培養(yǎng)創(chuàng)新實踐能力的學(xué)科競賽教學(xué)模式探索

李忠玉， 孫 睿，2，3， 郭陽勇

（1.成都師范學(xué)院計算機科學(xué)學(xué)院，室內(nèi)空間布局優(yōu)化與安全保障四川省高校重點實驗室，成都611130；2.中國科學(xué)院成都計算機應(yīng)用研究所，成都610041；3.四川大學(xué)社會發(fā)展與社會風險控制研究中心，成都610064）

0 引 言

創(chuàng)新是一個民族進步的靈魂，是一個國家興旺發(fā)達的不竭動力。人才是創(chuàng)新的根基，是創(chuàng)新的核心要素，創(chuàng)新人才的培養(yǎng)離不開教育，“大眾創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新”是黨中央、國務(wù)院在我國經(jīng)濟發(fā)展進入新常態(tài)下提出的［1］。2015年5月，國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于深化高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實施意見》明確了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的改革指導(dǎo)思想、基本原則和總體目標，提出了9項改革任務(wù)、30條具體措施［2］。對我國新時代大學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)劃定了明確的方向，培養(yǎng)需要進行多元化、多層次，著力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、實踐能力、團隊精神。學(xué)科競賽是面向高校學(xué)生，帶有明顯的專業(yè)性質(zhì)的以探究知識為主的實踐活動，是培養(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)新型復(fù)合人才的重要途徑之一［3-5］。學(xué)科競賽是將課程理論知識與工程實際應(yīng)用結(jié)合的有效活動，是鍛煉學(xué)生創(chuàng)新能力和綜合實踐能力的有效途徑之一，是各層次高校培養(yǎng)各類創(chuàng)新型人才的重要補充，不同類型的學(xué)科競賽活動輔助并支撐了各類學(xué)科專業(yè)人才的培養(yǎng)［6-8］；隨著學(xué)科競賽認可度日益提高，各級各類學(xué)科競賽活動日益豐富。以我校計算機科學(xué)學(xué)院人才培養(yǎng)目標為載體，以鍛造學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力為目標，構(gòu)建符合計算機科學(xué)學(xué)院自身的學(xué)科競賽培訓(xùn)體系，實踐表明，該體系符合計算機科學(xué)學(xué)院學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)目標，切實提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力和實踐水平。

1 高校大學(xué)生學(xué)科競賽

高校學(xué)科競賽一直作為高校實踐教學(xué)體系的重要組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和團隊協(xié)作能力的重要途徑，且一直作為教育主管部門評估學(xué)校人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要指標［9］。在教育部及各級教育主管部門的大力支持下，各大高校對學(xué)科競賽活動日益重視。

1.1 學(xué)科競賽概況

1989年，由共青團中央、中國科協(xié)、教育部、全國學(xué)聯(lián)組織的挑戰(zhàn)杯中國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽，拉開了高校學(xué)科競賽的序幕，此時學(xué)科競賽進入緩慢發(fā)展時期［10-11］；在接下來的10多年的時間，慢慢出現(xiàn)了34項全國性的學(xué)科競賽，在2007年教育部、財政部聯(lián)合發(fā)文決定實施“質(zhì)量工程”，同年印發(fā)《關(guān)于進一步深化本科教學(xué)改革，全面提高教學(xué)質(zhì)量的若干意見》，學(xué)科競賽的規(guī)模進入增長的快車道期［12］。學(xué)科競賽通常分為行業(yè)協(xié)會和教育部、教育廳等政府部門主辦或協(xié)辦。根據(jù)《全國普通高校大學(xué)生競賽白皮書（2014—2018）》［13］對全國具有較大影響力的學(xué)科競賽數(shù)據(jù)進行梳理，剖析了各大賽事的主辦單位見圖1。

圖1 學(xué)科競賽舉辦單位分布圖

從圖1可見，目前學(xué)科競賽的舉辦單位主體是各級教指委，教育部主要是主辦全國性的重大賽事，例如中國互聯(lián)網(wǎng)+全國大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、挑戰(zhàn)杯中國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽等。

2020年2月22日，中國高等教育學(xué)會高校競賽評估與管理體系研究專家工作組發(fā)布了2015～2019年全國普通高校學(xué)科競賽排行結(jié)果，共有1 172所本科院校進入2015～2019年全國普通高校學(xué)科競賽排行榜（本科），1 039所高職院校進入2015～2019年普通高校學(xué)科競賽排行榜（高職）［14］，2015～2019全國普通高校排行榜內(nèi)競賽項目名單共44項有重大影響力的賽事［14］。

