Олимпиады по информатике. Пути к вершине. Лекция 1

Что представляют собой современные (официальные) олимпиады по информатике?Каковы правила их проведения, что собой представляет набор задач и как осуществляется их проверка? Как правильно произвести отбор участников для Всероссийской олимпиады по информатике(данные рекомендации можно применить и для областных, городских и т.д. олимпиад)? Нужна ли подготовка к олимпиаде по информатике и в чем она может заключаться? Какие алгоритмы желательно знать участнику олимпиады и какую литературу полезно использоватьпри подготовке к ней? Какой уровень программирования необходим для успешного выступления на Всероссийской олимпиаде? И, наконец, как правильно вести себя школьнику во время практического тура олимпиады по информатике, для того чтобы достичь максимально возможного для данного школьника результата? Здесь приведены лишь вопросы. Ответы будут даны в лекционном курсе Е.В. Андреевой.

В настоящее время в России проводится несколько различных видов олимпиад, в названии которых так или иначе упоминается информатика. Поэтому прежде всего давайте определимся, о каких именно олимпиадах поинформатике будет идти речь в данном курсе. В марте 2001 года в г. Екатеринбурге состоялся заключительный этап XIII Всероссийской олимпиады поинформатике (см.: "Информатика", № 18, 19/2001). Данная олимпиада проводится по приказу Министерства образования РФ, согласно "Положению о проведении заключительного этапа Всероссийской олимпиады школьников". Проведению заключительного этапа предшествуют олимпиады по информатике в различных регионах России: республиках, краях, областях, автономных округах и т.д., организованные соответствующими местными органами образования.

В региональных олимпиадах участвуют, в свою очередь, победители городских и районных олимпиад по информатике. Участники районных олимпиад отбираются непосредственно в школах. Таким образом, в олимпиаде принимает участие большое число школьников из всех регионов России.С 1996 года в Санкт-Петербурге на базе Дворца творчества юных при непосредственном организационномучастии Института точной механики и оптики проводятся полуфинальные соревнования чемпионата мира по программированию среди студенческих команд вузов. А с 1998 года эти соревнования сопровождаются так называемым ACM junior contest для школьных команд (см.:"Информатика", № 12/2000). В 2000 году эти увлекательные соревнования для школьников получили согласно приказу Министерства образования РФ статус Всероссийской командной олимпиады по программированию (см.: "Информатика", № 12/2001 , и сайт http://neerc.ifmo.ru/school).

Кроме того, на региональном уровне или в сети Интернет проводятся различные олимпиады, фестивали иконкурсы, связанные с информатикой. Некоторые из этих соревнований имеют довольно широкое представительство и приглашают участников не только из различных регионов России, но и из-за рубежа. Правила подобных соревнований определяются их организатора-ми и могут быть совершенно различными.

В рамках данного курса мы будем в основном рассматривать вопросы, связанные с первой из упомянутых олимпиад, а также отчасти с командной олимпиадой, так как задачи последней во многом пересекаются с задачами личных олимпиад по информатике, хотя разница в подготовке к олимпиаде именно команды школьников, несомненно, существует. В последнем случае приходится учитывать организационные и психологические особенности участия в таких соревнованиях. Объясняется такой выбор тем, что именно Всероссийская олимпиада по информатике является официальной олимпиадой, по результатам которой после проведения учебно-тренировочных сборов производится формирование сборной России для участия в Международной олимпиаде по информатике. То есть именно эти соревнования представляют собой вершину айсберга олимпиадной информатики и правила их проведения, по-видимому, в ближайшие годы кардинальным образом меняться не будут. Хотя изменения в некоторых условиях Международной олимпиады, в частности, связанные с использованием современных сред программирования (см.: "Информатика", № 37/2001), могут в недалеком будущем коснуться и участников российских олимпиад.

