面向新工科建設的計算機專業競賽管理

盧 玲，楊 武，王 勇

（重慶理工大學 計算機科學與工程學院，重慶 400050）

0 引 言

計算機專業競賽（以下稱專業競賽）包括學科競賽及各類創新、創業競賽等，競賽類別多、涉及領域廣。其中，學科競賽包括大學生數學建模、ACM程序設計競賽等；創新、創業競賽包括“互聯網+”大學生創新創業大賽等。近年來，隨著分布式計算平臺[1]、人工智能技術研究及應用的爆發式增長，更多以大數據、并行計算技術為主題的創新競賽涌現，如阿里天池大數據競賽、ASC世界大學生超算競賽等。這些競賽旨在推動我國大學生計算機新技術的創新、應用水平，反映了產業對計算機專業人才的需求，這不僅是重要的人才培養質量評價指標，同時也對計算機專業教學具有極大的啟發性和指導意義，是培養學生創新實踐能力、拓展綜合素質的重要手段[2-3]。

2017年，《教育部高等教育司關于開展新工科研究與實踐的通知》指出，希望各地高校開展新工科研究實踐活動，并將新工科研究內容歸納為“五個新”，即工程教育的新理念、學科專業的新結構、人才培養的新模式、教育教學的新質量、分類發展的新體系。對地方高校來說，新工科研究不僅指開展人工智能、智能制造等新專業建設，同時也要求傳統工科專業以深化高等工程教育改革為目標，積極開展面向產業需求的教學改革與升級[4]。

1 專業競賽存在的問題

目前專業競賽開展的流程如圖1所示。首先由院系發布競賽信息，學生自愿報名及選取指導教師；參賽隊在教師指導下開展競賽活動；當競賽評比及結果公布后，由指導教師組織進行競賽總結。其中，院系主要負責發布競賽信息，對競賽的服務、組織力度較小，使專業競賽面臨如下兩方面問題。

圖1 現有專業競賽流程

（1）示范效應弱，學生受益面小，難以形成學習導向。許多學生對專業競賽有畏難情緒，一是由于對各類競賽的技術背景了解不足；二是擔心自身能力不夠，無法獲獎，因此導致興趣不足、競賽參與意愿低。例如，我校計科專業自2013年至今，連續5年參加CCF舉辦的NLP&CC中文信息評測，年均參賽隊6個，年均參與本科學生30人，約占該專業學生總數5.8%。雖然專業參與該評測的次數多、力度較大，且參與學生均得到了自然語言處理、大數據處理技術的鍛煉，但大部分未參與該評測的學生仍然對相關技術及應用知之甚少，甚至完全不了解。究其原因，主要是專業系所對競賽活動的組織，尤其是宣講力度小，未能以競賽為契機調動學習興趣，使專業競賽脫離于教學環節之外，類似于小部分學生和教師參加了一次有組織的課外活動，其示范效應弱，難以形成學習導向，大部分學生無法通過競賽受益。

（2）競賽內容轉化為教學內容不足，難以推動教學內容改革。雖然專業競賽的問題新、數據多、涉及多種新技術及研究領域，但競賽結束后，由于缺乏有組織的競賽后處理環節，使競賽相關技術及應用問題反饋到教學的力度小，難以成為教學內容改革的推動力。

2 規范專業競賽的組織結構

針對目前專業競賽的組織力度小、學生參與意愿低、競賽受益面小的問題，通過規范組織結構，突出專業對競賽的服務、組織、管理功能，設計了如圖2所示的專業競賽組織結構。

以我校計科專業為例，如圖2所示，競賽由該專業系所進行統一管理，為各類競賽分設負責教師，由富有競賽指導經驗的專業教師擔任，負責制定競賽進度計劃；每位負責教師配備學生助理，由富有競賽經驗的高年級學生、創新實驗室學生擔任，負責進行資料分發、搜集、匯總；學生參賽隊、指導教師在負責教師的組織及學生助理的協助下，開展競賽活動。這改變了以往完全由指導教師獨立指導競賽的形式，通過規范組織結構，明確參與競賽各方的職責，凸顯了三類主體對競賽的保障功能，一是明確了專業對競賽的服務、組織、管理功能；二是通過負責教師的組織，進一步規范了競賽實施流程；三是通過學生助理的參與，在專業學生中形成一定示范作用。由此保證了專業競賽組織有序，有利于擴大競賽影響力，形成示范效應，進而提高學生的參與意愿和參與度。

3 重構專業競賽的管理流程

基于圖2所示的組織結構，將圖1所示傳統專業競賽流程重構為圖3所示流程。

圖2 專業競賽組織結構

圖3 重構的專業競賽流程

與以往流程相比，重構流程進行了“兩個新增”和“兩個改變”，如圖3灰色圓角矩形所示，即新增“進度計劃制定”“競賽案例提煉”兩個環節；并將“學生報名”變為由專業系所“組織、動員和報名”；將“競賽總結”，變為“競賽總結、資料搜集和整理”，同時調整各環節的參與主體。通過這一改變，使專業競賽達成如下3個目標。

1）通過“組織、動員和報名”，擴大專業競賽受益面，推動“以賽促學”理念形成。

針對學生對競賽有畏難情緒、參與意愿低的問題，專業系所通過加大動員、宣講力度，調動學生的參與意愿。競賽報名期間，專業系所安排負責教師及學生助理，對競賽進行相關背景、技術宣講，使大部分學生有機會接觸、了解競賽的新技術需求，激發學習興趣和學習意愿，轉變學生為獲獎而參賽的觀念，倡導“以賽促學”理念，使專業競賽成為學習的導向。另外，競賽報名時，采用自愿參賽與組織參賽兩種方式。除自愿參賽外，專業還統一組織學生參賽，以提高競賽參與度，擴大受益面。

