编程科普基地｜为什么让孩子学习编程？

　　为什么让孩子学习编程

　　因为有一个搞计算机的爸爸，所以家里孩子接触计算机比较早，幼儿园时就接触了Scratch，三年级的时候又自学了Python，跟着书编了些小游戏。后来感觉还是要学了一些有难度的内容，就报了算法的培训班。不过之后她能走多远，是不是要搞算法竞赛，是不是要读计算机专业，终究要她自己去掌握。不过无论之后读什么专业，相信在信息时代学习编程的知识总是有用的。

　　女孩学习编程并不比男孩困难

　　因为自己孩子都是女孩，所以自己对女生是否适合学编程的问题比较关注。学术界对男性和女性的编程能力差异是有一些论文研究的。我记得我读到的一些结果是男女差别并不是很大，女生总得来说会稍强一些。主要是因为女生总的来说更细心，编程出的错误更少一些。但社会上一说程序员都觉得应该是男的，一般还没有头发。

　　为什么程序员感觉就不像女性从事的职业呢？我猜测这样的刻板印象和长期形成的风气有一定关系。社会上各种培训都是为男孩子设计的，比如我女儿玩过的编程学习游戏都是打打杀杀，女孩玩着玩着就没有什么兴趣了。这样环环相扣导致学编程的男生比女生多，优秀的编程人员男生也比女生多，大家就会觉得编程是男生才能学好了。我个人更倾向于相信学术研究的结果，男女生的编程能力应该是差不多的，甚至有可能女生会更强一些。

　　数学对编程是至关重要的

　　数学是很重要的学科，很多算法的理解也需要数学基础。比如，某些算法如果有相应的数学知识就容易理解，反之学起来可能就会很困难。计算机学科一直是和数学紧密结合，共同发展的。北京大学里的计算机专业必修课包括数理逻辑、集合论与图论、代数结构与组合数学等多门数学课。总的来说，数学对于计算机学习是非常重要的。无论是中小学阶段搞信息学竞赛，还是未来从事计算机方向的科研，数学都非常重要。

　　学习Python后学C++会更容易

　　学习Python之后学习C++会更容易，因为它们都是命令式编程语言，主要区别在语法上。学编程语言重要的是理解其中的概念，比如顺序分支循环等控制结构和基本的数据结构定义方式等。这些概念在Python中都学会了之后，切换到C++主要就是更换语法，没有太多难度。同时，低年级小朋友学习编程有一个难关是打字。Python是文本语言，相比Scratch等图形语言，在学习过程中也能锻炼打字速度。

　　编程竞赛接轨大学课程

　　北京大学计算机专业招生大致可以分为两类，一种是通过高考考上的，一种是信息学竞赛保送的。虽然最终的发展主要看个人的能力和投入，但在起步阶段，由于竞赛上来的同学提前掌握了很多专业知识，大学里的专业课学起来是更顺利的。

　　当前很多人都认同，未来一段时期的科技发展将以信息技术为中心，用信息技术改造各个学科。最近有很多关于用计算机解蛋白质结构，证明数学定理的新闻。而政治、法律等传统文科也在不断和计算技术结合。计算机学科的未来是非常光明的。

　　算法是程序的灵魂，灵魂永远不过时

　　Python、Java与C++都是面向对象的编程语言，C++还支持泛型等多范式编程，但在中小阶段的编程学习通常只会用到最基础的命令式语言部分，从编程入门的角度来看，各种语言没有什么区别。

　　编程语言学哪一个不是很重要，更重要是学习算法等计算机学科的知识。常常有人提问学习哪一个编程语言不会过时。如果学习编程语言只是掌握了一些语法，背诵了一些库函数的名字，那可能确实会过时。但如果学习的是算法等计算机学科的知识，那么无论用什么语言都是有用的。算法是程序的灵魂，灵魂永远不过时。