Однако при встречах с учителями информатики членам жюри Всероссийской олимпиады и представителям органов образования неоднократно приходилось выслушивать критические замечания по поводу правил проведения именно этих олимпиад, и в первую очередь по поводу предлагаемых на этих олимпиадах задач, которые в значительной степени определяют уровень задач республиканских, краевых, областных, городских и районных олимпиад. По результатам последних органы образования нередко оценивают работу конкретного учителя информатики, что, конечно же, не является корректным, так как программа школьного курса информатики не может охватить все темы, изучение которых могло бы улучшить результаты выступления школьников на олимпиадах.

Тем не менее ответ на подобные замечания очевиден: выбор задач для Всероссийской олимпиады по информатике опирается на опыт и традиции Международной олимпиады, а, в свою очередь, подготовка задач для региональных и местных олимпиад осуществляется в большинстве случаев с оглядкой на Всероссийскую олимпиаду. То есть, как и в спорте, национальные соревнования проводятся по правилам соответствующих международных. Достигнуть вершин, то есть получить медаль на Международной олимпиаде по информатике, могут лишь единицы. Причем как школьные уроки физкультуры не могут помочь в побитии спортивных рекордов, так и уроки информатики вовсе не должны давать абсолютновсе знания и умения, необходимые для участников официальных олимпиад по информатике.

Впрочем, подобное замечание можно было бы сделать и по поводу остальных предметных олимпиад школьников, в частности, всероссийских олимпиад по математике. Решение предлагаемых там задач зачастую просто непонятно рядовому учителю математики, хотя темы задач вроде бы имеют отношение к школьной программе. Темы задач по информатике действительно не всегда соответствуют "Обязательному минимуму изучения информатики". Более того, в качестве решения этих задач на олимпиаде требуется предъявить отлаженные программы, написанные на языке программирования высокого уровня, а не описания алгоритмов. Но и это требование полностью соответствует международным правилам. Изучение же программирования в российских школах постепенно вытесняется изучением информационных технологий, и, как ни странно, связано это в том числе и с улучшением качества парка компьютеров в школах.

Однако в нашей стране существует достаточное количество физико-математических школ, а также гимназий и лицеев, изучение информатики в которых ведется углубленно, а программирование является неотъемлемой частью курса. Следовательно, ученики именно таких школ могут быть потенциальными призерами региональных и Всероссийской олимпиад по информатике. Оценивать же работу учителей остальных школ согласно результатам их учеников в этих олимпиадах, как уже было сказано выше, неправильно. Этим целям могли бы служить другие конкурсы и соревнования, проводимые по другим правилам и с другим кругом задач. Ведь спортивные игры с мячом проводят по разным правилам, то же самое может относиться и к современным компьютерным технологиям. Таким образом, Всероссийская олимпиада по информатике сама по себе не может и не должна отслеживать все изменения в программе изучения информатики в российских школах. Целью проведения Всероссийской олимпиады служит, конечно же, не дальнейшая победа российских школьников в олимпиаде международной. Олимпиады предназначены выявлять наиболее одаренных в области информатики школьников, развивать их способности, повышать интерес к предмету. Они дают возможность школьникам получить раннюю профориентацию, что способствует становлению в дальнейшем российских специалистов в области информатики, вычислительной техники и программирования.

Рассмотрим теперь с этой точки зрения правила отбора участников на Всероссийскую олимпиаду по информатике, а также различныевозможные подходы к этому отбору в регионах. Согласно Положению о проведении заключительного этапа Всероссийской олимпиады по информатике, каждый регион (республика, край, область или автономный округ) может выставить всего одного участника. Исключение составляют лишь Москва, Санкт-Петербург и Московская область. Такое ограничение объясняется тем, что в противном случае число компьютеров, необходимых для проведения олимпиады, превысит 200. Кроме того, следует учесть, что по своим техническим характеристикам предоставляемые участникам компьютеры должны различаться незначительно.