例如，我校計科專業在歷年重慶市“合泰杯單片機大賽”的報名階段，均安排富有競賽經驗的教師進行集中動員，開展競賽相關技術講座。2016、2017年參加講座的本科二、三年級學生累計達190人；2017年，該項競賽除學生自愿報名外，專業還統一組織16隊、共計63名二、三年級本科學生參賽，占該專業當年參賽學生總數的61.2%，較好地推動了一批學生開展智能控制、智能計算相關的新技術學習、創新活動，使該項競賽在專業學生中形成示范效應，帶動了“以賽促學”風氣形成。

2）通過“案例提煉”環節，以專業競賽促教學內容改革升級。

“案例提煉”是競賽的后處理環節，旨在將專業競賽有機融入教學，推動教學內容改革升級。在競賽結束后，組織指導教師、相關課程組開展教學研討，并將搜集的競賽資料，交由相關課程組提煉成教學案例。其中，案例編碼及維護工作，可由專業創新實驗室的學生創新團隊協同課程組進行。通過“案例提煉”環節，專業競賽可從三方面反饋到課程教學，一是競賽相關技術均源于應用領域的熱點，因此為專業課程提供了優質的、契合產業需求的教學資源；二是可提高課程組教師，尤其是非競賽指導教師，對相關新技術、新應用的理解和運用能力；三是通過學生創新團隊協同案例建設，可培養一批能力強、熟悉多種新技術應用的學生創新團隊。

例如，我校計科專業通過參加NLP&CC中文信息評測活動，積累了大量自然語言處理的熱點問題及數據資源。自2015年起，計科專業組織程序設計基礎、數據結構課程組開展研討和論證，在機器學習與信息檢索創新實驗室的協同下，已逐步將相關問題提煉為教學案例，構建了如“樸素貝葉斯新聞分類問題”等綜合性教學案例，用于數據結構等課程的教學。這些綜合性案例具有真實的應用背景，其實施極大地拓寬了學生視野，提高了學生對相關領域的學習興趣和熱情。

3）通過專業主導、多方協同，形成“以賽促學”良性循環。

與傳統競賽流程相比，圖3流程更強調專業競賽中的多方協同作用。首先，專業為競賽全程提供服務，競賽報名、資料搜集、案例提煉等，均由專業組織開展；其次，新增“進度計劃制定”環節，由負責教師制定競賽計劃，統一組織競賽實施，改變以往由指導教師獨立組織競賽的形式，使競賽能更加有序推進；三是由學生助理協助負責教師，進行資料分發、搜集和整理；四是由學生創新團隊協同課程組，開展競賽案例的提煉工作。通過專業主導，教師、學生、課程組多方協同，不僅保障競賽實施質量，同時使競賽過程富有活力，形成“以賽促學”的良性循環。

例如，2017重慶市“合泰杯單片機大賽”預賽期間，由計科專業安排負責教師及學生助理，并組織報名及技術講座；由負責教師制定預賽工作計劃，各參賽隊按計劃開展競賽活動；由學生助理收集各類參賽文檔，并在賽后轉交課程組。預賽期間，專業對各競賽隊的競賽實施情況進行跟蹤、督促和配合；對參賽隊的突出問題，如競賽文檔編寫規范問題，安排負責教師進行集中答疑和指導等。在專業主導、多方協同下，2017年計科專業參與該競賽組織的包括專業教師9人、課程組兩個（匯編語言、計算機組成原理）、學生助理兩人及學生創新團隊一個（嵌入式學生創新實驗室），累計收集參賽文檔26套。競賽過程起到了良好的示范、帶動作用，并積累了寶貴的教學資源。

4 結 語

上述對計算機專業競賽管理方法的改革，是結合我校計科專業組織各類專業競賽的實踐經驗提出的，旨在將專業競賽有機融入教學，以“以賽促學”理念，推動專業教學內容改革與升級。近兩年來，通過規范組織結構、重構管理流程，結合以專業系所為主導，多方協同，計科專業在“以賽促學”方面取得了一定實效。近兩年，該專業學生參加大數據、智能計算、智能控制類學科競賽的人次逐漸增多，學習興趣提高顯著；在2016、2017重慶市“合泰杯單片機競賽”、校級“開拓杯”等競賽中，該專業學生所提出的創新理念，均與大數據、智能計算相關，充分表明專業競賽對新技術及應用的導向效果。同時，基于專業競賽所提煉的“樸素貝葉斯新聞分類問題”“基于KNN的新聞文本分類問題”“智能走迷宮小車”等綜合性教學案例，在計算機導論、數據結構、綜合課程設計等課程中逐步實施，也產生了良好的教學效果，從一定程度體現了專業競賽對教學反饋的有效性。

當然，專業競賽的學習導向功能及其對教學的反饋效果，還依賴于學生個人的能力特點，以及專業課程擬達成的教學目標。文章的方法僅著眼于改革專業競賽的組織結構及管理流程，希望以此保障專業競賽對教學形成有效反饋。后續還將在如何根據學生能力特點選擇專業競賽活動，以及如何從專業競賽提煉教學案例的方法方面，展開進一步研究。