1.2 大學(xué)生學(xué)科競賽類型

通常情況全國大學(xué)生學(xué)科競賽分為5大類［13-14］，如表1所示。

表1 大學(xué)生學(xué)科競賽類型

1.3 學(xué)科競賽評估結(jié)果分析

中國高等教育學(xué)會高校競賽評估與管理體系研究專家工作組［14］發(fā)布2015～2019年全國普通高校學(xué)科競賽排行結(jié)果數(shù)據(jù)分別從學(xué)校分布、區(qū)域分布、省份分布等幾個方面對2015～2019普通高校的學(xué)科競賽成果進行了展示，根據(jù)排行結(jié)果數(shù)據(jù)從學(xué)校類型、地域占比、高校類型3個方面分析了前300強榜單，如圖2所示。

圖2 2015～2019普通高校學(xué)科競賽300強分布情況

從圖2可以看出競賽排行榜中理工類的高校占據(jù)了絕大多數(shù)，醫(yī)藥類的高校較少，這與學(xué)科競賽本身的屬性有很大的關(guān)系，因為在不同學(xué)科人才培養(yǎng)體系中，專業(yè)占比40%［15］是理工科，因此理工類的競賽活動占絕大多數(shù)，以2012～2019年為例，理工科類型的學(xué)科競賽活動占比達60.87%［15］；開展學(xué)科競賽獲得的成績分布東部地區(qū)高校占據(jù)了絕對優(yōu)勢，東北地區(qū)高校相對趨于弱勢，該結(jié)果也從一定方面顯示了高校開展競賽活動與經(jīng)濟社會之間的聯(lián)系是正相關(guān)；41所一流大學(xué)高校全部進入了學(xué)科競賽排行榜的前300強，68所一流學(xué)科建設(shè)高校也進入了排行榜的前300強，剩下才是普通高校，其中前10強全是雙一流高校，該數(shù)據(jù)彰顯了以學(xué)科競賽為抓手的人才培養(yǎng)模式［16］在雙一流建設(shè)中成績顯著，人才培養(yǎng)學(xué)科建設(shè)需要將知識與工程實踐相結(jié)合。

2 我校計算機學(xué)科競賽現(xiàn)狀

我校自2012年轉(zhuǎn)制成為普通本科院校以來，在2019年順利通過了教育部的本科合格評估；計算機科學(xué)學(xué)院從2012年開始招收計算機科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)新生，經(jīng)過多年的沉淀，順利通過計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)士學(xué)位評估；截止2020年計算機科學(xué)學(xué)院共有3個本科專業(yè)，共計本科生1 300多人。

2.1 參加學(xué)科競賽賽項

學(xué)院學(xué)生參加的部分學(xué)科競賽賽項如表2所示。

表2 部分計算機科學(xué)學(xué)院參加學(xué)科競賽賽項

從學(xué)生參賽級別可見，我院的學(xué)生目前參加的學(xué)科競賽多數(shù)止步于省級，對于A類和B類賽事僅有大學(xué)生軟件和信息技術(shù)專業(yè)人才大賽和大學(xué)生數(shù)字藝術(shù)作品大賽能夠沖出省級競賽到達國家級層面；這從側(cè)面展示了目前我院學(xué)生競賽水平還有相當大的提升空間。

2.2 學(xué)科競賽獲獎匯總

近幾年隨著校院兩級對學(xué)科競賽的日益重視，計算機科學(xué)學(xué)院學(xué)生參加學(xué)科競賽的種類和數(shù)量也逐漸增加，圖3展示了2016～2019年計算機科學(xué)學(xué)院參加學(xué)科競賽的獲獎情況。

圖3 計算機科學(xué)學(xué)院學(xué)科競賽獲獎情況

從圖3可見，從2017年開始，計算機科學(xué)學(xué)院的學(xué)科競賽獲獎情況呈現(xiàn)逐年遞增的趨勢，但是在國家級獎項層面依然還有非常長的路要走。對于國家層面的學(xué)科競賽獎項的情況如圖4所示，可見學(xué)院在A類賽事中目前還沒有突破，但是在B類賽事中斬獲呈現(xiàn)逐年增長的趨勢。