К сожалению, пока ни один из оргкомитетов проведения олимпиады подобных технических условий предоставить не мог. И как следствие такого правила представительства - итоги олимпиады подводятся в общем зачете, вне зависимости от класса, в котором обучаются участники в школе, хотя среди них встречаются ученики 9-, 8-х, а иногда и более младших классов. Однако квота региона может быть увеличена по результатам выступления представителей этого регионана олимпиаде предшествующего учебного года. Условия привлечения дополнительных участников не всегда одинаковы и зависят в основном опять же от возможностей оргкомитета. Например, в 2001 году на олимпиаду приглашались все обладатели дипломов олимпиады 2000 года, если в 2000 году они обучались в невыпускном классе (это так называемые персональные приглашения), а за каждого ученика выпускного класса, получившего в 2000 году 1-й диплом, регион получал дополнительное место. В последнем случае жюри рекомендует региону использовать дополнительные места в квоте для привлечения к участию в олимпиаде учеников 9-10-х классов.

Казалось бы, успехи или неудачи в выступлениях на Всероссийской олимпиаде представителей различных регионов объясняются уровнем преподавания информатики в регионе, оснащенностью школ современными компьютерами, а также компьютерной грамотностью и доступом к компьютерной технике населения вообще. Однако это далеко не всегда так. Например, московские школьники в целом выступают на олимпиадах очень неровно, несмотря на выдающиеся успехи отдельных учеников. Поэтому попробуем разобраться в "секрете" успешных выступлений на олимпиадах, ключ к которым лежит не только в формах работы с одаренными школьниками, но и в принципах поиска на региональном уровне способных ребят. Для этого сначала рассмотрим несколько возможных форм дополнительных занятий со школьниками.

1. Предположим, что в регионе существует школа, преподавание точных наук в которой осуществляется на очень высоком уровне, а набор учеников производится на конкурсной основе. Обычно это физико-математическая школа, лицей или гимназия, расположенная в областном центре, а обучение в ней ведется при участии преподавателей из университета или ведущего вуза того же города. Если такая школа в регионе одна, то именно в рамках такой школы разумно организовать занятия со школьниками - потенциальными участниками олимпиад по информатике. Хорошо, если соответствующие занятия будет проводить преподаватель вуза или студент, как правило, бывший участник олимпиад, так как при решении олимпиадных задач, да и задач по программированию и информатике вообще, полезно знание основ дискретной математики и других разделов математики, которые входят в программу обучения студентов математических специальностей вузов. О методах и содержании подобной формы работы со школьниками можно будет прочитать в следующих лекциях. Такие занятия позволяют ребятам узнать много нового и интересного о любимом предмете, поэтому вне зависимости от результатов учеников данной школы в региональных соревнованиях потраченные усилия оказываются не напрасными. Положительный опыторганизации таких занятий имеется в физико-математическом лицее города Кирова. Аналогичная форма работы с учащимися ведется в Нижнем Новгороде, Саратове, СУНЦ МГУ и в ряде других школ России. Школа, преподавание информатики в которой уже многие годы осуществляется на высоком уровне, существует и в небольшом городе Белорецке (Башкортостан), что также отразилось на результатах региона на последней олимпиаде.Представители ведущих физико-математических школ Казани, Ижевска, Мурманска, Оренбурга, Перми, Самары, Чебоксар, Челябинска и ряда других городов часто неплохо выступают на Всероссийской олимпиаде по информатике в силу общего высокого образовательного уровня этих школ. Проведение систематических дополнительных занятий по информатике в этих школах, включая решение олимпиадных задач, может только развить и закрепить такие успехи.

2. Предположим теперь, что одну лучшую школу в регионе выделить невозможно, то есть либо существуетс разу несколько подобных школ, либо ни одна из школ региона особенно не выделяется в лучшую сторону среди других, по крайней мере в области школьной информатики. В этом случае подход к поиску талантливых ребят и организационные формы работы с ними должны быть иными. В данном случае дополнительные занятия имеет смысл организовать непосредственно при вузе или другом организационном центре для всех одаренных в области информатики школьников того или иного города. Примечателен здесь опыт Санкт-Петербурга. Так, например, в городской олимпиаде по информатике там обычно участвуют по крайней мере 400 школьников, а городской олимпиаде предшествуют еще и районные. Затем для 10-20 проявивших себя ребят проводятся недельные сборы, по результатам которых и формируется состав участников Всероссийской олимпиады от Санкт-Петербурга. Однако на этом работа с одаренными школьниками не заканчивается. Наоборот, в течение всего следующего учебного года многие школьники, проявившие себя на городской олимпиаде, посещают занятия во Дворце творчества юных, в Отделе техники которого существует Центр подготовки сборной Санкт-Петербурга по информатике. Проводят занятия в основном студенты Санкт-Петербургского университета - призеры всероссийских и международных олимпиад школьников прошлых лет. Кроме того, в течение всего учебного года школьники могут тренироваться и вместе со студентами института точной механики и оптики, традиционно успешно выступающими в командных соревнованиях по программированию. Много общего с данной организационной формой имеет работа со школьниками Кабардино-Балкарии. Аналогичным образом можно было бы строить работу и, например, в Москве и Екатеринбурге.

