新工科背景下“賽教融合”實踐教學體系改革與探索

祁瑞麗 劉智國 孟軍英

摘要：“賽教融合”實踐教學體系的改革與探索是新工科背景下培養(yǎng)創(chuàng)新型工程人才的重要途徑。通過更新教學內(nèi)容，將學科競賽引入課堂，探索學科的交叉融合，增加綜合型項目案例，采用分層實踐教學法，推出學科競賽“傳幫帶”模式和學業(yè)導師制，加強實踐教學環(huán)節(jié)，實施融入學科競賽的多元化、過程性考核，優(yōu)化“賽教融合”體制等，有效激發(fā)學生的積極性和主動性，提高學生的實踐能力和創(chuàng)新能力，為新工科建設提供有力支持。

關鍵詞：新工科；賽教融合；分層實踐教學；學業(yè)導師制

中圖分類號：TP311.1 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2024）11-0155-03

1 新工科對人才培養(yǎng)的新要求

近年來，教育部積極推進新工科建設，發(fā)布了《關于開展新工科研究與實踐的通知》等，積極探索工程教育的中國模式，助力高等教育強國建設[1]。新工科建設是我國高等教育應對新經(jīng)濟發(fā)展、深化工程教育改革的重要舉措。新工科旨在培養(yǎng)具備創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力、跨界整合能力和綜合實踐能力的高素質(zhì)工程人才。在這一背景下，“賽教融合”理念應運而生，它旨在通過競賽與教學的有機融合，提高學生的實踐能力和創(chuàng)新精神。

相對于傳統(tǒng)的工科人才，“新工科”人才是指工程實踐能力強、創(chuàng)新能力強、具備國際競爭力的高素質(zhì)復合型人才[2]。實踐教學是本科教育的關鍵環(huán)節(jié)，在提升學生專業(yè)知識、強化實踐能力、培養(yǎng)復雜問題解決能力等方面具有不可替代的作用。在新工科建設的背景下，如何將教育與實踐緊密結(jié)合，培養(yǎng)出具備創(chuàng)新能力和實踐精神的工程人才，是當前高校教學改革的重要課題。本文以Android開發(fā)課程為例，對“賽教融合”實踐教學體系進行改革與探索。

2“ 賽教融合”實踐教學研究現(xiàn)狀

為深入推進新工科建設，眾多學者進行了新工科內(nèi)涵研究，對“賽教融合”實踐教學模式進行了積極探索。

史萬慶[3]等人提出通過構建具有內(nèi)聚性的專業(yè)課程體系，側(cè)重體現(xiàn)最新技術發(fā)展動向，積極鼓勵和組織學生參與學科競賽，從而提升人才培養(yǎng)質(zhì)量與計算機產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的契合度。姜思羽[4]等人以計算機學科競賽為教學目標，探索一種適合于計算機專業(yè)學生的基于編程競賽平臺的教學模式，從而培養(yǎng)學生的計算思維和創(chuàng)新能力，提高實踐能力和動手能力。羅昭霞[5]等人結(jié)合所在的經(jīng)管類專業(yè)，分析學科競賽遴選原則和競賽導入實踐教學時機，提出了賽教融合實踐教學模式的設計方案。胡麗華[6]等人提出了在能源化學工程專業(yè)不同學習階段的課程內(nèi)容、專業(yè)實踐和培養(yǎng)目標中，構建遞進式“賽教融合”應用型人才培養(yǎng)模式，探索競賽與教學的有機融合方式。

3 傳統(tǒng)實踐教學中存在的問題

Android開發(fā)技術是計算機科學與技術專業(yè)的一門專業(yè)方向課程，與學生的就業(yè)密切相關，在應用型本科人才培養(yǎng)過程中具有重要地位。傳統(tǒng)的Android 開發(fā)技術課程實踐教學中存在以下問題。

3.1 統(tǒng)一教學、統(tǒng)一要求，忽視學生個體差異

傳統(tǒng)教學中，教師以統(tǒng)一授課、統(tǒng)一要求的形式開展教學活動，這種教學形式忽視了學生的知識水平、學習能力、性格特點的差異，對學生發(fā)展形成很大的制約和限制：有的學生優(yōu)勢得不到發(fā)揮，有的則跟不上講課進度。由于教學難度和進度與學生實際水平不匹配，造成“吃不飽”和“吃不下”的情形，極易形成厭學情緒。