圖4 學(xué)科競賽國家級獲獎情況

2.3 存在的問題

縱觀計算機科學(xué)學(xué)院2016～2018年參加的學(xué)科競賽的獲獎情況可見，B類以上的賽事的獲獎寥寥無幾，統(tǒng)計學(xué)生參加學(xué)科競賽的人次發(fā)現(xiàn)，2018年之前參賽人數(shù)為整個計算機科學(xué)學(xué)院學(xué)生人數(shù)的1/10；學(xué)生的參賽項目集中于傳統(tǒng)的賽項，很少開發(fā)新的賽項，且在高級別賽事上鮮有突破。計算機科學(xué)學(xué)院在學(xué)科競賽方面存在的問題可歸為如下幾個方面。

（1）競賽宣傳不到位，學(xué)生參與度不夠。大學(xué)生學(xué)科競賽是學(xué)生作為主要參與者進行的比賽活動，但是在我院目前存在很多大二甚至大三的同學(xué)根本不知道自己可以參加哪些競賽，甚至有同學(xué)不知道學(xué)科競賽是什么。這就直接導(dǎo)致了一部分優(yōu)秀的同學(xué)失去進入到項目團隊的機會，同時各種類型的競賽活動名目繁多，參差不齊，很多競賽活動也與學(xué)生的職業(yè)發(fā)展不符合，也在一定程度上遏制了學(xué)生的參賽熱情。

（2）指導(dǎo)教師團隊學(xué)科交叉不夠深入，師資力量薄弱。學(xué)院的學(xué)科競賽指導(dǎo)教師團隊學(xué)科背景單一，大多數(shù)為計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)科；同時還需要承擔大量的課程教學(xué)任務(wù)和科研任務(wù)，只能在課余或者周末對競賽團隊進行指導(dǎo)。這會在一定的程度上造成指導(dǎo)老師投入不足，學(xué)生團隊收獲不多。

（3）競賽策略解讀不到位。競賽活動是在一定的競賽規(guī)則指導(dǎo)下進行的比賽活動；其實質(zhì)還是比賽，所以理解透比賽的規(guī)則至關(guān)重要，但是在我院參加的多項競賽活動中，普遍存在對競賽活動的規(guī)則不了解，導(dǎo)致最后的競賽結(jié)果不盡人意。以我院參加的機器人大賽為例，在物流小車競賽項目中，最終還是以得分來定獎，但是很多團隊由于忽視競賽規(guī)則，開始時就去進行較難得分的環(huán)節(jié)，耗費大量的時間但終未成功，很多能容易得到的分數(shù)卻沒有時間去完成，直接導(dǎo)致比賽得了零分。

（4）學(xué)生創(chuàng)新意識不強，主觀能動性較弱。創(chuàng)新是進步的動力，學(xué)生在參加競賽時，普遍存在對自己的項目沒有新的想法，以我院參加的四川省機器人大賽為例，在全地形機器人賽項中，機器的路徑可以自主規(guī)劃，通過每個障礙物都會有一定的得分，但是學(xué)生在參賽過程中，在路徑的程序設(shè)計上按部就班，沒有創(chuàng)新的路徑規(guī)劃想法，導(dǎo)致失分較多。

（5）競賽培訓(xùn)不到位，學(xué)生賽場意識淡薄。學(xué)生在參加競賽之前，對競賽活動不甚了解，所以培訓(xùn)尤為重要；但是我院由于競賽指導(dǎo)教師多數(shù)為一線教師，對競賽的投入精力嚴重不足，因此對學(xué)生團隊在競賽方面的培訓(xùn)不到位，賽場意識淡薄。

（6）競賽設(shè)備支撐競賽不足。我院學(xué)生參加的多數(shù)學(xué)科競賽是需要設(shè)備的支撐，例如：A類賽事工程訓(xùn)練綜合能力競賽中的各個賽項，我院參加的物流機器人賽項、爆破機器人賽項等均需要機器人設(shè)備，但是我院目前的情況存在設(shè)備過于陳舊，無法支撐比賽的情況。

（7）參賽項目陳舊，缺乏創(chuàng)新性。我院參加的一些類似作品大賽相關(guān)的競賽活動中的參賽項目，需要學(xué)習(xí)自主選題，自己設(shè)計，自主發(fā)現(xiàn)問題解決問題；但是實際參賽項目中很多項目創(chuàng)新性較差，大多是較早之前的一些項目的改進。

