基于學(xué)科競賽驅(qū)動的計算機教學(xué)研究

陳中 李浪 陳堅禎

[摘? ? ? ? ? ?要]? 在高素質(zhì)人才培養(yǎng)過程中，學(xué)科競賽起到非常重要的作用，既是對教學(xué)的促進(jìn)，也是對相關(guān)專業(yè)知識的引領(lǐng);既是帶領(lǐng)學(xué)生走向新的課堂，也是走向?qū)嵺`戰(zhàn)場。因此，學(xué)科競賽的重要作用以各種形式出現(xiàn)，“以賽促教，以賽促學(xué)，以賽促練，以賽促建”作為教改的一個方向，有助于學(xué)校、教師、學(xué)生及社會力量對競賽的重視，同時也會進(jìn)一步創(chuàng)造培養(yǎng)合格人才的優(yōu)質(zhì)環(huán)境，建立良好的學(xué)風(fēng)、教風(fēng)。就計算機專業(yè)為例，對這種教學(xué)模式進(jìn)行初步研究。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 學(xué)科競賽;教學(xué)改革;實驗教學(xué)

[中圖分類號]? G642? ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2020）44-0114-02

一、引言

2016年4月，北京召開高等教育改革創(chuàng)新座談會上強調(diào)：“注重增強學(xué)生實踐能力，培育工匠精神，踐行知行合一，多為學(xué)生提供動手機會，提高解決實際問題的能力，助力提升中國產(chǎn)品的質(zhì)量”。由此，學(xué)生實踐能力的提升，已經(jīng)引起了國家領(lǐng)導(dǎo)人的高度重視，對其動手能力的培養(yǎng)是促進(jìn)在工程技術(shù)中解決問題的重要環(huán)節(jié)，其最終的作用是提升中國的產(chǎn)業(yè)的品質(zhì)與效益[1]。對理工科學(xué)生的實踐教學(xué)，不但能加深理解相關(guān)的理論知識，更重要的是能通過將理論與生產(chǎn)實際結(jié)合起來達(dá)到培養(yǎng)合格人才的要求[2]。對計算機專業(yè)而言，隨著相關(guān)理論知識的更新，實踐教學(xué)變得越來越重要，同時該專業(yè)知識更新較快，也會出現(xiàn)各類脫節(jié)的問題[3]。主要表現(xiàn)：相關(guān)專業(yè)的實驗彼此獨立、缺乏系統(tǒng)性;軟硬件實驗條件相對單一，不能充分滿足理論教學(xué);實驗項目常常與生產(chǎn)實際嚴(yán)重脫節(jié);專業(yè)實驗人員配備嚴(yán)重不足。如果任由此情況發(fā)展，對培養(yǎng)合格人才嚴(yán)重不利，但在實際教學(xué)過程中，我們探索了一條通過以競賽驅(qū)動人才培養(yǎng)的方法，挖掘教學(xué)潛力，同時能夠整合教學(xué)資源，提升學(xué)生的能力，帶動學(xué)風(fēng)建設(shè)[4]。

二、“新工科”背景下教學(xué)理念的改革

（一）“以賽促教”的教學(xué)模式探索

教師對教學(xué)過程起主導(dǎo)作用，在教學(xué)過程中，無論是教學(xué)規(guī)劃、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式及教學(xué)評價都是由教師主導(dǎo)，因此在教學(xué)過程中，教師的作用不言而喻。對理工科而言，培養(yǎng)有一定的理論基礎(chǔ)而又有較強實踐操作能力的學(xué)生，不但是學(xué)科的要求也是實際職業(yè)的需要。因此，這就需要教師必須具備相應(yīng)的視野與能力，面對新時代日新月異的科技發(fā)展，專任教師要不斷自我提升專業(yè)知識的修養(yǎng)、自我完善教學(xué)能力，緊跟時代步伐，才不至于知識陳舊、教學(xué)方式老化，才不至于培養(yǎng)的學(xué)生跟生產(chǎn)實踐脫節(jié)，跟科技發(fā)展落差太大[5]。專任教師能帶領(lǐng)學(xué)生從事比較前沿的學(xué)科競賽，這本身就是一份責(zé)任，也是對能力的自信。在這一過程中，會接觸很多其他學(xué)科領(lǐng)域的陌生內(nèi)容，這不但需要自己先學(xué)習(xí)，還要能指導(dǎo)學(xué)生。在這種不自覺的專業(yè)知識更新過程中，才能培養(yǎng)教師隊伍，才能面對新情況、新問題儲備教學(xué)人才與科技人才。這種被動的學(xué)習(xí)過程涉及主動的知識更新、自我能力的完善、自我責(zé)任的強化、自我極限的突破。