3.2 Android 技術更新快，與其他課程交叉融合較多

由于Android開發(fā)技術是一門綜合開發(fā)課程，涉及Web開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)技術、單片機原理及應用、嵌入式系統(tǒng)等多門課程的知識，而且近年來Android技術更新較快，書本上的知識有限，這就要求學生利用豐富的網(wǎng)絡資源，鍛煉自主學習能力，彌補課堂知識的局限性。但是，面對海量的知識，如何選擇學習內(nèi)容，大部分同學仍然比較迷茫。

3.3 考核結(jié)果難以準確反映學生的真實水平

對于課程中的綜合性實驗，一般采用分組形式進行，實驗以“程序演示+設計報告”的形式考核，存在個別學生“搭便車”現(xiàn)象。同組內(nèi)，部分勤奮好學的同學通過努力完成了程序源碼，其他同學則不求甚解地完成了作業(yè)任務；甚至組間也存在對設計過程不清晰而抄襲設計報告的情況。由于考查形式的靈活性，造成了實驗結(jié)果難以展現(xiàn)學生的學習過程，甚至難以準確反應學生的真實水平，這對應用型、綜合型人才的培養(yǎng)是極為不利的。

4“ 賽教融合”實踐教學研究的基本思路

學科競賽激發(fā)學生參與實踐活動的積極性，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和科研能力，符合應用型本科院校人才培養(yǎng)的要求。學生在完成競賽作品的過程中不僅夯實了理論基礎、鍛煉了實踐技能，更能綜合運用學科內(nèi)各門課程的知識，提升綜合能力。以Android開發(fā)技術課程為例，結(jié)合學科競賽對實踐教學環(huán)節(jié)進行改革和探索。

5 Android 開發(fā)技術課程“賽教融合”實踐教學研究案例

結(jié)合計算機科學與技術專業(yè)的人才培養(yǎng)要求，以Android開發(fā)技術課程為試點，構建與學科競賽互聯(lián)互通的分層次實踐教學體系，充分利用學科競賽平臺和優(yōu)秀案例豐富課程實踐，將課內(nèi)實踐和課程設計與競賽項目有機結(jié)合。

5.1 以“賽教融合”為依托，更新教學內(nèi)容

5.1.1 結(jié)合學科競賽，引入學科前沿理論知識的教學

新工科背景下，專業(yè)競賽對學科前沿知識的涉及較為廣泛，必須優(yōu)化Android課程內(nèi)容體系，把專業(yè)競賽的拓展要求融入課程教學內(nèi)容中，激發(fā)學生的學習動力。例如在手機操作系統(tǒng)部分，加入當下流行的iOS操作系統(tǒng)和華為鴻蒙操作系統(tǒng)相關知識，引導學生了解手機操作系統(tǒng)發(fā)展的新趨勢，增強他們知識遷移學習的能力；在網(wǎng)絡操作部分引入OneNet、阿里云等云平臺搭建知識，拓展學生學習的深度和廣度。

5.1.2 以學科競賽為驅(qū)動，探索學科的交叉融合

“互聯(lián)網(wǎng)+”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，是由教育部與政府、各高校共同主辦的一項技能大賽，旨在深化高等教育綜合改革，激發(fā)大學生的創(chuàng)造力，以創(chuàng)新引領創(chuàng)業(yè)、創(chuàng)業(yè)帶動就業(yè)，推動高校畢業(yè)生更高質(zhì)量創(chuàng)業(yè)就業(yè)的一項賽事活動。中國大學生計算機設計大賽是計算機知識與技能學習的一種實踐形式，該賽事旨在提高大學生綜合素質(zhì)，引導學生參加課外科技活動，激發(fā)學生學習知識、鍛煉技能的無限潛力，培養(yǎng)學生運用信息技術解決實際問題的綜合創(chuàng)造能力和團隊合作意識。這兩項比賽是教育部認可的計算機專業(yè)權威比賽，而且與Android開發(fā)技術課程的聯(lián)系最為緊密。在課堂教學中引入學科競賽，充分發(fā)揮競賽在綜合實踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的推動作用。在第一課堂中引入競賽相關的內(nèi)容，以問題為導向，根據(jù)計算機專業(yè)相關競賽的具體要求，通過案例教學、項目驅(qū)動、分享討論等方法使課堂教學與競賽活動緊密結(jié)合，實時引申和拓展第二課堂，激發(fā)學生的探索欲和好奇心，全面提升教學質(zhì)量?！百惤倘诤稀苯虒W實踐打破了原有課程的限制，以競賽項目為驅(qū)動，以學生自主學習、小組學習為支撐，有邊界地探索各個學科的交叉融合，培養(yǎng)學生復雜問題解決能力和團隊合作能力。