（8）學(xué)生團隊組隊過于隨意，未形成團隊合力。學(xué)科競賽是以團隊為中心的，對學(xué)生的創(chuàng)新能力、實踐能力、綜合能力及團隊能力的綜合考量。因此團隊是競賽的核心，團隊負責人是團隊的靈魂，但是在我院目前參賽的學(xué)生團隊中，存在團隊組建過于隨意的情況，通常是老師隨意指定幾個同學(xué)組成一個團隊，或者是幾個同學(xué)是一個宿舍的組成一個團隊，隨意指定一個團隊負責人，甚至抽簽選舉團隊負責人等情況的發(fā)生。這樣的話團隊中各位同學(xué)的優(yōu)勢劣勢沒有得到互補，團隊很難形成合力。

3 院級新競賽體系構(gòu)建

針對我院在學(xué)科競賽中存在的問題，計算機科學(xué)學(xué)院于2018年年底開始對學(xué)科競賽體系進行了重新構(gòu)建，結(jié)合學(xué)院人才培養(yǎng)的目標，提出了以創(chuàng)新實踐能力導(dǎo)向的競賽體系。

（1）依托院級學(xué)生團隊廣泛宣傳，增加競賽認知環(huán)節(jié)，將競賽宣傳植入入學(xué)教育。依托學(xué)院的兩委會，計算機協(xié)會廣泛宣傳我院的學(xué)科競賽賽項，通過兩委會每學(xué)期期末開展院級的科技文化節(jié)，在科技文化節(jié)上展出學(xué)院上一年度的學(xué)科競賽參賽作品并將作品進行路演，每個作品指定1或2名負責人解說；依托學(xué)院的計算機協(xié)會，每個月開展科技月活動，宣傳競賽科技知識。每一屆的大一新生進校后，增加學(xué)科競賽的認知環(huán)節(jié)，分批分專業(yè)參觀學(xué)院的實驗室、學(xué)生工作室等場所，參觀期間在實驗室及工作室滾動播出學(xué)院學(xué)生參加各類學(xué)科競賽的風采。在新生入學(xué)教育環(huán)節(jié)，增加創(chuàng)新訓(xùn)練和學(xué)科競賽認知環(huán)節(jié)，選派專門負責創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和學(xué)科競賽的教師進行該板塊的入學(xué)教育環(huán)節(jié)。

（2）加強競賽指導(dǎo)教師隊伍的建設(shè)，開展教師定期培訓(xùn)。指導(dǎo)教師是參加各類學(xué)科競賽的總“設(shè)計師”，只有優(yōu)秀的多學(xué)科融合的指導(dǎo)教師團隊才能造就優(yōu)秀的學(xué)生團隊，各類學(xué)科競賽對學(xué)科和專業(yè)技能均有著特殊的要求，這就對指導(dǎo)教師提出了更高的需求。從2019年起，通過自我推薦、教研室推薦、專業(yè)學(xué)科組推薦、指派競選等多環(huán)節(jié)相結(jié)合的方式組建了計算機科學(xué)學(xué)院創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)與學(xué)科競賽教師團隊；通過不定期的送團隊教師外出培訓(xùn)，調(diào)研、考察交流、參會學(xué)習(xí)及與行業(yè)企業(yè)進行師資培訓(xùn)等方式提升指導(dǎo)團隊教師的創(chuàng)新素質(zhì)和實踐能力。學(xué)院將參加的學(xué)科競賽的固定賽項按照指導(dǎo)教師自愿報名，學(xué)院統(tǒng)籌的前提下，將每個賽項固化給1或2名指導(dǎo)教師，并以立項的形式撥給競賽經(jīng)費，以后幾年甚至更長的時間，該1或2名教師都負責該賽項的一切賽事活動。這種制度可以讓老師們更加熟悉自己指導(dǎo)的競賽項目，同時更加深入地理解賽項的規(guī)則并傳達給學(xué)生團隊，同時能夠集中精力指導(dǎo)一個賽項。