　　编程高含金量赛事|中学篇

　　编程赛事活动如雨后春笋

　　“中小在中小学阶段推广人工智能及编程教育，普及计算机科学知识，提升青少年的信息素养，发现和培养适应信息时代、智能时代发展需要的计算机科技后备人才，培养广大青少年科技素养和创新创造能力”，这是时代的需要，也是国家的要求；因此，近年来各种编程赛事活动如雨后春笋般涌现，家长和孩子们有的茫然不觉，有的应接不暇；你了解哪些是普通的编程活动，哪些是信息学竞赛吗？你了解孩子所在的年龄段适合参加什么类型的信息学竞赛吗？你了解信息学竞赛晋级体系吗？你了解各个编程活动的含金量吗？本贴针对孩子们中学阶段能参加的一些编程赛事活动做一些简单介绍，给想要入门的家长和孩子答疑解惑。

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　　初中阶段

　　初中学生时间更为宝贵，参加各种赛事的目的性更强，很多赛事初中生是不会也不用去参加的；实际上很多赛事也是不办初中组了，因为办了也没多少人参加；初中阶段学生可以参加的编程赛事有CSP-J、CSP-S、USACO；另外初中生也可以参加NOIP，不过只能参加考试而不能参与评奖，所以这里就不将NOIP列入初中阶段赛事了。

　　一、信竞初中省赛-CSP-J

　　CSP-J在小学阶段赛事中已经介绍过了，详情请看文末的链接

　　《编程高含金量赛事|小学篇》

　　。虽然是相当于初中省赛，不过因为没有年龄限制，所以小学生和初中生都能参加，考试时不分年级，所有人考同样的内容；CSP-J复赛一等奖对于小学生来说是极具含金量的奖项，对于初中生来说意义相对较小，因为初中阶段更重要的是CSP-S。

　　二、高中省赛①-CSP-S

　　CSP-S全称为CSP非专业级软件能力认证-提高级(Certified?Software?Professional-Senior)，其报名时间、方式、考试时间、官网、考试环境等都和CSP-J一样，大家可以参考CSP-J相关信息，我就不再赘述了。

　　CSP-S相当于全国高中信息学省级联赛，其前身为NOIP提高组，自2020年起原NOIP提高组拆解成了现在的CSP-S和NOIP两项赛事，两项赛事难度相当，各自承担起相应的功能。

　　CSP-S1可接受任何人报名参赛，包括小学生、初中生、高中生，不设任何报名门槛(也不需要CSP-J的奖项和成绩)，通过CSP-S1才能获取CSP-S2的报名资格。

　　各省能在小学阶段获得CSP-S2一等奖的学员凤毛麟角，甚至可能一个都没有，这属于天才学员的范畴，对于一般的优秀信竞选手来说，如果能够在初中阶段拿到CSP-S2一等奖，就是非常有含金量的奖项，也可以说明学生在信竞方面很有潜力，可以尝试进一步冲刺省队去参加国家级决赛NOI；反之，如果到高中才能拿到CSP-S2一等奖，冲刺省队的希望就比较小，学生可以在拿到CSP-S2一等奖后将重心放到课内学习上。

　　三、美国信息学奥赛-USACO

　　USACO在小学阶段赛事中已经介绍过了，详情请看文末的链接

　　《编程高含金量赛事|小学篇》

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　　USACO是美国信息学竞赛，但是各个组别都是在线举行，所以中国选手也可以参加，只要有邮箱就可以注册报名；美国信竞和中国信竞考察内容是完全一样的，一些题目和中国信竞甚至可以说是雷同，所以国内选手完全可以将USACO作为练习赛；另外如果需要出国的话，USACO的成绩也是很有价值的；

　　小学阶段可以参加USACO青铜组甚至白银组；初中阶段可以通过青铜组进入白银组进而参加黄金组。

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　　高中阶段

　　高中阶段只用参加信息学竞赛即可，信息竞赛的晋级路线用一张图展示给大家。

　　

　　一、高中省赛①-CSP-S

　　CSP-S在初中阶段赛事中已经介绍过了，详情请看上面初中阶段的介绍。这是不限参赛选手年龄的高中省赛，其复赛难度和下面要介绍的NOIP相当，对于初中生来说是非常重要的编程赛事；不过高中生也必须去考，毕竟CSP-S复赛非零分是获取NOIP参赛资格的必要条件。

　　二、高中省赛②-NOIP

　　NOIP系列赛事自1995年至2021年已举办27次，由科协下属的CCF(China Computer Federation)也即中国计算机学会主办。

　　NOIP全称是National Olympiad in Informatics in Provinces，对应的中文名称是全国青少年信息学奥林匹克联赛，是正式的信息学高中省级联赛。

