結合學科競賽的本科生專業教學拓展研究

劉婷

摘要：在國家開展雙一流建設的大背景下，加強本科生教育是大勢所趨。但是目前高校專業在課程大綱設計中往往滯后于學科前沿進展和工業界發展，而且課程設計多以講授型課程為主，導致本科生缺乏實際解決問題的能力。基于目前大量學科競賽，鼓勵本科生參與其中，這樣不僅可以結合講授課程讓本科生在學科競賽中夯實學科基礎，而且可以了解學科前沿或是深入工業需求，其效果遠遠超過按照教學大綱開展課程教學。因此結合學科競賽拓展本科生專業教學是加強本科生教育的理想方案。

關鍵詞：學科競賽;教學;學科前沿;工業需求;學科課程

一、背景

在國家開展雙一流建設的大背景下，加強本科生教育是大勢所趨。無論是雙一流高校還是雙一流學科，對于本科生培養質量的提升，專業課程（包括專業基礎課、專業必修課、專業實驗課和專業選修課甚至是專業前沿課）是重中之重。但是目前本科生專業課程教學依舊存在許多問題。其中一項問題便是受限于教學條件和教學設計，大部分專業學科課程主要是通過講授教學。雖然隨著公開課的發展，已經上線了大量的精品課程，能夠有效彌補各個高校課程教學的參差不齊。但是精品線上課程仍舊是以講授型為主，導致本科生學習主要是被動學習而非主動學習。各高校在專業課程講授的基礎上都配有專業實驗課，但是這些專業實驗課大多都按照實驗教程，自由度低，同時也與學科前沿和工業進展明顯脫節[1]。目前只有少量高校開設了專業實訓課程，雖然這些課程較之專業實驗課程更加接近學科前沿和工業進展，但是大多仍舊是“照本宣科”。因此，亟須改變現有本科生專業課程教學現狀，以夯實本科生基礎，提升本科生能力。

加強前沿進展教學、開設相關實驗課程雖然能夠拉近本科生與學科前沿和工業進展之間的距離。但是前者仍舊以簡單課程講授為主，效果一般;而后者仍舊主要是“照本宣科”，此外，還不可避免需要昂貴的儀器和設備。因此這兩者并不是最為理想的手段和方法。除了課內授課，現在高校普遍開設的“加強培養學生創新意識”（簡稱SRT）項目或者是“大學生創新創業訓練”（簡稱大創）項目可以有效拉近本科生與學科前沿和工業進展之間的距離，但是目前這些項目大多流于形式，且實際完成率很低，其主要原因是這些項目一般沒有一個明確的目的，導致這些項目往往耗時很長，但是效果不好。因此仍舊需要探索新的本科生專業教學拓展模式和方法。

近些年，學科競賽發展如火如荼，以光學學科為例，除了綜合型的挑戰杯和“互聯網+”等國家級大型綜合性比賽外，每年組織的光電競賽也是一項重要賽事。除此之外，每個省也布局有各類型賽事。鼓勵安排本科生深度參與學科競賽，不僅能夠在課堂之外擴展本科生的知識面，而且參與學科競賽能夠鍛煉學生動手解決實際問題的能力，還能夠跟蹤甚至是擴展學科前沿。因此，相比于加強前沿進展教學、開設相關實驗課，又或是大力拓展“大創”項目，鼓勵本科生參與學科競賽是一種拓展本科生專業教學的新思路和新方法。本文將具體闡述如何將學科競賽納入本科專業課程教學和培養中，從而提升本科生能力。

