無邊界課堂：中學(xué)拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)的校本實(shí)踐——以信息學(xué)為例

朱 征 曹 蓉

當(dāng)下，新一輪課程改革的理念正在影響傳統(tǒng)的學(xué)校教育：堅(jiān)持立德樹人的課程價值觀、培養(yǎng)具備信息素養(yǎng)的公民；設(shè)置滿足學(xué)生多元需求的課程結(jié)構(gòu)，促進(jìn)學(xué)生個性化發(fā)展；選擇體現(xiàn)時代性和基礎(chǔ)性的課程內(nèi)容，支撐學(xué)生信息素養(yǎng)的發(fā)展；培育以學(xué)習(xí)為中心的教與學(xué)關(guān)系，在問題解決過程中提升信息素養(yǎng)；構(gòu)建基于學(xué)科核心素養(yǎng)的評價體系，推動數(shù)字化時代的學(xué)生創(chuàng)新。

南京外國語學(xué)校（以下簡稱“南外”）始終堅(jiān)持以生為本，鼓勵學(xué)生全面發(fā)展、自由成長，促進(jìn)學(xué)生個性舒展、身心和合。南外注重學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)，通過基礎(chǔ)性課程、拓展性課程和榮譽(yù)性課程為路徑的“金字塔式”立體課程模式和豐富的校內(nèi)外實(shí)踐活動，為學(xué)生搭建充分發(fā)揮自身天賦和潛質(zhì)的平臺，助力其成為拔尖創(chuàng)新后備人才。

一、南外無邊界課堂理念構(gòu)建

現(xiàn)代無邊界課堂的概念最早由英國教育界提出，主要強(qiáng)調(diào)無邊界的學(xué)習(xí)環(huán)境，即提供給學(xué)習(xí)者一個合適的平臺或空間，讓他們能在任何時間、任何地點(diǎn)、任何可以利用的機(jī)會進(jìn)行學(xué)習(xí)。

南外無邊界課堂理念主要基于現(xiàn)代信息技術(shù)，通過資源重構(gòu)和整合，實(shí)現(xiàn)學(xué)科滲透和融通、促成思維跨越和創(chuàng)新，打破了傳統(tǒng)課堂教育的時間限制、空間限制、學(xué)段限制、進(jìn)程限制等，以促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)為目標(biāo)，為學(xué)習(xí)者提供了更為開闊的學(xué)業(yè)和成長可能。

但“無邊界”并不意味著沒有基本的規(guī)范，學(xué)校一方面要探索無邊界課堂的目標(biāo)定位、內(nèi)容、進(jìn)程和結(jié)果評價等的“規(guī)范性”；另一方面要探索學(xué)習(xí)的內(nèi)容、時間、結(jié)伴對象等由學(xué)生自己把握的學(xué)習(xí)機(jī)制。

二、南外無邊界課堂探索實(shí)踐

近幾年，基于無邊界課堂理念和普通高中課程方案，南外將選修課程全部實(shí)現(xiàn)在線化，構(gòu)建無邊界課堂綜合平臺，提供多樣多層的課程資源，促進(jìn)拔尖創(chuàng)新人才自由成長。

以信息學(xué)為例，教師們在教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生卓越的鉆研能力需要有匹配的教師進(jìn)行貼身指導(dǎo)，而24小時在線的可評測學(xué)習(xí)網(wǎng)站就是最好的選擇。因此，學(xué)校在使用開源學(xué)習(xí)網(wǎng)站HUSTOJ的基礎(chǔ)上，聯(lián)合校外公司，自行設(shè)計并參與開發(fā)了在線學(xué)習(xí)網(wǎng)站（OJ）。

2013年，學(xué)校開始在競賽教學(xué)中嘗試使用該在線學(xué)習(xí)網(wǎng)站，教師驚奇地發(fā)現(xiàn)，同樣的一節(jié)課，有的學(xué)生只能學(xué)會一個知識點(diǎn)，解決一類問題，而有的學(xué)生可以在掌握課堂要求內(nèi)容后在OJ上尋找類似的問題進(jìn)行解決，學(xué)習(xí)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過教師的課程進(jìn)度。有的初二學(xué)生甚至可以跟高一的學(xué)生一起進(jìn)行學(xué)習(xí)，展示出自己非凡的學(xué)習(xí)能力和解決問題的能力，借助無邊界課堂平臺自主選擇學(xué)習(xí)進(jìn)程，脫穎而出。

