基于競賽的實(shí)踐教學(xué)體系設(shè)計(jì)與思考

魏鑒 萬家佑

[摘 要] 隨著現(xiàn)代化技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)教學(xué)模式已經(jīng)逐漸不能適應(yīng)新的教學(xué)需求，為此我們提出以學(xué)生為主體、以教師為主導(dǎo)、以競賽為引擎、以社會熱點(diǎn)為題材的新教學(xué)方式來加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，實(shí)踐證明，通過競賽洗禮過的學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力突出，為今后繼續(xù)深造或工作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

[關(guān) 鍵 詞] 競賽；實(shí)踐教學(xué)；創(chuàng)新能力

[中圖分類號] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號] 2096-0603（2017）13-0098-02

實(shí)踐教學(xué)是加深理論認(rèn)識的非常有效的途徑，特別是工科領(lǐng)域中，理論聯(lián)系實(shí)際更顯得尤為重要。現(xiàn)在的大學(xué)實(shí)踐教學(xué)在促使學(xué)生加強(qiáng)對理論知識的理解、掌握基本實(shí)踐操作技能等方面已經(jīng)做得比較完善，但是隨著時(shí)代的發(fā)展，這些已經(jīng)逐漸不能滿足新的教學(xué)要求，我們在教學(xué)的時(shí)候更應(yīng)該注重培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)探索、實(shí)踐創(chuàng)新的能力。在大學(xué)期間應(yīng)積極鼓勵(lì)學(xué)生參與各類專業(yè)競賽，這些競賽提供了一個(gè)探索創(chuàng)新的平臺，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，能更快地成長為適應(yīng)社會需求的高素質(zhì)人才。

一、實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀

（一）傳統(tǒng)教學(xué)模式

現(xiàn)在的大學(xué)實(shí)踐教學(xué)仍然采用傳統(tǒng)的以教師為主的指導(dǎo)性教學(xué)模式，它采用的是目標(biāo)為本的系統(tǒng)設(shè)計(jì)觀，從目標(biāo)開始，然后逐漸導(dǎo)向目標(biāo)，最終評估目標(biāo)。教師從學(xué)生的現(xiàn)有狀態(tài)和水平出發(fā)，通過教學(xué)逐漸轉(zhuǎn)換為過渡狀態(tài)，最終達(dá)到目標(biāo)狀態(tài)。這一模式將教學(xué)設(shè)計(jì)理念、操作程序和教師的基本工作聯(lián)系起來，從而使系統(tǒng)設(shè)計(jì)教學(xué)成為教師手中用以改進(jìn)教學(xué)的有用武器。但是正如羅杰斯所說過：凡是能夠由老師直接教給你的東西，總是無用的。隨著社會的發(fā)展，傳統(tǒng)的指導(dǎo)性教學(xué)模式越來越不適應(yīng)教學(xué)的發(fā)展。在教學(xué)的過程中應(yīng)更重視學(xué)生的自由，讓學(xué)生按自己興趣去選擇學(xué)習(xí)活動(dòng)，而教師在整個(gè)教學(xué)過程中的角色不再單單是指導(dǎo)者，而是參與者、探討者，只是在必要的時(shí)候才提供學(xué)習(xí)的輔導(dǎo)。

（二）新的教學(xué)模式

翻轉(zhuǎn)課堂（Flipped Classroom），是將傳統(tǒng)的課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)翻轉(zhuǎn)過來，重新調(diào)整課堂內(nèi)外的時(shí)間，讓學(xué)生在課前完成知識學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)的決定權(quán)從教師轉(zhuǎn)移給學(xué)生。在這種教學(xué)模式下，教師在課堂上不再像指導(dǎo)性教學(xué)模式那樣，占用大量時(shí)間來講授知識點(diǎn)，學(xué)生可以在課前通過各種現(xiàn)代化的自主學(xué)習(xí)方式來完成對這些知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)。在課堂的寶貴時(shí)間里面，教師可以和學(xué)生進(jìn)行更加深入的交流，從而讓學(xué)生獲得更深層次的理解。

