培養創新實踐能力的學科競賽教學模式探索

李忠玉， 孫 睿，2，3， 郭陽勇

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

0 引 言

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

1 高校大學生學科競賽

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

1.1 學科競賽概況

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

圖1 學科競賽舉辦單位分布圖

從圖1可見，目前學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，例如中國互聯網+全國大學生創新創業大賽、挑戰杯中國大學生課外學術科技作品競賽等。

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

1.2 大學生學科競賽類型

通常情況全國大學生學科競賽分為5大類［13-14］，如表1所示。

表1 大學生學科競賽類型

1.3 學科競賽評估結果分析

中國高等教育學會高校競賽評估與管理體系研究專家工作組［14］發布2015～2019年全國普通高校學科競賽排行結果數據分別從學校分布、區域分布、省份分布等幾個方面對2015～2019普通高校的學科競賽成果進行了展示，根據排行結果數據從學校類型、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了絕大多數，醫藥類的高校較少，這與學科競賽本身的屬性有很大的關系，因為在不同學科人才培養體系中，專業占比40%［15］是理工科，因此理工類的競賽活動占絕大多數，以2012～2019年為例，理工科類型的學科競賽活動占比達60.87%［15］；開展學科競賽獲得的成績分布東部地區高校占據了絕對優勢，東北地區高校相對趨于弱勢，該結果也從一定方面顯示了高校開展競賽活動與經濟社會之間的聯系是正相關；41所一流大學高校全部進入了學科競賽排行榜的前300強，68所一流學科建設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，該數據彰顯了以學科競賽為抓手的人才培養模式［16］在雙一流建設中成績顯著，人才培養學科建設需要將知識與工程實踐相結合。

2 我校計算機學科競賽現狀

我校自2012年轉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；計算機科學學院從2012年開始招收計算機科學與技術本科專業新生，經過多年的沉淀，順利通過計算機科學與技術專業的學士學位評估；截止2020年計算機科學學院共有3個本科專業，共計本科生1 300多人。

2.1 參加學科競賽賽項

學院學生參加的部分學科競賽賽項如表2所示。

表2 部分計算機科學學院參加學科競賽賽項

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

2.2 學科競賽獲獎匯總

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

圖3 計算機科學學院學科競賽獲獎情況

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

圖4 學科競賽國家級獲獎情況

2.3 存在的問題

縱觀計算機科學學院2016～2018年參加的學科競賽的獲獎情況可見，B類以上的賽事的獲獎寥寥無幾，統計學生參加學科競賽的人次發現，2018年之前參賽人數為整個計算機科學學院學生人數的1/10；學生的參賽項目集中于傳統的賽項，很少開發新的賽項，且在高級別賽事上鮮有突破。計算機科學學院在學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，學生參與度不夠。大學生學科競賽是學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根本不知道自己可以參加哪些競賽，甚至有同學不知道學科競賽是什么。這就直接導致了一部分優秀的同學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生的職業發展不符合，也在一定程度上遏制了學生的參賽熱情。

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

（3）競賽策略解讀不到位。競賽活動是在一定的競賽規則指導下進行的比賽活動；其實質還是比賽，所以理解透比賽的規則至關重要，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則不了解，導致最后的競賽結果不盡人意。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則，開始時就去進行較難得分的環節，耗費大量的時間但終未成功，很多能容易得到的分數卻沒有時間去完成，直接導致比賽得了零分。

（4）學生創新意識不強，主觀能動性較弱。創新是進步的動力，學生在參加競賽時，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劃，通過每個障礙物都會有一定的得分，但是學生在參賽過程中，在路徑的程序設計上按部就班，沒有創新的路徑規劃想法，導致失分較多。

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

（6）競賽設備支撐競賽不足。我院學生參加的多數學科競賽是需要設備的支撐，例如：A類賽事工程訓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備，但是我院目前的情況存在設備過于陳舊，無法支撐比賽的情況。

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

（8）學生團隊組隊過于隨意，未形成團隊合力。學科競賽是以團隊為中心的，對學生的創新能力、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組成一個團隊，或者是幾個同學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生。這樣的話團隊中各位同學的優勢劣勢沒有得到互補，團隊很難形成合力。

3 院級新競賽體系構建

針對我院在學科競賽中存在的問題，計算機科學學院于2018年年底開始對學科競賽體系進行了重新構建，結合學院人才培養的目標，提出了以創新實踐能力導向的競賽體系。

（1）依托院級學生團隊廣泛宣傳，增加競賽認知環節，將競賽宣傳植入入學教育。依托學院的兩委會，計算機協會廣泛宣傳我院的學科競賽賽項，通過兩委會每學期期末開展院級的科技文化節，在科技文化節上展出學院上一年度的學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；依托學院的計算機協會，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，增加學科競賽的認知環節，分批分專業參觀學院的實驗室、學生工作室等場所，參觀期間在實驗室及工作室滾動播出學院學生參加各類學科競賽的風采。在新生入學教育環節，增加創新訓練和學科競賽認知環節，選派專門負責創新創業和學科競賽的教師進行該板塊的入學教育環節。

（2）加強競賽指導教師隊伍的建設，開展教師定期培訓。指導教師是參加各類學科競賽的總“設計師”，只有優秀的多學科融合的指導教師團隊才能造就優秀的學生團隊，各類學科競賽對學科和專業技能均有著特殊的要求，這就對指導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、專業學科組推薦、指派競選等多環節相結合的方式組建了計算機科學學院創新創業與學科競賽教師團隊；通過不定期的送團隊教師外出培訓，調研、考察交流、參會學習及與行業企業進行師資培訓等方式提升指導團隊教師的創新素質和實踐能力。學院將參加的學科競賽的固定賽項按照指導教師自愿報名，學院統籌的前提下，將每個賽項固化給1或2名指導教師，并以立項的形式撥給競賽經費，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的競賽項目，同時更加深入地理解賽項的規則并傳達給學生團隊，同時能夠集中精力指導一個賽項。

（3）創建院級創新創業孵化基地，制定競賽保障體系。學院在2019年建設了計算機學院創新創業孵化基地，該孵化基地依托于校級的創新創業中心開展院級的創新創業和學科競賽活動。學院制定了“計算機科學學院創新創業團隊管理辦法”，其內容涉及學生團隊入駐孵化基地的規定、團隊退出孵化基地的機制、創新創業學分管理內容、學科競賽和創新創業活動的申報、組織實施，創新活動的指導、評審等內容。孵化基地實行學生團隊入駐制度，實行按月團隊考勤打卡制度，設立了入駐團隊未達到相應考核要求的退出制度等，一系列的制度旨在嚴格要求學生的紀律，保證團隊的學習時間。同時學院制定了學科競賽及創新創業保障體系，涉及指導教師指導競賽的激勵制度，學生參賽的激勵制度，競賽設備經費保障制度等一系列的措施，旨在為學生團隊和指導教師團隊建立一個穩固的“大后方”。

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

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

（6）組織競賽經驗交流，開展競賽創新知識講壇。我院組織參加學科競賽的項目團隊在每年的6月份和12月份在學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、項目技術路線、賽項規則、賽項難點、賽項注意事項等方面以PPT匯報的形式為學院的學生進行“傳道”。

（7）樹立團隊榜樣的力量，提升學生的榮譽感。學院每年進行創新創業及學科競賽優秀團隊的評選，對獲獎團隊頒發證書、設立獎金，同時將優秀團隊成員和項目介紹張貼在計算機科學學院創新創業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，為成為優秀團隊而努力。

4 結 語

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