以學科競賽驅(qū)動計算機專業(yè)研究生應用創(chuàng)新能力培養(yǎng)

王承龍 李浪

摘 ?要： 為了提高計算機專業(yè)研究生培養(yǎng)質(zhì)量，著力培養(yǎng)應用型、創(chuàng)新型高端人才，結(jié)合計算機類專業(yè)研究生培養(yǎng)現(xiàn)狀，分析了競賽對計算機專業(yè)研究生應用創(chuàng)新能力培養(yǎng)的作用，提出基于學科競賽的計算機專業(yè)研究生應用創(chuàng)新能力培養(yǎng)的模式，并積極地探索和實踐。教學實踐表明，學科競賽對于計算機專業(yè)研究生應用創(chuàng)新能力培養(yǎng)具有重要的促進作用。

關(guān)鍵詞： 學科競賽; 計算機專業(yè)研究生; 應用能力; 創(chuàng)新能力

中圖分類號：G643 ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? 文章編號：1006-8228（2021）08-90-03

Cultivating the application and innovation abilities of computer majored

postgraduate with discipline competition

Wang Chenglong， Li Lang

（College of Computer Science and Technology， Hengyang Normal University， Hengyang， Hunan 421002， China）

Abstract： In order to improve the training quality of computer majored postgraduates and focus on training application-oriented and innovative high-end talents， combined with the current situation of computer majored postgraduates training， this paper analyzes the role of competitions in the training of computer majored postgraduates' application innovation ability， puts forward the mode of training computer majored postgraduates' application innovation ability with discipline competition， and actively explores and practices it. Teaching practice shows that the discipline competition plays an important role in promoting the cultivation of application and innovation abilities of computer majored postgraduates.

Key words： discipline competition; computer majored postgraduate; application ability; innovation ability

0 引言

當前社會對計算機專業(yè)研究生的應用創(chuàng)新能力要求越來越高。在計算機專業(yè)研究生培養(yǎng)中，組織學生參與學科競賽實踐性活動，能夠促進學生應用創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，為研究生開展創(chuàng)新性與研究性工作打下良好的基礎(chǔ)[1-2]。

本文以計算機專業(yè)研究生應用創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目標，提出了基于學科競賽的計算機專業(yè)研究生應用創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式，并進行了實踐探索。實踐探索包括建立完善的學科競賽管理制度;改進教學方法，注重培養(yǎng)研究生的創(chuàng)新思維;注重實踐，培養(yǎng)研究生應用實踐創(chuàng)新能力;充分利用好實驗室，打造優(yōu)秀競賽團隊。教學實踐表明，學科競賽對于計算機專業(yè)研究生應用創(chuàng)新能力培養(yǎng)具有重要的促進作用。

1 開展學科競賽對計算機專業(yè)研究生應用創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要作用

計算機專業(yè)是一門既注重理論又具有較強實踐性的專業(yè)，計算機專業(yè)研究生應具備發(fā)現(xiàn)和分析問題的能力以及解決問題的實踐動手能力。如何培養(yǎng)符合社會發(fā)展需求的應用創(chuàng)新人才，已成為高校重點關(guān)注的問題。歐美等發(fā)達國家非常重視高校學生應用創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，他們將學生的應用創(chuàng)新能力培養(yǎng)嵌入到課程體系中，同時注重理論創(chuàng)新與應用實踐能力的多元培養(yǎng)[3]。近年來，隨著國家研究生招生規(guī)模的擴大，普通高校研究生的教育質(zhì)量有所下降，部分高校的計算機專業(yè)研究生課程偏于理論，應用性不夠。教學實踐中缺乏對學生應用創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，不能真正培養(yǎng)學生的應用創(chuàng)新能力[4]。通過組織學生參與學科競賽，計算機專業(yè)研究生的應用創(chuàng)新能力能夠得到較好地培養(yǎng)。