3. Следующая форма работы обычно возникает в условиях, аналогичных описанным в предыдущем случае. Отличия заключаются лишь в том, что в регионе существует сразу несколько городов и других населенных пунктов, школьники из которых способны к достижению высоких результатов. Кроме того, возможно, в регионе отсутствует достаточное количество квалифицированных кадров, способных дополнительно заниматься со школьниками на постоянной основе. Например, такая ситуация может сложиться в силу того, что бывшие победители региональных олимпиад учатся в столичных вузах и лишь летом могут помочь в обучении молодого поколения. В этом случае благодаря усилиям органов образования и ведущих педагогов большинство талантливых школьников региона собираются в летнем лагере (летней школе), сочетающем обучение, отдых и полезное общение со старшими товарищами. К работе в таких лагерях можно привлекать как студентов, так и преподавателей ведущих вузов России. Летние школы традиционно проводятся в Кировской, Московской, Орловской, Ярославской областях, Республике Саха (Якутия) и других регионах России. Очевидно, что подобная формаработы с одаренными школьниками может стать дополнением к любой другой.

4. Наконец, еще одной формой являются учебно-тренировочные сборы. Они уже упоминались при описании опыта Санкт-Петербурга. Проводятся такие сборы обычно для призеров региональных соревнований. Одной из целей подобных сборов является окончательный отбор школьников для участия во Всероссийской олимпиаде, с другой стороны, они могут иметь и образовательные функции. Поэтому при наличии организационных возможностей на сборы имеет смысл приглашать избыточное число школьников, особенно из невыпускных классов, с расчетом на их перспективы и для того, чтобы дать им толчок в развитии и дальнейшем самообразовании. Подобным же образом проводятся традиционные зимние и летние сборы для кандидатов в сборную России. Практика проведения таких сборов существует и в Москве.

Рассмотрим теперь, как выбор задач для проведения региональной и даже местной олимпиады может способствовать поиску наиболее одаренных школьников. На наш взгляд, ответ на этот вопрос зависит в том числе от того, какие из описанных форм занятий со школьниками получили распространение в том или ином регионе. Так, при наличии в регионе школ с углубленным изучением ряда дисциплин, в том числе и информатики, набор заданий на олимпиадах, в которых участвуют ученики таких школ, должен иметь достаточный уровень сложности. А очень простые задания, доступные большинству участников, могут немного исказить объективно сложившуюся картину и не способствовать отбору лучших из лучших.

При наличии же возможности заниматься со школьниками дополнительно в течение практически всего учебного года задачи, предлагаемые на региональной олимпиаде, не должны требовать знания каких-либо специальных алгоритмов (в том числе и "традиционных" олимпиадных алгоритмов, например, на графах) или умения в совершенстве владеть всеми возможностями применяемого языка программирования. Ведь в этой ситуации цель олимпиады - обнаружить ребят, потенциально способных к высоким достижениям. А необходимыми знаниями и техникой программирования они смогут овладеть на занятиях. В противном случае легко упустить из виду большую часть талантливых ребят.

