基于學(xué)科競(jìng)賽的計(jì)算機(jī)類課程教學(xué)模式改革探索研究

薛煥堂 牛慶麗

(鄭州科技學(xué)院，河南 鄭州 450064)

學(xué)科競(jìng)賽是面向大學(xué)生開展的課外競(jìng)賽活動(dòng)，它緊密結(jié)合課堂教學(xué)，著力于新技術(shù)的應(yīng)用，以競(jìng)賽的方式激發(fā)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際和獨(dú)立工作的能力，讓學(xué)生通過實(shí)踐來發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)自信心[1]。鄭州科技學(xué)院也非常重視學(xué)科競(jìng)賽活動(dòng)的開展，近年來，逐步構(gòu)建并完善了學(xué)科競(jìng)賽體系和相關(guān)的管理制度，并結(jié)合學(xué)校 “應(yīng)用型人才培養(yǎng)”的定位，選擇了適合本校學(xué)生實(shí)際情況的學(xué)科競(jìng)賽項(xiàng)目并積極組織學(xué)生參加。如何以學(xué)科競(jìng)賽為契機(jī)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，是目前計(jì)算機(jī)類課程教學(xué)模式改革中值得研究的問題。

1 鄭州科技學(xué)院所參加的計(jì)算機(jī)類學(xué)科競(jìng)賽介紹

當(dāng)前開展的計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的學(xué)科競(jìng)賽主要有兩類：軟件程序設(shè)計(jì)類競(jìng)賽和硬件電子類競(jìng)賽。就程序設(shè)計(jì)類競(jìng)賽而言，當(dāng)前世界上公認(rèn)的規(guī)模最大、水平最高的是國(guó)際大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽，該競(jìng)賽由國(guó)際計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)主辦，目的在于使大學(xué)生運(yùn)用計(jì)算機(jī)來展示自己分析問題和解決問題的能力。在硬件電子類競(jìng)賽中，目前較有影響力的是大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽，它是面向大學(xué)生的群眾性科技活動(dòng)，目的在于推動(dòng)高校促進(jìn)信息與電子類學(xué)科課程體系和課程內(nèi)容的改革。

就鄭州科技學(xué)院而言，近幾年也根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況及學(xué)院自身的定位，組織學(xué)生參加了一系列的計(jì)算機(jī)類學(xué)科競(jìng)賽，包括全國(guó)大學(xué)生計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力與信息素養(yǎng)大賽、“中國(guó)軟件杯”大學(xué)生軟件設(shè)計(jì)大賽、全國(guó)計(jì)算機(jī)仿真大獎(jiǎng)賽等國(guó)家級(jí)的比賽，中國(guó)機(jī)器人大賽暨RoboCup公開賽、Android應(yīng)用開發(fā)中國(guó)大學(xué)生挑戰(zhàn)賽、“博創(chuàng)杯”全國(guó)大學(xué)生嵌入式物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)大賽等行業(yè)國(guó)家級(jí)的比賽，以及其他的一些省級(jí)和行業(yè)省級(jí)的比賽，并取得了豐碩的比賽成果。

2 基于學(xué)科競(jìng)賽，計(jì)算機(jī)類課程教學(xué)模式改革的具體措施

通過對(duì)鄭州科技學(xué)院所參加的計(jì)算機(jī)類學(xué)科競(jìng)賽的調(diào)研，結(jié)合我院計(jì)算機(jī)專業(yè)的實(shí)際特點(diǎn)和資源特色，建議對(duì)計(jì)算機(jī)類專業(yè)的課程教學(xué)模式進(jìn)行如下改革。