5.1.3 學科競賽與課程設計相結(jié)合，增加綜合型項目案例

以上兩項比賽對專業(yè)技術要求較高、較為綜合，需要具備一定基礎知識和技能的大三、大四學生參加。Android開發(fā)技術課程作為移動客戶端，在軟件系統(tǒng)中可以連接網(wǎng)站系統(tǒng)后臺或者管理系統(tǒng)后臺，在硬件系統(tǒng)中可以作為嵌入式、物聯(lián)網(wǎng)等系統(tǒng)的應用層，因此將這一樞紐課程作為參賽的平臺和跳板，具有不可替代的先天優(yōu)勢。將學科競賽的主題和要求融入課程設計中，使學生在實踐中學習和運用相關知識，提高解決實際問題的能力。例如將與嵌入式硬件系統(tǒng)結(jié)合的“智為”垃圾桶、與Web開發(fā)結(jié)合的“解憂小幫手”App、與單片機結(jié)合的老人健康監(jiān)護系統(tǒng)等項目作為期末可選題目，鼓勵學生接觸不同的學科領域，培養(yǎng)他們的創(chuàng)造性和批判性思維。

5.2 依據(jù)學情，實施分層實踐教學法

將課程內(nèi)容與競賽內(nèi)容聯(lián)合，以課程知識為基礎、競賽需求為拓展，根據(jù)學生專業(yè)基礎和興趣特點設置分層實踐教學，考慮培養(yǎng)目標整體性要求的同時又兼顧個性化要求，為不同層次、不同階段學生實踐能力的培養(yǎng)和綜合素質(zhì)的提升提供途徑。

為了改善實踐教學效果、提高學生實踐動手能力，將實踐教學劃分為三個層次：基礎性實驗、綜合性實驗和創(chuàng)新性實驗。實踐教學采用個人實踐和小組合作兩種方式，不同階段的實驗內(nèi)容由淺入深、逐級深入。

基礎性實驗主要是針對課內(nèi)知識點的驗證性實驗，緊隨課程內(nèi)容實時發(fā)布，題目簡單易實現(xiàn)，由學生個人獨立完成；綜合性實驗是學習完基礎知識部分后的項目實訓，涉及的UI頁面設計、Activity、數(shù)據(jù)交互、數(shù)據(jù)庫、線程、Handler消息機制等多個知識點，采用小組合作方式完成，既有助于考查學生分析問題、解決問題的能力，又鍛煉了他們的團隊合作能力和知識整合能力；在學期末和課程設計部分采用創(chuàng)新性實驗，根據(jù)學生的知識掌握情況及綜合學習能力進行分層次的實驗設計：半命題題目、自命題題目和創(chuàng)新性題目。

半命題題目以課內(nèi)知識點為主，緊貼課程內(nèi)容，專為基礎薄弱同學設計；后兩種題目將計算機相關競賽的比賽內(nèi)容、規(guī)則、往屆競賽的優(yōu)秀案例等結(jié)合進來，專為基礎扎實和勇于探索的同學設計，拓展他們學習的深度和廣度，激發(fā)他們對特定領域的興趣和熱情。通過分層次實踐教學，低層次學生進步明顯，具備一定實踐能力，基礎更加牢固；中層次學生有更強的實踐能力，思維更加活躍，能力進一步提升；高層次學生能夠更加深入地探索復雜問題，綜合能力和創(chuàng)新能力更上一層樓。

5.3 推出競賽“傳幫帶”模式和學業(yè)導師制，加強實踐教學環(huán)節(jié)