在翻轉(zhuǎn)課堂中要求學(xué)生在課前完成知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，而慕課（MOOC）正是課前完成知識點(diǎn)學(xué)習(xí)的有效手段之一。目前國內(nèi)外許多優(yōu)秀大學(xué)紛紛推出了各自的慕課課程，慕課除了能夠提供傳統(tǒng)的視頻等學(xué)習(xí)資料外，還能形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)學(xué)習(xí)社區(qū)，滿足了大量學(xué)生的學(xué)習(xí)，而且學(xué)生在家就能學(xué)習(xí)到世界各地知名高校的課程。

信息技術(shù)與教育的融合，帶來了的不僅是翻轉(zhuǎn)課堂和慕課，還有創(chuàng)客教育。創(chuàng)客（Maker），是指出于興趣與愛好，努力把各種創(chuàng)意轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的人。創(chuàng)客教育致力于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新探索的精神、動(dòng)手實(shí)踐的文化、開放共享的理念，以及對技術(shù)的極致鉆研和對美好生活的不懈追求。

（三）新的教學(xué)技術(shù)

新的教學(xué)模式不斷出現(xiàn)，并逐步落地的原因正是因?yàn)椤盎ヂ?lián)網(wǎng)+”及人工智能等新技術(shù)的快速發(fā)展?；ヂ?lián)網(wǎng)把全球的計(jì)算機(jī)成功聯(lián)在一起，搭建了一個(gè)相互交流溝通，相互參與的互動(dòng)平臺。自問世以來，有線網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)速度均大幅度提升，為各種技術(shù)的應(yīng)用提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。人工智能（AI）被稱為世界三大尖端技術(shù)之一，它可以讓計(jì)算機(jī)來模擬人的某些思維過程和智能行為，使計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)更高層次的應(yīng)用。目前在許多領(lǐng)域已經(jīng)獲得了廣泛應(yīng)用，并取得了豐碩的成果。IBM公司開發(fā)的“深藍(lán)”、Google公司開發(fā)的“AlphaGo”、百度公司開發(fā)的“小度”在各自領(lǐng)域所取得的成就均可證明人工智能具有很好的發(fā)展前景。虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）利用計(jì)算機(jī)生成一種模擬仿真環(huán)境，這種仿真環(huán)境將多信息的交互式的三維動(dòng)態(tài)展示給用戶，使用戶完全沉浸到該環(huán)境中。目前，虛擬現(xiàn)實(shí)在游戲產(chǎn)業(yè)中已成功應(yīng)用，許多高校虛擬仿真互動(dòng)教學(xué)平臺也搭建成功，它將枯燥難懂的知識點(diǎn)教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)榻换ナ降闹悄軋鼍盎虒W(xué)，使知識點(diǎn)可以更生動(dòng)地得到展現(xiàn)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情與主動(dòng)性，能有效提高教學(xué)效率與質(zhì)量。

二、構(gòu)建競賽實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

正是由于這些新技術(shù)的發(fā)展，未來大量高效率、重復(fù)性的工作都會由人工智能來完成。而在教育領(lǐng)域中，人工智能可能會代替?zhèn)鹘y(tǒng)指導(dǎo)性教學(xué)中重復(fù)知識點(diǎn)的講解。所以對單一知識點(diǎn)進(jìn)行講解的教師不僅不能吸引到學(xué)生，而且會被逐漸淘汰，教師的角色應(yīng)該從單一的傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑?dǎo)者、參與者。因此，教師在實(shí)踐教學(xué)時(shí)更應(yīng)該注重學(xué)生靈活運(yùn)用知識和創(chuàng)新創(chuàng)造能力的培養(yǎng)，多鼓勵(lì)學(xué)生在大學(xué)學(xué)習(xí)過程中參與各項(xiàng)競賽，在競賽中和其他各兄弟院校的學(xué)生來比較各自分析問題、解決問題的能力，這也正是提高學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新素質(zhì)的有效手段。為此，我們提出了“以學(xué)生為主體、以教師為主導(dǎo)、以競賽為引擎、以社會熱點(diǎn)為題材”的新的教學(xué)思路，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。目前我院分專業(yè)不同主要參與藍(lán)橋杯大賽、電子設(shè)計(jì)大賽、中國機(jī)器人大賽、數(shù)學(xué)建模大賽和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)競賽等。