（二）“以賽促學(xué)”的驅(qū)動目標(biāo)實施

對教學(xué)過程的另一方，即學(xué)生來說，學(xué)生是教學(xué)過程的主體，教師水平的高低、教學(xué)方式是否先進(jìn)、專業(yè)知識是否深厚，很大情況由培養(yǎng)的學(xué)生體現(xiàn)出來。當(dāng)然對高校的科研活動，如教學(xué)過程來說，能培養(yǎng)出高質(zhì)量的學(xué)生，才算教學(xué)的成功，如果有高的成才率，才能顯示教學(xué)的成效。

學(xué)科競賽過程，一般有別于常規(guī)知識，一方面需要對某些專業(yè)知識進(jìn)一步深入了解，另一方面需要多學(xué)科的融合，更高層次的競賽，有時需要多個專業(yè)知識的深化與多個學(xué)科融合，這就需要參賽學(xué)生不但精專還要廣博，不但有一定的理論修養(yǎng)還需要有較強的實踐能力，能利用多學(xué)科、多途徑的知識體系。尤其在人工智能時代，對計算機專業(yè)的學(xué)生，要求其不但需要有理論的深化，還要有實踐能力的增強[6]。

（三）“以賽促練”的作訓(xùn)過程落實

信息學(xué)競賽，主要體現(xiàn)的是動手能力，無論是軟硬件平臺的搭建，還是相關(guān)算法的提出及代碼實施，都需要不斷調(diào)試，沒有人能一步到位，這就需要學(xué)生在學(xué)的過程中對理論知識的深度理解，同時在實訓(xùn)過程中，也要進(jìn)行不斷探索。豐富的作訓(xùn)經(jīng)驗是競賽中取得優(yōu)異成績的保障，沒有一定量的、不同層次、不同范圍的練習(xí)，很難有所成功。競賽都有一定的時效性、緊迫性，這就需要學(xué)生在規(guī)定的時間內(nèi)完成相應(yīng)的任務(wù)，同時也要保持一定的正確率。根據(jù)計算機專業(yè)特點，就需要有必要的訓(xùn)練題量的積累，才有解決問題的質(zhì)的突破。要把對每一次的訓(xùn)練當(dāng)作競賽，并把競賽過程當(dāng)成特殊的實訓(xùn)，所以平時的積累就顯得非常重要。

（四）“以賽促建”的學(xué)風(fēng)建設(shè)培養(yǎng)

學(xué)風(fēng)建設(shè)是一所高校最重要也是最為核心的系統(tǒng)工程，需要全校齊抓共管、長期堅持不懈地努力付出。以賽促學(xué)能激發(fā)大部分學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，以賽促練能提升學(xué)生的實踐能力，培養(yǎng)學(xué)生積極進(jìn)取的探索精神。參與相關(guān)專業(yè)的競賽，學(xué)生不但能收獲各類獎勵，而且能提高相應(yīng)的專業(yè)水平，掌握各項專業(yè)技能[7]。通過興趣愛好組建的團(tuán)隊，能很好地提升學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性、參與的主動性、探求問題的積極性、思考問題的細(xì)致性與周密性。同時，又能將不同性格的人凝聚在一起，培養(yǎng)團(tuán)隊的協(xié)作精神。

三、以信息學(xué)競賽驅(qū)動的教學(xué)模式的實施

（一）建設(shè)以競賽為目標(biāo)的教學(xué)平臺

以我院計算機學(xué)科競賽為藍(lán)本，主要以參加省級及地區(qū)比賽為研究對象。在省級競賽中，除了傳統(tǒng)的ACM程序設(shè)計外，還增加了類人機器人競賽平臺、以系統(tǒng)開發(fā)為目標(biāo)的作品賽、以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的專業(yè)競賽、以北斗系統(tǒng)為平臺的智能導(dǎo)航競賽等。各類競賽平臺的側(cè)重有所不同，但其目標(biāo)都是提升學(xué)生動手能力、將所學(xué)知識應(yīng)用于實踐之中。

（二）整合全校有限的教學(xué)資源

對不同競賽形式，需要有不同的教學(xué)資源及人員匹配。尤其需要整合校內(nèi)資源，讓以前零散的、各自為主的教學(xué)機構(gòu)在以競賽為目標(biāo)的模式下完成整合，發(fā)揮更大效益。（1）利用好校內(nèi)的省級重點實驗室平臺，組建專業(yè)隊伍;（2）組建各院參與的聯(lián)合實驗室，把不同的教學(xué)單位有機整合起來，既要給予理論指導(dǎo)，也要給予實踐融合。