首先，為了提高授課效果，增加實踐機會，該課程安排在專業(yè)實驗室進行。教師可以綜合運用多種教學方法和手段，實現(xiàn)理論講授和實驗操作等內(nèi)容的同步進行，將理論教學與實踐教學融為一體，學生通過具體的實踐訓練，有效地促進專業(yè)理論知識向?qū)I(yè)技能的轉(zhuǎn)化。

其次，為了將比賽經(jīng)驗和往屆學生的優(yōu)秀成果快速傳遞到下一屆的初賽者，嘗試進行老生和新生的“傳幫帶”模式。例如，在“互聯(lián)網(wǎng)+”比賽和計算機設計大賽中，鼓勵不同年級、不同專業(yè)的學生跨年級、跨專業(yè)組隊，既可以幫助初賽者快速入門，又能在團隊合作中，發(fā)揮各個隊員的學科特點和所長，形成分工明確，優(yōu)勢互補的良好局面。

再次，學院學業(yè)導師制的推行也為實踐教學環(huán)節(jié)的實施提供了助力。學業(yè)導師負責學生大學期間全程的學業(yè)指導，每名導師指導每個年級8名學生。學業(yè)導師按期進行集中指導和個別指導，根據(jù)學生特質(zhì)挖掘并激發(fā)學生的主動性和創(chuàng)造性，指導學生參與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目、學科競賽等創(chuàng)新實踐活動，拓寬學生學術視野，增強學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

5.4 融入學科競賽的多元化考核

建立多元化、過程性的評價機制，將學科競賽參與情況、實踐表現(xiàn)等多方面納入學生考核評價中，全面評價學生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力。優(yōu)化課程實踐環(huán)節(jié)的考核方法，以學科競賽作為實踐教學內(nèi)容的重要部分，鼓勵學生積極參加各類專業(yè)競賽，充分發(fā)揮個人優(yōu)勢，實現(xiàn)以賽促學、以賽促教。團隊項目中，除考慮團隊綜合情況，如項目答辯、項目設計、項目報告等內(nèi)容外，還加入了成員貢獻度一項，對做出積極貢獻的成員給予肯定和分數(shù)上的傾斜，打擊團隊中不作為的渾水摸魚現(xiàn)象，保證學習過程的公平性。另一方面，與分層實踐任務相對應，設置相應的難度系數(shù)分，為不怕困難、積極探索的團隊提供動力和保障。

5.5 優(yōu)化“賽教融合”的體制機制建設

首先，學院鼓勵學科競賽，建立了完善的競賽指導機制，設立了專門的競賽委員會，確保競賽渠道的暢通，競賽消息及時發(fā)布，有序、高效組織學生報名參賽，下級評選、推優(yōu)上報等，確保競賽的順利進行。

其次，加強教師隊伍建設。鼓勵教師積極參與指導學科競賽、承擔評委等活動，提高教師的實踐能力和學術水平。同時，加強與企業(yè)合作，引進具有豐富實踐經(jīng)驗的教師，提高實踐教學質(zhì)量，為學生提供有針對性的指導和支持。

再次，完善獎勵機制。將學科競賽獲獎與學生的獎學金評定、教師的年終考核等相結(jié)合，激發(fā)師生參與競賽的積極性和創(chuàng)造性。

6 結(jié)束語

針對新工科建設背景下，產(chǎn)業(yè)需求對計算機專業(yè)人才實踐能力強、創(chuàng)新能力高的新要求，結(jié)合學科競賽的優(yōu)勢，對Android開發(fā)技術課程進行“賽教融合”實踐教學體系改革。依托學科競賽，更新教學內(nèi)容，豐富實踐教學案例，實踐環(huán)節(jié)依據(jù)學情，實施分層實踐教學，采用“傳幫帶”模式和學業(yè)導師制促進學科競賽的實施，考核環(huán)節(jié)融入競賽的多元化、過程性考核，同時，優(yōu)化“賽教融合”的體制機制建設，實現(xiàn)以賽促教，以賽促學，為學科競賽在復合型人才培養(yǎng)中的實施提供了思路和方法。

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【通聯(lián)編輯：梁書】