（一）競賽基地建設(shè)

競賽基地的建設(shè)是創(chuàng)新能力培養(yǎng)的一個(gè)重要條件，能為學(xué)生具體的實(shí)踐操作提供堅(jiān)實(shí)的科研平臺。為此，學(xué)校在我院投入大量經(jīng)費(fèi)分別建有軟件開發(fā)創(chuàng)新實(shí)踐基地、數(shù)學(xué)建模大賽創(chuàng)新實(shí)踐基地、電子設(shè)計(jì)大賽創(chuàng)新實(shí)踐基地、智能機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)踐基地和物聯(lián)網(wǎng)競賽創(chuàng)新實(shí)踐基地等。這些實(shí)踐基地不同于其他普通實(shí)驗(yàn)室，具有開放性和創(chuàng)新性的特點(diǎn)。

開放性競賽基地可以大大提高競賽基地儀器設(shè)備的利用率，而且對調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、動(dòng)手能力、分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)高質(zhì)量的創(chuàng)新人才都具有十分重要的意義。創(chuàng)新性競賽基地要求學(xué)生具有扎實(shí)的理論知識和實(shí)踐技能，在掌握大量現(xiàn)代設(shè)備儀器的構(gòu)造、性能、原理、使用方法的基礎(chǔ)上加以靈活應(yīng)用，再去完成各個(gè)實(shí)踐項(xiàng)目，能更進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生知識檢索、獨(dú)立思考、積極探索以及協(xié)同創(chuàng)新的能力。

（二）教師指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)

由于競賽自身的特點(diǎn)決定其培訓(xùn)組織時(shí)間跨度較長、工作強(qiáng)度較大，工作量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過平時(shí)的日常教學(xué)任務(wù)，因此每一個(gè)競賽都必須要建立一個(gè)專業(yè)化的教師指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)。教師指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)每個(gè)系的系主任負(fù)責(zé)，邀請教學(xué)培訓(xùn)經(jīng)驗(yàn)豐富的骨干教師參與，搭配專職實(shí)驗(yàn)教師組成團(tuán)隊(duì)，與學(xué)生競賽團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)雙選機(jī)制來組建競賽小組。骨干教師負(fù)責(zé)整體技術(shù)培訓(xùn)工作，實(shí)驗(yàn)教師負(fù)責(zé)技術(shù)指導(dǎo)及基地相關(guān)管理工作，同時(shí)也可以邀請?jiān)?jīng)獲獎(jiǎng)的高年級學(xué)生擔(dān)任助理，對新團(tuán)隊(duì)學(xué)員進(jìn)行初期的培訓(xùn)工作，達(dá)到共同進(jìn)步的目的。

（三）學(xué)生競賽團(tuán)隊(duì)

基于每個(gè)競賽屬性的不同，有的是個(gè)人賽，有的是團(tuán)隊(duì)賽，因此學(xué)生競賽團(tuán)隊(duì)的建設(shè)也同樣非常重要。大一的學(xué)生熱情高，但是專業(yè)基礎(chǔ)知識缺乏；大二的學(xué)生具備一定的專業(yè)基礎(chǔ)知識，但是學(xué)業(yè)壓力較大；大三的學(xué)生課余時(shí)間較多，但不容易管理；大四的學(xué)生忙于考公考研或找工作實(shí)習(xí)，時(shí)間較少。所以我們采取的方式是在大一下學(xué)期招新組建特色班，大二或大三參加競賽。