2.1 以學(xué)科競(jìng)賽為導(dǎo)向，促進(jìn)課程體系改革

2.1.1 調(diào)整專業(yè)課程設(shè)置

構(gòu)建基礎(chǔ)類、程序設(shè)計(jì)類和綜合應(yīng)用類逐級(jí)遞進(jìn)的課程體系[2]?；A(chǔ)類課程主要包括面向大一新生開設(shè)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)等課程，該類課程主要培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)應(yīng)用能力。程序設(shè)計(jì)類課程包括從大一下學(xué)期開始開設(shè)的程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ) (c語言、java程序設(shè)計(jì))、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)及應(yīng)用、網(wǎng)頁設(shè)計(jì)等課程，該類課程主要培養(yǎng)學(xué)生利用各類計(jì)算機(jī)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。綜合應(yīng)用類課程是在基礎(chǔ)類和程序設(shè)計(jì)類課程有效開展的基礎(chǔ)上所開設(shè)的，該類課程主要包括計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、機(jī)器人等模塊。另外，建議開設(shè)與計(jì)算機(jī)類學(xué)科競(jìng)賽相關(guān)的選修課程，以拓寬學(xué)生的視野，提高學(xué)生的參賽意識(shí)和參與積極性，同時(shí)可以在該類課程中介紹一些綜合設(shè)計(jì)的案例，帶動(dòng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、解決實(shí)際問題的能力。

2.1.2 將學(xué)科競(jìng)賽與實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)相結(jié)合

鄭州科技學(xué)院計(jì)算機(jī)類專業(yè)目前所設(shè)置的典型實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)主要由程序設(shè)計(jì)類課程設(shè)計(jì)、軟件工程課程設(shè)計(jì)和根據(jù)不同專業(yè)方向所設(shè)置的專業(yè)課程設(shè)計(jì)組成，但這些課程設(shè)計(jì)之間都是相互獨(dú)立的，內(nèi)容上沒有什么關(guān)聯(lián)，這就致使學(xué)生難以全面掌握系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理念和方法。若將學(xué)科競(jìng)賽引入其中，將現(xiàn)有的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)整合起來，從內(nèi)容上設(shè)置成同一系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)，那么就可以使課程設(shè)計(jì)中的教學(xué)內(nèi)容相互連貫起來，教學(xué)組織也可以縱向貫通，提高學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力。

2.2 以學(xué)科競(jìng)賽為載體，改革教學(xué)方法

在教學(xué)內(nèi)容上加入典型的競(jìng)賽案例，例如，將計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力與信息素養(yǎng)大賽題目作為案例引入到計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)課程的教學(xué)過程中，將軟件設(shè)計(jì)大賽的題目引入到程序設(shè)計(jì)類課程的教學(xué)過程中。這樣不僅可以在很大程度上豐富教學(xué)內(nèi)容，還可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性。此外，教師可以根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容，采用討論式、探究式、啟發(fā)式等不同的教學(xué)手段，還可以讓學(xué)生自己走上講臺(tái)開展自主教學(xué)活動(dòng)。這樣，不僅可以讓學(xué)生感受到學(xué)習(xí)的樂趣和成就感，還可以大大的提高教學(xué)質(zhì)量，為創(chuàng)新人才的培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。

2.3 基于學(xué)科競(jìng)賽，改善實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)

在計(jì)算機(jī)類課程中，除了理論教學(xué)之外，實(shí)踐教學(xué)也是一個(gè)非常重要的組成部分。通過學(xué)科競(jìng)賽，借鑒其中涉及的操作環(huán)節(jié)，對(duì)計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)改革也有非常大的促進(jìn)作用。

2.3.1 改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

結(jié)合實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)際情況，課程實(shí)驗(yàn)可分為三個(gè)層次：驗(yàn)證型、設(shè)計(jì)型和綜合性實(shí)驗(yàn)[3]。驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)主要是利用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證所學(xué)的理論知識(shí)；設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)主要是讓學(xué)生進(jìn)行綜合性的程序設(shè)計(jì)以及計(jì)算機(jī)的組裝和調(diào)試等，重在培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)的理論知識(shí)來解決實(shí)際問題的能力；綜合型實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生獨(dú)自或分組完成具有一定規(guī)模和難度的任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行軟件綜合設(shè)計(jì)和調(diào)試的能力。

另外，由于計(jì)算機(jī)類學(xué)科競(jìng)賽大多以團(tuán)隊(duì)的形式組織開展，需要團(tuán)隊(duì)成員按各自的特長(zhǎng)進(jìn)行合理的分工和充分的交流。因而在課程設(shè)計(jì)的實(shí)施過程中，可以根據(jù)任務(wù)要求將每個(gè)題目的內(nèi)容分配給3-5名學(xué)生完成，要求學(xué)生分工明確、相互合作，讓學(xué)生在整個(gè)實(shí)踐過程中通過相互交流體會(huì)如何去調(diào)整自己的設(shè)計(jì)思路和方法，與他人合作完成設(shè)計(jì)任務(wù)，從而可以培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作設(shè)計(jì)能力和團(tuán)隊(duì)精神。