二、結合學科競賽的本科生專業教學拓展思路探索

（一）將學科競賽項目引入學科實驗和實踐課程中

目前大部分學科實驗課程和實踐課程雖然能夠培養本科生的動手能力，但是課程的內容很多脫離學科前沿和工業實際，導致對于學生的培養作用有限。為了提升實驗和實踐課程的培養作用，可以將學科競賽項目引入學科實驗和實踐課程中[2]。以光學工程專業中的全國大學生光電設計競賽為例，每一年的題目都非常貼近學科前沿和工業實際：如第一屆題目“太陽能動力賽車”和“太陽能驅動的電光源”，緊密圍繞當時（2008年）熱門的太陽能技術;第二屆題目“基于太陽能的光電導航搬運車”和“光電智能導盲器”緊密圍繞光與生活的主題;而第三屆題目“基于光電導航的無人駕駛智能車”和“激光反射法音頻聲源定位與語音內容解析”則是關注光與信息。如果讓未參加過競賽的本科二三年級的學生直接參加競賽未免因準備不足而顯得倉促，而若將之前的比賽項目作為實踐課程題目，一方面許多教師已經具備了帶隊經驗，同時也參與了項目的指導;另外，全國大學生光電設計競賽委員會秘書處還編纂了《全國大學生光電設計競賽賽題及作品解析》一書，介紹了往年競賽題目的設計思路，并且列舉了許多往年的優秀作品。在有參考的情況下，有一定學科基礎的二三年級的本科生在實驗實踐課程教師的指導下能夠完成這些項目。雖然在完成這些項目的過程中，已然有參考資料，甚至說本科生在完成這些項目的過程就是“開卷考試”，但是完成這些項目的本身就提高了學生的各項能力。同樣以全國大學生光電設計競賽為例，為了完成這些項目，在硬件方面，需要熟悉甚至是精通光學系統設計、單片機、電子電路等;在軟件方面，對于C語言等一些底層語言有很高的要求;此外，還需要根據競賽題目掌握一些特殊的光電材料，如太陽能電池等。完成歷年競賽項目本身就是對于課內知識完整的應用與考驗，借此機會還能夠將這些知識融會貫通。

將學科競賽項目引入學科實驗和實踐課程中不僅在學生培養上具有獨特的優勢，在課程建設層面也同樣具有價值。大部分高校的專業實驗和實踐課程內容往往多年固定，這是因為購買的儀器普遍價格高昂，所以考慮每年的損耗價格，長期使用不可避免，但是這又導致實驗和實踐課程脫節。如果將學科競賽項目引入學科實驗和實踐課程中，首先其不需要過于昂貴的實驗設備和器材，對于通用型設備，包括電腦、單片機等以及實驗耗材，大部分高校都可以負擔，因此隨著光電競賽的舉辦，課程可以兩年一更新，甚至做到一年一更新，這樣與時俱進的學科實驗和實踐課程有助于學生緊跟學科前沿和工業需求。因此，將學科競賽項目引入學科實驗和實踐課程中無論是對本科生培養還是對現有學科課程改革均具有積極作用。

（二）將學科競賽項目引入大學生創新創業項目中

本科生除了課內學習，課外項目也是培養的重要一環。課程主要教授基礎知識，而課外項目能夠更多的培養本科生動手能力以及包括文獻搜索能力、交流合作能力等課程內難以培養的各項能力[3]。近年來，隨著各個高校對于本科生培養的關注，開展了許多大學生創新創業項目。目前許多大創項目、SRT項目或是讓本科生進入實驗室跟隨研究生開展科學前沿工作，又或是解決工業需求和開展社會服務，甚至有一些高校將大創項目“全覆蓋”本科生。但是由于目前的大創項目多是為了解決導師的實際問題，第一責任人往往是導師或者是主導的研究生，本科生從事相關的大創項目也僅僅是“打下手”和“學本事”，本科生往往參與度和深入度較低，因此許多大創項目都流于形式。然而，將學科競賽項目引入大學生創新創業項目中，首先明顯提升了本科生的參與度和深入度。參與競賽組隊一般都是本科生主導，隊長往往是本科生，而且項目并非直接是導師的課題，而是本科生自己選擇參與的項目，因此有效提升了本科生的參與度。其次，將部分大學生創新創業項目面向這些競賽設置，而非僅僅將研究課題或是工業課題和社會服務交給本科生，會使得本科生從事的這些項目難度更加合理。這些競賽設計的題目往往是本科生跳一跳就能夠達到的，而非一些前沿或工業題目會讓還未有科研經驗的本科生手足無措，因此滿足了本科生創新創業項目的難度要求。最后，將學科競賽項目引入大學生創新創業項目中還能夠對包括專業基礎課、專業必修課、專業實驗課和專業選修課甚至是專業前沿課等一系列專業課程產生促進作用。如開展課程講授和實驗教學能夠提高本科生基礎能力和動手實踐能力，但是課內受限于時間和課程大綱，無法兼顧所有內容。但是通過本科生開展的大創項目，本科生在解決實際問題中往往會產生許多疑問，帶著這些疑問，在專業課程學習中他們會更有目標的參與學習，學習積極性和參與度都會更高。