如今，學(xué)生可以隨時隨地登陸這個網(wǎng)站，完成自己的訓(xùn)練計劃。教師在教學(xué)過程中可以使用網(wǎng)站多線程評測的強(qiáng)大功能進(jìn)行整班制的教學(xué)，全班所有同學(xué)可以同時登陸，編寫程序解答教師所提的問題，然后提交給網(wǎng)站進(jìn)行黑盒測試，而教師也可以根據(jù)網(wǎng)站提示有針對性地解答。網(wǎng)站還支持班級考試、個性化學(xué)習(xí)、全校范圍的競賽活動等。

整個網(wǎng)站實(shí)現(xiàn)“教、學(xué)、練、賽一體化”模式。其中，教的環(huán)節(jié)，師生共同探討，用矢量技術(shù)錄制大量教學(xué)視頻。以NOIP普及組層次為例，教師設(shè)置知識點(diǎn)如“字符串”“貪心”“排序”“二分”“深度優(yōu)先搜索”“廣度優(yōu)先搜索”“動態(tài)規(guī)劃”“背包”等關(guān)卡并配套設(shè)置模版題，已經(jīng)獲得國家金牌的學(xué)生會同時擔(dān)任助教角色，選擇合適的練習(xí)題放在關(guān)卡里供學(xué)弟學(xué)妹們練習(xí)，助力人才成長。學(xué)的過程，擁有自主設(shè)計的系統(tǒng)，5000道題60個知識點(diǎn)，按拓?fù)渑判?，學(xué)生自主選擇，闖關(guān)解題。南外每周二、四晚上都分層進(jìn)行競賽選修課，按照學(xué)生知識水平分為入門組、普及組、提高組和省隊(duì)選拔組。練的模式，采用黑盒測試法對學(xué)生作業(yè)進(jìn)行大數(shù)據(jù)評測。學(xué)生可反復(fù)修正，反復(fù)提交，提高學(xué)習(xí)效率，同時教師也可以根據(jù)學(xué)生的練習(xí)情況實(shí)時調(diào)整學(xué)習(xí)內(nèi)容，尋找貼合學(xué)生水平的練習(xí)題，幫助其思維發(fā)展及水平提升。每次周二、四選修課結(jié)束，教師都會在平臺上留一定量的練習(xí)題，學(xué)生課后根據(jù)學(xué)習(xí)進(jìn)度繼續(xù)做題，課內(nèi)課外都能繼續(xù)進(jìn)行思維訓(xùn)練。賽的方式，平臺上定期舉行比賽，多數(shù)采用ACM賽制，校內(nèi)同學(xué)在機(jī)房參加，外校同學(xué)可以在線參加場外賽，一起排名并給出獨(dú)特的氣球獎勵，出題人有師有生，形成南外獨(dú)有的信息學(xué)習(xí)氛圍。每年南外的科技節(jié)ACM比賽，杭州二中、上海華師大二附中、成都七中、浙江鎮(zhèn)海中學(xué)等國內(nèi)知名高中的學(xué)子都會來參加比賽。

通過無邊界課堂平臺，學(xué)生可以根據(jù)興趣主動學(xué)習(xí)、不斷挑戰(zhàn)自己，逐步成長為頂尖高手。網(wǎng)站多線程實(shí)時評測，生成課堂的形成性評價，輔助學(xué)生學(xué)習(xí)，更好地提升能力。而教師也可以根據(jù)形成性評價進(jìn)行個性化輔導(dǎo)，做到因材施教。

除此以外，南外教師在多年信息學(xué)課程和教學(xué)研究過程中，編寫出版了8本校本課程，分別是《信息學(xué)競賽簡明教程C++》《算法》《深度和寬度優(yōu)先搜索》《二分查找和二分答案》《動態(tài)規(guī)劃百題斬》《江蘇省省賽百題斬》《STL入門》和《Python程序設(shè)計》等，這些資料為無邊界課堂的實(shí)施提供了重要支撐。