Если в регионе проводится только летняя школа, то отбор для участия во Всероссийской олимпиаде по информатике должен проводиться на достаточно сложных задачах, сопоставимых с задачами всероссийских олимпиад. Так как только такая подборка задач сможет выявить, кто из школьников может применять полученные летом знания при решении задач в условиях настоящей олимпиады. А это не в последнюю очередь зависит от самоорганизованности и работоспособности ребят, ведь для успешного выступления на олимпиаде необходимо научиться самостоятельно без ошибок реализовывать порой достаточно сложные, пусть даже знакомые, алгоритмы за очень короткий срок. А без приобретения практических навыков это сделать невозможно. То есть в течение двух первых учебных четвертей ребята должны самостоятельно отработать те знания и умения, которые они приобрели летом.

Если же региональной олимпиаде сопутствуют учебно-тренировочные сборы, то задачи областной (краевой и т.п.) олимпиады должны быть подобраны так, чтобы выявить школьников, техника программирования у которых уже достаточно высока и которые способны решать так называемые задачи "на сообрази-тельность". Знание необходимых, но типичных алго-ритмов они смогут получить на сборах. Улучшить жетехнику программирования за короткий срок практи-чески невозможно, да и такая задача во время сборовобычно не ставится.

Наконец, рассмотрим случай, когда какие-либо сис-тематические занятия со школьниками в регионе потой или иной причине организовать не удается. Иногда на это просто нет средств, иногда отсутствуют ква-лифицированные специалисты, одновременно являющиеся и энтузиастами олимпиадного движения. В таком случае важную роль играет выбор задач для проведения региональной олимпиады. Эти задачи должны практически полностью соответствовать по сложности задачам Всероссийской олимпиады по информатике.При этом возможно включение в набор задач одной "утешительной" задачи, которая окажется по силам большинству ребят. Конечно, у многих участников, например, областной олимпиады полученные при решении таких задач баллы будут весьма невелики. Однако если в регионе есть школьники, способные успешно конкурировать с представителями других областей на Всероссийской олимпиаде, то выявить их можно только таким образом. Если же набор задач будет достаточно простым, то высокие баллы смогут получить многие школьники и определить, кто же из них способен решать и более сложные задачи, будет уже невозможно.

Причем потенциально наиболее сильные ребята могути не оказаться абсолютными победителями региональной олимпиады. В случае отсутствия в регионе явного лидера наиболее оправданно послать для участия во Всероссийской олимпиаде ученика невыпускного класса. Так как он сможет получить практический опыт участия в олимпиаде высокого уровня, познакомиться с некоторыми новыми для него методами решения задач, получить ссылки на необходимую литературу. Тогда при наличии желания и работоспособности такой ученик сможет в течение следующего учебного года существенно повысить свою квалификацию. Если же представлять регион на Всероссийской олимпиаде каждый год будет новый ученик одиннадцатого класса, то успехи могут быть лишь случайными.

Сказанное выше справедливо и для городских и районных олимпиад, только предлагаемые на них задачи должны соотноситься с заданиями соответствующих республиканских, краевых или областных соревнований.

В заключение данной лекции отметим еще одну особенность представительства региона на Всероссийской олимпиаде, на наш взгляд, способствующую стабильным результатам. Положительным фактором может оказаться то, что в течение нескольких лет школьников на олимпиаду будет сопровождать один и тот же человек. Причем это может быть как педагог, непосредственно работающий со школьниками, так и представитель органов образования. Такой руководитель будет знаком со всеми нюансами правил проведения олимпиады и технологией проверки решений задач, которые подвержены со временем некоторым изменениям. Так олимпиады начала 90-х годов значительно отличаются от олимпиад нового тысячелетия. Даже простое знакомство с правилами позволит такому руководителю дать квалифицированные советы своим школьникам и правильно их психологически на строить. А присутствие руководителя на таких этапахолимпиады, как тестирование решений и разбор задач, позволит приобрести много новых знаний, которые пригодятся в его дальнейшей работе с учениками. При ежегодной же смене руководителей такой опыт оказывается невостребованным. Хотя справедливости ради стоит заметить, что иногда именно смена руководителя приводит к позитивным переменам в выступлениях школьников того или иного региона.

Чтобы оказать методическую помощь тем педагогам, которые непосредственно в олимпиадах по информатике высокого уровня еще не участвовали, следующую лекцию мы посвятим разбору правил олимпиады и общим рекомендациям для школьников - будущих участников олимпиад.