　　2019年以前NOIP分两个组别，普及组和提高组；其中普及组是初中信息学省级联赛，自2019年开始改名为CSP-J；提高组是高中信息学省级联赛，自2019年被拆分为CSP-S和NOIP，现在的NOIP仅指原NOIP提高组。

　　NOIP没有初赛，不接受自主报名，参加每年CSP-S2且非零分的选手自动获得报名NOIP的资格，所以NOIP的比赛时间也是在每年CSP-S2考试结束后的11月初。

　　NOIP和CSP-S2难度相当，都是由原NOIP提高组复赛拆分而来；其主要区别有两点：1.NOIP只有高中生能正式参加，小学和初中学生虽然可以参加NOIP，但不能参与评奖，所以小学和初中学生还是要把重心放在CSP-S上；2.只有在各省NOIP中取得一等奖且成绩优异的学生才有参加省选资格。

　　对于高中生来说，NOIP是非常重要的信息学竞赛，其奖项就是我们俗称的省一、省二、省三，NOIP一等奖是参加省选冲刺省队的必要条件。

　　三、各省省选-BJOI、SHOI等

　　在前面的NOIP介绍中说过，拿了NOIP一等奖只是参加NOI的必要条件，而非充分条件，毕竟每个省或直辖市的省队成员才能够参加NOI，而省队人数一般在10-20人之间，信奥强省如浙江省队16人，弱省如甘肃省队5人。在拿到NOIP一等奖的学生中高分学员可以去参加各省省选，最后NOIP提高组成绩和省选成绩加权算出一个总分，根据这个分数选拔各省省队成员。

　　各省省选名称以省名拼音首字母命名，譬如BJOI全称是BeiJing Olympiad in Informatics，中文名是北京市信息学奥林匹克竞赛，简称北京信息学省选，SHOI是上海省选，GDOI是广东省选。

　　以2021年北京为例，北京省队选拔通知是2021年3月中旬由北京青少年科技教育协会发布的，为选拔北京代表队，参加CCF NOI2021，特组织NOI2021北京队选拔，内容包括：培训、北京集训队结业测试、北京队选拔测试。

　　省选集训一共6天：其中3月20日、3月21日、3月27日、3月28日是北京队培训时间，统一省选时间已确定为4月10日和11日；省选集训地点是首都师范大学附属中学（北洼路33号）实验楼四层机房。

　　NOIP2020成绩在140分以上（包含140分）的北京选手（非高三）可自愿报名。

　　最终北京省队选拔条件为：选手总成绩＝NOIP2020成绩×40%+统一省选一试成绩标准分×30%+统一省选二试成绩标准分×30%。

　　2021年北京省队最终录取了12人，这12人将代表北京去参加NOI。

　　其他各省的考试时间和录取方案与北京大同小异，这里就不再一一列举了，总之只有通过省选进入省队才能参加NOI，2021年全国31个省市（含港澳）共计约308人参赛。

　　四、国家级决赛-NOI

　　NOI全称是National Olympiad in Informatics，中文名称为全国青少年信息学奥林匹克竞赛。

　　NOI是信奥国家级决赛，相当于数学竞赛体系内的CMO，NOI也是由CCF主办，各省省队选手可获取参赛资格。

　　2021年是第38届全国青少年信息学奥林匹克竞赛（CCF?NOI2021），于2021年7月24日-30日在浙江省余姚中学举行。

　　NOI2021总获奖率为85%，分金银铜牌三个奖项；其中前50名为金牌(金牌限定为50名，因为国家集训队名额只有50个，也只有这50个人能够获取保送资格)，银牌152人，铜牌54人。

　　金牌选手是一定能够保送到国内任何大学的；银牌选手也就是我们俗称的国家二等奖，可破格入围强基计划。

　　NOI主要用来选拔信息学国家集训队成员的，和数学、物理、化学、生物一样，信息学国家集训队名额只有50人，下一年度代表中国参加IOI的选手将从这50人中选出，选拔规则还要看后续的两个赛事NOIWC和CTS。