在無邊界課堂的實(shí)施過程中，南外信息學(xué)教研團(tuán)隊(duì)的教師們也在探索多元的課程評價方式，包括：1.建立發(fā)展性評價制度，無邊界課堂在線OJ練習(xí)會根據(jù)每年NOIP初賽、復(fù)賽、省選賽知識的調(diào)整不斷地增刪關(guān)卡，實(shí)現(xiàn)動態(tài)調(diào)整。在競賽訓(xùn)練中，給每名學(xué)生建立“成長檔案袋”，記錄其水平提升過程及問題，促使其有針對性地不斷提高。2.倡導(dǎo)多元化評價取向，對于課程內(nèi)容難度及學(xué)生滿意度采用訪談法與調(diào)查問卷法，對學(xué)生的評價分為平時OJ練習(xí)實(shí)時評價、期末測試評價、參加各種比賽結(jié)果評價、與國內(nèi)高手在線答題實(shí)時評價、兄弟學(xué)校友誼聯(lián)賽評價。多種評價方法相結(jié)合，既可以實(shí)現(xiàn)評價主體的多元化，也能保證課程評價的全面性與科學(xué)性。3.強(qiáng)調(diào)過程性評價路徑，無論是基礎(chǔ)性課程、拓展性課程，還是榮譽(yù)性課程，不僅僅關(guān)注學(xué)生成績，還關(guān)注其平時的校內(nèi)練習(xí)態(tài)度、效果等?！耙豢级ńK身”在南外信息學(xué)競賽中不存在，每年的聯(lián)賽（初賽、復(fù)賽）及省選賽都只計當(dāng)年的成績，學(xué)校還會組織學(xué)生參加各種國內(nèi)外大型比賽，如IOI全國賽、大學(xué)ACM、APIO亞太區(qū)比賽等，表現(xiàn)突出的學(xué)生會獲得優(yōu)秀大學(xué)青睞，得到深造機(jī)會，成為拔尖人才潛力軍。

無邊界課堂擴(kuò)展了課堂的學(xué)習(xí)內(nèi)容，在實(shí)時數(shù)據(jù)結(jié)果的反饋指導(dǎo)下，學(xué)生能夠立刻知道自己的薄弱環(huán)節(jié)所在，并主動尋找相似的問題練習(xí)，發(fā)展自己的思維和解決問題的能力，同時正向的結(jié)果讓學(xué)生更有興趣去挑戰(zhàn)更高難度的問題，從而讓自己更有可能成為拔尖創(chuàng)新后備人才。能夠自己在平臺出題或者教學(xué)更是激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力，為未來挑戰(zhàn)現(xiàn)實(shí)難題打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

得益于平臺支持，南外培養(yǎng)了大批擁有較強(qiáng)計算思維，能自主學(xué)習(xí)、擁有較強(qiáng)解決問題能力的優(yōu)秀信息學(xué)學(xué)子，他們中有人獲得國際金牌，有人保送名校，還有人設(shè)計出供全國信息學(xué)競賽評測的軟件，很多人已經(jīng)成為人工智能領(lǐng)域的頂尖人才。南外也在信息學(xué)基礎(chǔ)上進(jìn)一步探索基于無邊界課堂平臺的數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等學(xué)科拔尖人才培養(yǎng)之路。學(xué)校在2020年成立拔尖創(chuàng)新后備人才培育中心，借鑒學(xué)校STEM教育的雙高合作學(xué)習(xí)模式，進(jìn)一步探索高中、高校合作指導(dǎo)下的無邊界課堂多學(xué)科拔尖人才培養(yǎng)之路。

盡管成績優(yōu)秀，南外依然不斷反思，無邊界課堂平臺的內(nèi)容遠(yuǎn)遠(yuǎn)重要于平臺本身：如果無邊界課堂平臺內(nèi)容只是將海量題目當(dāng)作學(xué)習(xí)資源，則依然是題海戰(zhàn)術(shù)，會扼殺學(xué)生的興趣與思維發(fā)展，更無法成長為拔尖創(chuàng)新人才；如果平臺的資源沒有經(jīng)過排序和智能化推薦，學(xué)生沒有系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)，自主學(xué)習(xí)難度太大，亦會失去興趣，不再挑戰(zhàn)。因此，合理設(shè)置無邊界課堂的學(xué)習(xí)內(nèi)容及難度階梯，對于提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣并自主成長為拔尖創(chuàng)新人才有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。