特色班由各個(gè)系的系主任申報(bào)組建，所有感興趣的學(xué)生均可參與，特色班在經(jīng)過一段時(shí)間的培訓(xùn)輔導(dǎo)后，一部分基礎(chǔ)較差或興趣不濃的學(xué)生會被逐步主動(dòng)或被動(dòng)的淘汰，留下來的學(xué)生就是一個(gè)大的學(xué)生競賽團(tuán)隊(duì)。再根據(jù)競賽要示，學(xué)生自由組建成參賽小團(tuán)隊(duì)，如有特殊情況，再對參賽團(tuán)隊(duì)做出細(xì)微的調(diào)整。學(xué)校會在暑假花大量時(shí)間對最后報(bào)名參賽的個(gè)人或團(tuán)隊(duì)進(jìn)行培訓(xùn)工作，歷年的競賽成績表明，大多數(shù)的獲獎(jiǎng)學(xué)生均為大三的學(xué)生，因?yàn)榇笕膶W(xué)生在經(jīng)歷過一兩年的培訓(xùn)學(xué)習(xí)后，其協(xié)同創(chuàng)新實(shí)踐能力已經(jīng)趨于成熟。而大二的學(xué)生則作為競賽梯隊(duì)繼續(xù)進(jìn)行培養(yǎng)，他們在觀摩或者經(jīng)歷過一次競賽后，能力得到了一定的提升，在下次競賽中往往能取得更加優(yōu)異的成績。

三、競賽實(shí)踐教學(xué)成績

基于競賽實(shí)踐教學(xué)體系的建設(shè)，我院學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力得到大幅度提高。近五年來，在學(xué)生在項(xiàng)目申報(bào)、科學(xué)研究、專利獲取以及各類競賽中取得了豐碩的成果。學(xué)生在參加的省級以上創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)競賽、電子設(shè)計(jì)大賽、數(shù)學(xué)建模大賽、物聯(lián)網(wǎng)競賽和機(jī)器人大賽中多次獲獎(jiǎng)，累計(jì)獲得全國電子設(shè)計(jì)大賽一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，湖北省電子設(shè)計(jì)大賽一等獎(jiǎng)6項(xiàng)，二等獎(jiǎng)12項(xiàng)，三等獎(jiǎng)24項(xiàng)；獲得全國數(shù)學(xué)建模大賽一等獎(jiǎng)2項(xiàng)，二等獎(jiǎng)6項(xiàng)，三等獎(jiǎng)3項(xiàng)，省數(shù)學(xué)建模大賽一等獎(jiǎng)2項(xiàng)，二等獎(jiǎng)9項(xiàng)，三等獎(jiǎng)13項(xiàng)。機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室自2015年創(chuàng)建以來，獲2015年全國機(jī)器人設(shè)計(jì)創(chuàng)意大賽二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，獲2016中國機(jī)器人大賽 “武術(shù)擂臺項(xiàng)目無差別1vs1項(xiàng)目”國家級二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，三等獎(jiǎng)1項(xiàng)。還在“藍(lán)橋杯”全國軟件和信息技術(shù)專業(yè)人才大賽、物聯(lián)網(wǎng)大賽中多次獲獎(jiǎng)。此外，還發(fā)表了論文20余篇，獲得專利11項(xiàng)，獲得湖北省大學(xué)生優(yōu)秀科研成果一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，獲批省級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目10余項(xiàng)。

大學(xué)生積極參與競賽為提高學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力提供了平臺，得到了學(xué)校的高度肯定，也獲得了學(xué)生的支持認(rèn)可。實(shí)踐證明，競賽班出來的學(xué)生均具備一定的創(chuàng)新能力和吃苦精神，實(shí)踐動(dòng)手能力也強(qiáng)，在歷年考研中都取得了較好成績，找工作時(shí)也備受各大型企業(yè)的青睞。

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