（3）創(chuàng)建院級創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)孵化基地，制定競賽保障體系。學(xué)院在2019年建設(shè)了計算機學(xué)院創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)孵化基地，該孵化基地依托于校級的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)中心開展院級的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和學(xué)科競賽活動。學(xué)院制定了“計算機科學(xué)學(xué)院創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團隊管理辦法”，其內(nèi)容涉及學(xué)生團隊入駐孵化基地的規(guī)定、團隊退出孵化基地的機制、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)分管理內(nèi)容、學(xué)科競賽和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動的申報、組織實施，創(chuàng)新活動的指導(dǎo)、評審等內(nèi)容。孵化基地實行學(xué)生團隊入駐制度，實行按月團隊考勤打卡制度，設(shè)立了入駐團隊未達到相應(yīng)考核要求的退出制度等，一系列的制度旨在嚴格要求學(xué)生的紀律，保證團隊的學(xué)習(xí)時間。同時學(xué)院制定了學(xué)科競賽及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)保障體系，涉及指導(dǎo)教師指導(dǎo)競賽的激勵制度，學(xué)生參賽的激勵制度，競賽設(shè)備經(jīng)費保障制度等一系列的措施，旨在為學(xué)生團隊和指導(dǎo)教師團隊建立一個穩(wěn)固的“大后方”。

（4）選拔優(yōu)秀創(chuàng)新競賽團隊，開展定期競賽培訓(xùn)。創(chuàng)新是科技進步的動力，因此培養(yǎng)團隊的創(chuàng)新意識是人才培養(yǎng)的主旋律；我院自2019年起，試點了優(yōu)秀創(chuàng)新團隊的選拔工作。從大二大三學(xué)生中通過自愿報名、老師推薦及在成績排名前列同學(xué)中選拔等相結(jié)合的方式遴選一批較為優(yōu)秀的同學(xué)進行集中培訓(xùn)，集中培訓(xùn)時間為10周。每周在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)指導(dǎo)教師團隊中選派1名教師在周末對遴選出來的學(xué)生進行創(chuàng)新及競賽項目的通識培訓(xùn)，10周培訓(xùn)結(jié)束后進行項目制考核，考核內(nèi)容主要針對10周培訓(xùn)內(nèi)容的實踐能力、創(chuàng)新能力、團隊協(xié)作等方面進行?？己私Y(jié)束后從中擇優(yōu)選擇學(xué)生組建學(xué)生團隊，團隊搭建過程中盡量讓成員知識結(jié)構(gòu)互補。

（5）搭建競賽平臺，將競賽項目植入部分課程實踐環(huán)節(jié)。我院從2019年開始試點將部分往屆的學(xué)科競賽項目植入到相關(guān)課程的實踐環(huán)節(jié)中，采用“老項目新做法”的模式培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力；同時開放專業(yè)實驗室和工作室，為學(xué)生提供創(chuàng)新實踐的場所，利用實驗設(shè)備和儀器為學(xué)生搭建部分競賽平臺。

（6）組織競賽經(jīng)驗交流，開展競賽創(chuàng)新知識講壇。我院組織參加學(xué)科競賽的項目團隊在每年的6月份和12月份在學(xué)院進行兩次院級的競賽交流，主要由參賽團隊從競賽項目介紹、項目技術(shù)路線、賽項規(guī)則、賽項難點、賽項注意事項等方面以PPT匯報的形式為學(xué)院的學(xué)生進行“傳道”。

（7）樹立團隊榜樣的力量，提升學(xué)生的榮譽感。學(xué)院每年進行創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)及學(xué)科競賽優(yōu)秀團隊的評選，對獲獎團隊頒發(fā)證書、設(shè)立獎金，同時將優(yōu)秀團隊成員和項目介紹張貼在計算機科學(xué)學(xué)院創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)孵化基地的光榮榜欄中進行集中宣傳，這樣一則可以宣傳學(xué)科競賽活動，再則可以樹立榜樣的力量，讓各個團隊能夠爭先向前，為成為優(yōu)秀團隊而努力。

4 結(jié) 語

實踐證明學(xué)科競賽是培養(yǎng)創(chuàng)新能力的有效途徑，以創(chuàng)新實踐能力為導(dǎo)向的學(xué)科競賽模式有效地提升了學(xué)生的創(chuàng)新能力，切實地提升了學(xué)院學(xué)科競賽的水平。學(xué)院自2019年開始試點以創(chuàng)新實踐能力為導(dǎo)向的學(xué)科競賽模式，競賽成績證明，該模式對提升學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力，提升學(xué)院的學(xué)科競賽水平具有良好的促進作用，2019年學(xué)院的學(xué)科競賽水平相較前幾年得到了一定的突破。因此構(gòu)建以創(chuàng)新實踐能力為導(dǎo)向的學(xué)科競賽模式，讓創(chuàng)新貫穿到競賽活動始終，可以有效地發(fā)揮學(xué)科競賽進行人才培養(yǎng)的重要作用。