開,這時候需要想辦法總結,並且看一看其他人在這類題上的經驗,舉(ju) 一反三後再加強這一類題目的練習(xi) 。

 

孩子很聰明,突擊兩(liang) 個(ge) 月拿個(ge) NOIP 一等獎,行嗎?

除非是參賽人數特別少的省份,否則不太現實。大部分的省份的分數線還沒有低到適合突擊的程度,對於(yu) 普通孩子穩紮穩打、保持興(xing) 趣、年年進步才是更正確的做法。

 

未來希望孩子走出國的路,學信息學有必要嗎?

對於(yu) 規劃讓孩子出國的情況,學信息學也是有價(jia) 值的。在海外高校的錄取中,更看重孩子是否持之以恒的在學習(xi) 和他申請專(zhuan) 業(ye) 相關(guan) 的內(nei) 容。如果未來希望孩子學習(xi) 理工科專(zhuan) 業(ye) (特別是計算機相關(guan) 專(zhuan) 業(ye) ),良好的計算機程序設計基礎將是極大的加分項,能有一些獎項(例如美國的 USACO 的評級)作為(wei) 佐證將有效助力學校申請。

 

學信息學是不是未來隻能當“碼農(nong) ”?

首先,在信息產(chan) 業(ye) 發展迅速的背景下,“碼農(nong) ”其實也不是什麽(me) 需要鄙視的就業(ye) 方向,很多信息學選手熱愛計算機專(zhuan) 業(ye) ,的確會(hui) 傾(qing) 向於(yu) 向這個(ge) 方向發展。同時,近幾年的國內(nei) 提出的“新工科”、海外提出的“CS+X”都在講計算機專(zhuan) 業(ye) 領域的內(nei) 容與(yu) 傳(chuan) 統的物理、化學、人類學、語言學、教育學等諸多專(zhuan) 業(ye) 內(nei) 容的融合,良好的計算機專(zhuan) 業(ye) 基礎在未來對幾乎所有專(zhuan) 業(ye) 來說都將是一個(ge) 優(you) 勢。

 

信息學學習(xi) 資源

OI Resources

 信息學相關(guan) 的的資源很多,在這裏小編們(men) 整理了一些和大家分享,希望能對大家學習(xi) 信息學有所幫助。

學習(xi) 大綱

由中國計算機學會(hui) 推出的《全國青少年信息學奧林匹克係列競賽大綱(NOI大綱)》是現在國內(nei) 最為(wei) 權威的大綱,其中對信息學知識點做了分級梳理,具有很好的參考價(jia) 值。https://www.noi.cn/xw/2021-04-02/724387.shtml

書(shu) 籍與(yu) 教材

  • 《信息學奧賽一本通》係列叢書:董永建等著。除了再版多次的“主書”外,配套有初賽篇、訓練指導教程、高手訓練等針對各階段不同需求的“輔助書”。多年來得到了學習信息學的師生的廣泛好評。
  • 《算法競賽入門經典》係列叢書:劉汝佳,陳鋒著。適合麵向競賽的算法新手使用的一套書籍。
  • 《中學生計算機程序設計》係列叢書:由中國計算機學會推出。按計劃分為入門篇、基礎篇、提高篇、專業篇四部分。是市麵上為數不多的針對中學生信息學學習的書籍。
  • 《算法導論》:Thomas H.Cormen,Charles E.Leiserson,Ronald L.Rivest,Clifford Stein 等人著。適合競賽上已經有一定積累的同學學習,能幫助大家進一步理解已經熟練使用的算法,不推薦初學者使用。另外該書中文版翻譯一般,對於有能力的同學,推薦閱讀英文原版書籍。
  • 《Competitive Programming(麵向競賽的程序設計)》:Steven Halim 著。是全球範圍內針對算法類競賽最為廣受認可的英文書籍,多年來已經再版多次,並被翻譯為西班牙語、韓語、保加利亞語出版。具體的信息和其早期版本可以在它的官方網站 cpbook.net 找到。美中不足的是,它暫時沒有中文版本;很推薦有英文閱讀理解能力的同學使用。

在線教程資源

  • NOI Online 培訓:由中國計算機學會邀請 NOI 鑽石和 NOI 金牌教師擔任主講人進行的在線培訓教程,從簡到難,各階段的內容均有覆蓋。特別學校老師和有自覺學習習慣的高年級同學使用:https://www.noi.cn/xw/2020-05-13/715542.shtml
  • USACO訓練(英文):在基本學過 C++ 後,一步步在線通過練習方式學習信息學內容的網站之一,從入門級的訓練到各類的專題訓練均有包含。 https://train.usaco.org/usacogate
  • CP Initiative(英文):以多屆美國國家集訓隊成員為主組織的往包含 USACO.Guide、在線開發環境、課程、訓練指引、中學俱樂部、主題論壇、在線交流賽等功能的平台。 https://joincpi.org
  • 《Competitive Programmer's Core Skills》課程(英文):在 Coursera 平台上由聖彼得堡國立大學提供的真的算法類競賽的基礎課程,總體質量是較高的。https://www.coursera.org/learn/competitive-programming-core-skills

在線題庫資源

  • OItiku:由退役 OIer 維護的一個往年初賽、複賽真題題集,提供了做題後回顧和討論功能,現在被維護得比較少。https://www.oitiku.com/
  • LibreOJ:由一些 OIer 維護的一個優質在線題庫,一直保持了不錯的更新和維護,有討論功能適合互相學習。https://loj.ac/
  • Vijos:一個不錯的刷題平台,老題目較多。適合想刷老題的同學。 https://www.vijos.org/
  • 洛穀:一個不錯的刷題平台,其中“大牛題庫”版塊題目質量較高,有較多的學生討論和題解,適合有一定能力基礎且自覺(不輕易看題解)的學生練習使用。他們近兩年推出了相關的進階在線課程,價格中檔,刷題如果刷得比較順利還吃不飽的同學可以考慮。 https://www.luogu.org/
  • 計蒜客題庫:題庫裏麵題目不少,基礎階段的題目質量尚可,但是免費題庫沒有題解、數據也沒有討論功能。據家長反饋,他們的優質內容和答疑服務都在需要花比較多錢的課裏,題庫明顯是刻意沒放進階階段的優質內容,不推薦進階階段同學選擇。 https://nanti.jisuanke.com/
  • OpenJudge:北大一些學生做的分階段的刷題列表,但是內容不是非常穩定,有的時候會增刪題目,如果希望長期使用有一定風險。 https://noi.openjudge.cn/

學習(xi) 機構資源

在入門段家長如果有能力,最好先嚐試自己帶孩子一起學習(xi) ,或先在校內(nei) 參與(yu) 學校老師的入門引導。不要輕易一上來就找對孩子不夠了解的機構。

如果客觀條件沒有辦法,一定要找機構,也要注意多參考 NOI 大綱中的知識點對機構進行適當的考察,找教學能力上限更高、更專(zhuan) 業(ye) 的機構。

對於(yu) 一些被家長和同學經常提及的機構,我們(men) 收集了一些反饋,整理了《信息學機構列表》的文章。其中評價(jia) 整理僅(jin) 作為(wei) 參考,不代表本公眾(zhong) 號觀點。

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