2.3.2 改變實(shí)驗(yàn)課程學(xué)時(shí)比例

根據(jù)學(xué)科競(jìng)賽的需要以及計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)課程的要求和特點(diǎn)，調(diào)整實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)和理論學(xué)時(shí)的比重，適當(dāng)?shù)脑黾訉?shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)和課程設(shè)計(jì)的學(xué)時(shí)。一般地，含有實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)要占到總學(xué)時(shí)的50%，而課程設(shè)計(jì)的學(xué)時(shí)數(shù)可以根據(jù)課程性質(zhì)和課題的實(shí)際情況自行設(shè)置。實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的增加可以讓更多學(xué)生有更多的時(shí)間參與實(shí)踐操作，加深對(duì)課程知識(shí)的理解和掌握，提高動(dòng)手能力。

2.3.3 加強(qiáng)開放式實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)

通過對(duì)鄭州科技學(xué)院教學(xué)計(jì)劃的調(diào)研我們發(fā)現(xiàn)，計(jì)算機(jī)類課程的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)都是有限的，但是對(duì)于一個(gè)設(shè)計(jì)型或者綜合性的實(shí)驗(yàn)來說，它所需的學(xué)時(shí)數(shù)往往難以確定，這樣，我們就必須給學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)能隨時(shí)做實(shí)驗(yàn)、隨時(shí)搞科研的開放的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，開放實(shí)驗(yàn)室無疑是一個(gè)最好的選擇。在這里，不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，還可以在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

2.4 基于學(xué)科競(jìng)賽，改革專業(yè)課考核方式

長(zhǎng)期以來，很多高校的計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)課程考核普遍采用單一的閉卷考試為主的方式，經(jīng)常會(huì)忽略學(xué)科和課程本身的性質(zhì)和特點(diǎn)，考試的內(nèi)容一般都局限在教材范圍內(nèi)，重點(diǎn)考查學(xué)生對(duì)課本知識(shí)的理解和掌握，而忽略了對(duì)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的考核，這就導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)缺乏動(dòng)力，使他們僅僅本著考試的目的去學(xué)習(xí)，嚴(yán)重阻礙了學(xué)生創(chuàng)造性思維的發(fā)展。因此，必須以學(xué)科競(jìng)賽為導(dǎo)向，對(duì)計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)課程的考試方式進(jìn)行相應(yīng)的改革。就鄭州科技學(xué)院而言，我們建議采用開放性的考核方式，把考試的重點(diǎn)放在考核學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力上。例如，一些實(shí)踐類的課程可以采用課程設(shè)計(jì)的考核方式，在課程結(jié)束前兩周布置課程設(shè)計(jì)的題目，要求學(xué)生在限定的時(shí)間內(nèi)上交課程設(shè)計(jì)作品。這樣，就可以讓學(xué)生本著問題去學(xué)習(xí)、去探索、去實(shí)踐，不僅可以拓寬學(xué)生的視野，還可以培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。最后，老師可以根據(jù)學(xué)生的課程設(shè)計(jì)情況，加上學(xué)生的平時(shí)表現(xiàn)，按一定的比重來綜合評(píng)定學(xué)生的成績(jī)。

3 結(jié)語

基于學(xué)科競(jìng)賽，采用相應(yīng)的措施，促進(jìn)計(jì)算機(jī)類課程教學(xué)模式的改革，將提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，使學(xué)生的知識(shí)、能力和素質(zhì)三者綜合協(xié)調(diào)的發(fā)展，是培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的高水平“應(yīng)用型人才”的關(guān)鍵所在。

[1] 周治瑜，王瑞斌，胡麗華，張濤.學(xué)科競(jìng)賽是培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)的重要載體.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008(5)：100-101.

[2] 陳立章，黃圣生，彭紅等.抓好學(xué)科競(jìng)賽，提高大學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量.湖南醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版)，2002(6)：62-63.

[3] 付興鋒，張常年，肖秀玲，范金華.以大學(xué)生競(jìng)賽活動(dòng)為契機(jī)推進(jìn)實(shí)踐教學(xué)改革.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2010(1)：65-66.