（三）開展校企結(jié)合的實訓(xùn)模式

匯聚各校、企業(yè)及政府部門的資源優(yōu)勢，擴(kuò)展教學(xué)的溝通及交流渠道，促進(jìn)教學(xué)實訓(xùn)過程落實。對某些不具備條件的競賽訓(xùn)練項目，尋找相關(guān)企業(yè)的幫助，我校有以校企結(jié)合的ICT信息中心，有相關(guān)IT企業(yè)的參與，企業(yè)派遣實驗人員長駐我校，給予參賽學(xué)生以指導(dǎo)與輔助。這種具有一線企業(yè)模式的訓(xùn)練形式，保證了所學(xué)知識的新穎性和實用性。當(dāng)然在這種過程中，還是需要以學(xué)校為主、企業(yè)配合的形式，某些學(xué)校不能完成的作訓(xùn)，還可以直接派人入企業(yè)學(xué)習(xí)。

四、以競賽驅(qū)動的教學(xué)模式成效與評價

學(xué)科競賽主要是以具有相關(guān)知識背景的具體問題為依托，以檢驗學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題及解決問題的能力為目標(biāo)，最終以促進(jìn)培養(yǎng)具有專業(yè)理論扎實、實踐能力強的合格人才，在這個過程中，競賽只是一種培養(yǎng)人才的新形式。

（一）構(gòu)建新型教學(xué)模式，積累新的教學(xué)經(jīng)驗

在以學(xué)科競賽驅(qū)動的教學(xué)模式下，我校在對計算機類各專業(yè)的課程體系建設(shè)中積累了不少經(jīng)驗，建立了以各專業(yè)牽頭的實驗平臺，如物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的實驗室，投入了相當(dāng)量的資金，每年有大量學(xué)生踴躍報名參與各類競賽，也產(chǎn)生了不少教學(xué)科研成果;以ACM競賽為目的實驗室，網(wǎng)羅了全校的不少興趣愛好者，在國家及省級的程序設(shè)計賽中，屢獲獎項;以機器人為競賽目標(biāo)的人工智能實驗室，為不少興趣愛好者搭建平臺，近年來在省級競賽中，獲得較好的成績。同時，學(xué)校計劃在以北斗導(dǎo)航系統(tǒng)為平臺的基礎(chǔ)上，搭建以智能導(dǎo)航競賽為目標(biāo)的空間網(wǎng)絡(luò)實驗室，也為響應(yīng)國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展培養(yǎng)智能導(dǎo)航方面的應(yīng)用人才提早布局。

（二）整合教學(xué)資源，為多平臺的結(jié)合架設(shè)新的通路

以賽促學(xué)，進(jìn)而以賽促教的過程需要利用各類資源的聚集，最終需要形成能量爆發(fā)效益在比賽過程中體現(xiàn)出來，這需要全校各級部門的密切配合，能有效調(diào)動社會及政府資源，為我所用，為賽所用。

（三）提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，增強綜合素質(zhì)

通過參與競賽活動，促進(jìn)學(xué)生進(jìn)入問題現(xiàn)場，通過發(fā)現(xiàn)問題、質(zhì)疑釋惑，從而解決問題，這一過程中，需要具備相關(guān)專業(yè)知識或?qū)嵺`能力，也能培養(yǎng)臨場應(yīng)變能力、增強團(tuán)隊協(xié)作、增強組織能力及心理承受能力等綜合素質(zhì)。

（四）提高教師的執(zhí)教能力，促進(jìn)“雙師型”教師隊伍的建設(shè)

對國家級、省級或地區(qū)的各類賽事，教師的能力影響參賽學(xué)生的水平。因此，有必要大力培育“雙師型”教師隊伍，選派教師到企業(yè)學(xué)習(xí)，真正走向產(chǎn)業(yè)的一線。我校常年與各級企業(yè)結(jié)對，構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研基地，既為企業(yè)增強研發(fā)力量，也為學(xué)校培養(yǎng)人才，更對參賽學(xué)生提前了解企業(yè)打下基礎(chǔ)。

五、總結(jié)

總之，以信息學(xué)競賽為驅(qū)動的教學(xué)模式對我校計算機教學(xué)起到促進(jìn)作用。在“以賽促教，以賽促學(xué)，以賽促訓(xùn)，以賽促建”的思想指導(dǎo)下，建立優(yōu)秀的教師隊伍與人才結(jié)構(gòu)，建立新的人才培養(yǎng)模式，強化“工匠精神”的實踐過程，樹立良好的學(xué)風(fēng)。在這個過程中，時刻牢記以賽促教是保證，以賽促學(xué)是目的，以賽促訓(xùn)是手段，以賽促建是結(jié)果。高素質(zhì)人才培養(yǎng)是個長期的工作，需要不斷努力開展各種創(chuàng)新的教學(xué)研究工作。

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◎編輯 趙瑞峰