1.1 開展學科競賽可以培養(yǎng)研究生的創(chuàng)新思維

近年來高校越來越重視研究生學科競賽，通過參與學科競賽，可以激發(fā)研究生的創(chuàng)新意識，提高創(chuàng)新和應用實踐能力，為社會培養(yǎng)應用型、創(chuàng)新型、復合型高端人才。開展學科競賽活動，還可以培養(yǎng)研究生的創(chuàng)新思維，幫助研究生在學習階段提高分析問題、解決問題的能力。

1.2 學科競賽活動可以提升研究生的應用實踐能力

目前，許多大學對于研究生的培養(yǎng)都是以理論知識學習為主，很少接觸實際操作，這樣的教學方式導致許多研究生存在“紙上談兵”應用實踐能力差的問題[5]。通過參與學科競賽活動，學生的應用實踐能力和水平可以在實際競賽活動中得到提升。通過實際操作，讓學生可以將所學的理論知識與實際操作相結(jié)合，這樣才能達到解決實際問題的目的，從而有效地提升學生應用實踐能力。

1.3 學科競賽活動能夠讓學生了解最新最前沿的技術(shù)

當前時代是一個信息化的時代，科學技術(shù)更新?lián)Q代特別快，對計算機專業(yè)研究生而言，跟上時代步伐非常重要[6]。學科競賽提供了一個非常好的平臺，讓學生得以參加各種項目和競賽，與不同學校的學生進行交流和碰撞、產(chǎn)生新的科研想法。同時走出舒適圈，了解最新最前沿的技術(shù)，找到自身的不足和差距，培養(yǎng)學生的應用創(chuàng)新意識。

2 基于學科競賽的計算機專業(yè)研究生應用創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式

計算機專業(yè)研究生培養(yǎng)目標是培養(yǎng)掌握計算機基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識、具有獨立解決實際問題的能力、能獨立承擔專業(yè)技術(shù)工作、具有良好的職業(yè)素養(yǎng)的高層次應用型人才[6]。組織學生參與計算機類學科競賽能夠有效地提升學生的綜合素質(zhì)和應用創(chuàng)新能力。筆者圍繞建立有效的競賽管理機制、學科競賽與課程教學相結(jié)合、注重實踐教學及打造優(yōu)秀的競賽團隊四個方面，提出了基于學科競賽的計算機專業(yè)研究生應用創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式，如圖1所示。

2.1 建立科學完善的學科競賽管理培養(yǎng)機制

建立科學的學科競賽管理培訓機制，是培養(yǎng)學生應用創(chuàng)新能力的重要保障。根據(jù)計算機類專業(yè)各學科競賽要求，結(jié)合研究生的人才培養(yǎng)方案和課程，制定相應的學科競賽管理培訓方案。對學生進行分層次、按階段培養(yǎng)，從掌握專業(yè)基礎(chǔ)知識到專業(yè)能力提升階段、綜合能力訓練階段和應用實踐階段，每個階段分類指導定期考核。充分發(fā)揮其潛力，為促進培養(yǎng)研究所應用創(chuàng)新能力提供保障。

2.2 將學科競賽與課程教學相結(jié)合，改進教學方法

在計算機專業(yè)研究生教學培養(yǎng)過程中，應嚴格按照計算機專業(yè)研究生人才培養(yǎng)方案執(zhí)行。采取多樣化的教學方式，如多媒體教學、模擬訓練、社會實踐、專題研討等方法，培養(yǎng)學生解決實踐問題的能力。課程總學時由理論講授學時和實踐學時組成，引導學生將理論學習與實踐相結(jié)合。在教學中以學生為主體，教師發(fā)揮重要的引導作用。在教學環(huán)節(jié)中設(shè)置與教材內(nèi)容相符、啟發(fā)性強的學科競賽問題，讓學生展開討論學習并動手實踐。培養(yǎng)學生實踐動手能力，讓學生能夠獨立分析并解決問題。