　　五、冬令营-NOIWC

　　冬令营全称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NOIWC或WC）为NOI系列赛事之一。

　　上一年NOI中国国家集训队50名选手中将参与竞赛，取得前15名的选手将成为当年IOI中国国家队候选队员。

　　冬令营共持续8天，除第一天报到日、第六天疏散日外，其余6天为冬令营活动日。冬令营活动项目包括：授课、讨论、国家集训队队员交流、上机练习、CCF中小学计算机程序设计教学比赛、冬令营测试、社会活动等。

　　冬令营的竞赛规则与NOI相同。考场机器统一安装最新的NOI Linux操作系统，赛后使用Arbiter评测软件在选手参赛用机进行分布式测评。2019年及以前，可供选手使用的编程语言包括Pascal、C和C++。2020年起，将不再支持Pascal语言和C语言。

　　冬令营主要用来从50人国家集训队队员中选拔出15人作为国家队候选队员。

　　六、中国国家队选拔-CTS

　　中国国家队选拔赛在2018年及以前全称为国际信息学奥林匹克竞赛中国国家队选拔赛（China Team Selection Contest），简称为CTSC；2019年改名为国际信息学奥林匹克中国队选拔（China Team Selection），简称CTS；

　　当年全国青少年信息学奥林匹克竞赛冬令营选拔出的15名中国国家队候选队队员将作为正式选手参加选拔活动。除报到日及疏散日外，共分为三天进行。第一天和第二天分别举行一场上机考试，考试时间持续5个小时，竞赛期间选手需解答三道试题。第三天为答辩面试环节。其中，上机考试的题型包括传统型、交互型、提交答案型。

　　作为国内青少年信息学奥林匹克每年难度最高的选拔，15名国家队候选队员展开激烈角逐。经过前期作业、选手互测、集中测试、选手交流、论文答辩与口试等环节，最终CCF选拔出IOI中国代表队四位选手。

　　CTS主要用来从 15 名中国国家队候选队员中选出 4 名国家队成员，这4名国家队成员将代表中国出站IOI(国际信息学奥林匹克竞赛)。

　　七、亚太地区信竞-APIO

　　APIO全称亚洲与太平洋地区信息学奥林匹克竞赛（Asia and Pacific Informatics Olympiad）是一个洲际级的信息学竞赛，相当于数学竞赛体系里的APMO。不过该赛事并不是NOI与IOI之间的衔接，这是一个独立的赛事，和NOI体系唯一的联系是上一年度的NOIP一等奖学员有参与本年度APMO的优先权，每个省有3个A组基本名额，最终参加名单由CCF审核确定后在活动前上报主办国。

　　以2021年为例，APIO2021于5月19日-23日以线上的方式举办。中国区选手测试活动将由中国计算机学会（CCF）主办。

　　本次活动共有来自24个省市自治区的764名选手及教师报名参加。

　　经过5月22日的测试，APIO2021中国区共产生金牌65名、银牌154名、铜牌231名。不仅如此，在代表中国进入国际奖牌角逐的选手中，共产生国际金牌11名。

　　八、国际赛-IOI

　　IOI全称国际信息学奥林匹克竞赛（International Olympiad in Informatics），这是信息学最高赛项，是一个世界级赛事，相当于数学竞赛体系里的IMO，一般每个国家每年会派出4名选手代表国家出站IOI，中国队的4名选手就是通过前面介绍的省赛篇和国赛篇里的赛事层层选拔出来的，代表了本年度中国中学生信息学最高水平。

　　受新冠肺炎疫情的影响，由新加坡主办的第三十三届国际信息学奥林匹克竞赛(IOI2021)于6月19日-28日在世界各地以线上比赛形式同步举行，共有来自88个国家（地区）的355名选手参赛。IOI2021中国队参赛活动在北京举行。本届IOI仍为两试六道题目赛制。中国队四位选手经过努力拼搏，在两试中均发挥出色，全部获得金牌，并包揽前4名。中国队以绝对优势取得团体第一，创造了IOI首次由一个国家的选手包揽前4名的历史。

　　这是中学生信息学最高赛事，参赛的4名选手也代表了各自国家中学生信息学最高水平。

　　九、美国信息学奥赛-USACO

　　USACO在小学阶段赛事中已经介绍过了，详情请回看链接《编程高含金量赛事|小学篇》。

　　高中阶段的学生可以通过USACO青铜组-白银组-黄金组-白金组这个路线去晋级。

　　【青少年编程科普基地】

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