2.3 注重實踐教學，促進研究生應用創(chuàng)新能力培養(yǎng)

計算機專業(yè)研究生在學習過程中不僅要有專業(yè)理論知識儲備，還需要掌握計算機實踐技能。教師在實踐教學中，應將學科競賽內(nèi)容嵌入到實踐課程內(nèi)容中，實踐課程以能力考核為主。教師通過將競賽題目引入到實踐教學，可以拓展書本上沒有的知識，幫助學生將所學知識進行應用和延伸。

2.4 充分利用好實驗室，打造優(yōu)秀的科研競賽團隊

充分發(fā)揮實驗室對研究生應用創(chuàng)新能力培養(yǎng)的作用，充分開放計算機實驗室，為計算機專業(yè)研究生提供實驗和科研的場地，將現(xiàn)有的教學條件充分利用起來，最大程度地發(fā)揮出實驗室的價值，促使學生綜合實踐能力的提高。打造優(yōu)秀的科研競賽團隊，根據(jù)學生的興趣和特長，對學生進行培訓和指導。對學生競賽團隊進行梯隊培養(yǎng)，以“老帶新”、“傳幫帶”的形式進行培養(yǎng)。指導老師給學生布置階段性的學習任務，高年級的學生帶動低年級的學生，調(diào)動學生參加學科競賽的積極性，實現(xiàn)科研、競賽的雙贏。

3 以學科競賽為載體，培養(yǎng)計算機專業(yè)研究生應用創(chuàng)新能力的實踐—以衡陽師范學院為例

3.1 建立計算機專業(yè)研究生學科競賽管理培訓機制

根據(jù)計算機類專業(yè)各學科競賽要求，結(jié)合研究生人才培養(yǎng)方案和課程，制定相應的學科競賽管理培訓方案。以組織研究生人工智能競賽活動為例，為選拔優(yōu)秀的作品，根據(jù)競賽要求和比賽時間，制定切實可行的校級研究生人工智能競賽活動方案，并在全校進行宣傳，讓學生積極的參與其中。在導師指導下選定研究方向和內(nèi)容，選定3至4名研究生組隊參賽，同時邀請學校專家老師作為評委，評選優(yōu)秀的作品參加省賽。在提高階段指導老師根據(jù)每個研究生的特長進行指導，并對每支隊伍的作品仔細打磨完善。在沖刺和競賽階段，邀請有經(jīng)驗的專家教師指導參賽隊伍，反饋存在的問題和不足，對競賽作品進行優(yōu)化。在競賽以后做出總結(jié)和反饋，指導教師與參賽隊員將競賽經(jīng)驗與低年級隊員進行分享反饋，形成競賽梯隊培養(yǎng)。

3.2 因材施教，注重研究生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)

計算機類研究生學科競賽題目主要來源于實際工程問題和開放性的科學問題，對學生進行計算機類專業(yè)競賽培訓要注意教學方式和技巧，在培養(yǎng)學生專業(yè)知識和技能的同時，還應當注重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維。在競賽培訓過程中，指導老師主要負責研究方向上引導和學習過程監(jiān)督的作用。學生團隊分工完成查找文獻、方案驗證、算法驗證及技術(shù)實現(xiàn)等工作。通過參與學科競賽，能夠充分鍛煉學生的綜合素質(zhì)和能力，為今后科研和工作打好基礎(chǔ)。

在研究生課程教學中因材施教，注重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維。例如在文獻綜述課程中，老師為學生提供科研方向的指引，學生通過查閱文獻、閱讀資料，通過反復地實驗進行數(shù)據(jù)驗證，最后完成文獻綜述。通過改變教學方法，以學科競賽為載體，激發(fā)學生學習的主動性和創(chuàng)造力，讓學生實現(xiàn)專業(yè)技能學習、學科競賽和科研的共贏。

3.3 注重實踐教學，培養(yǎng)學生的應用實踐創(chuàng)新能力

學院對于計算機專業(yè)研究生課程設(shè)計的要求是“一生一系統(tǒng)”，即導師給定課程題目要求，學生獨立完成一個軟件系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)。在研究生競賽培訓過程中，指導老師應該嚴格要求學生，將競賽項目引入到實驗課程教學中，讓學生獨立完成實驗課程作業(yè)并進行考核。如Python語言程序設(shè)計課程，要求學生在課程結(jié)束時完成一個完整的人工智能項目，課程考核由“期末考核+項目設(shè)計”組成。通過這種方式可以較好地鍛煉學生的實踐動手能力，學生對于理論知識的理解不止停留在書本上，而是能夠?qū)W以致用。同時，也應舉一反三。其他計算機類的學科競賽也可以與相關(guān)課程的實驗設(shè)計教學相結(jié)合。

3.4 建立學術(shù)型競賽團隊，打造優(yōu)秀的競賽團隊

目前學院組建了三個學術(shù)競賽團隊：嵌入式計算與信息安全團隊、圖形圖像處理與模式識別團隊和大數(shù)據(jù)處理團隊，學術(shù)團隊由專業(yè)導師和研究生組成。定期舉行學術(shù)沙龍活動，學術(shù)氛圍比較活躍。專業(yè)導師以實際科研項目為驅(qū)動，在學術(shù)沙龍活動中對研究生進行指導，學生主動匯報交流，導師為學生答疑解惑。通過這樣的方式建立優(yōu)秀的競賽團隊，形成科研與競賽良性循環(huán)。

4 結(jié)束語

本文針對計算機類專業(yè)研究生培養(yǎng)現(xiàn)狀，分析了學科競賽對計算機類專業(yè)研究生應用創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要作用，提出基于學科競賽的計算機專業(yè)研究生應用創(chuàng)新能力培養(yǎng)的模式，并進行了實踐探索。我校2020年獲批湖南省研究生培養(yǎng)創(chuàng)新基地。2019年我校計算機專業(yè)研究生獲研究生數(shù)學建模競賽三等獎2項。2020年我校計算機專業(yè)研究生獲得湖南省研究生人工智能創(chuàng)新大賽二等獎3項，三等獎2項，11名研究生全部組隊參賽并獲獎。實踐教學結(jié)果表明，以學科競賽為載體，對于培養(yǎng)計算機類專業(yè)研究生的應用創(chuàng)新能力有重要的促進作用。

參考文獻（References）：

[1] 衛(wèi)星，王雁，程曉紅，黃晨.學科競賽導向的信息類“大創(chuàng)計劃”雙閉環(huán)管理模式[J].創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理論研究與實踐，2019（02）：140-143.

[2] 宛楠，楊利.以學科競賽為驅(qū)動的計算機類專業(yè)應用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式研究[J].電腦知識與技術(shù)，2020.16：143-145

[3] 呂巍.高校碩士研究生創(chuàng)新能力評價研究[D].哈爾濱工程大學碩士學位論文，2010.

[4] 劉永彬，歐陽純萍，陽小華，劉志明.以科技競賽為載體的計算機專業(yè)研究生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)研究[J].計算機時代，2016.8：91-93

[5] 黃娟.以學科競賽驅(qū)動計算機類專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)[J].電腦知識與技術(shù)，2020.16：158-160

[6] 劉曉勇，方剛，付輝.基于學科競賽的計算機類專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式研究[J].高教學刊，2018.19：42-44

收稿日期：2021-03-17

基金項目：湖南省學位與研究生教育改革研究重點項目資助（No.2020JGZD072）; 2018年教育部產(chǎn)學合作協(xié)同育人項目（201801129089）

作者簡介：王承龍（1989-），男，湖南永州人，碩士研究生，講師，主要研究方向：圖像處理。

通訊作者：李浪（1971-），男，湖南衡南人，博士，教授，碩士生導師，主要研究方向：信息安全與計算機教學。