成果導向視域下學科競賽驅動計算機類專業人才應用創新能力培養模式探索

田新志，王振鐸， 陳曉范，申海杰，邊倩

（西安思源學院 電子信息工程學院，陜西 西安 710038)

0 引言

成果導向教育(Outcome—Based Education，簡稱OBE) 作為一種先進的教育理念，于1981 年由Spady等人提出后，很快得到了人們的重視與認可，并成為發達國家教育改革的主流理念[1]。

2016年2月，我國成為國際本科工程學位互認協議《華盛頓協議》的正式會員[2]。為促進中國工程教育的國際互認，提升我國工程技術人才的國際競爭力，國家大力推行工程教育專業論證，構建工程教育質量監控體系，推進工程教育改革，進一步提高工程教育質量。OBE教學理念借助中國工程教育專業論證，首先在全國理工類高校和綜合性大學理工科專業普遍開展，對學生學習成果的提升和培養目標的達成起到了根本的保障作用。

學科競賽是在緊密結合課堂教學的基礎上，以競賽的方式，激發大學生理論聯系實際，提高自身的實踐應用和創新能力，培養大學生專業學習興趣、創新意識的活動。《中國高校創新人才暨學科競賽白皮書》充分肯定學科競賽在創新型人才培養方面的成果，是高校實踐創新教學的重要手段和平臺[3]。

近年來，以深度學習為代表的人工智能將信息產業推向了高峰，計算機類專業是當前國際國內前沿專業，整個社會對計算機類專業人才的需求也在不斷增大。因此，高質量地培養計算機類專業人才極其重要。高質量的培養，除了傳授給學生專業理論知識和專業技能知識以外，還需要著重培養學生的創新意識、創新能力和專業實踐能力。

因此在成果導向視域下以競賽為驅動，對新形勢下的計算機類專業人才培養方案、課程體系、實踐教學體系、教學內容及教學方法等進行實踐和改革，加大學科競賽平臺與專業實驗室的建設力度，形成計算機類新型的創新創業應用型人才培養模式是非常有必要的。

1 目前計算機類專業培養應用創新能力方面存在的問題

當前我國計算機類專業人才培養中普遍存在培養模式不能很好適應社會對行業創新人才培養需求。傳統的實踐教學體系中，缺乏學科交叉知識的運用，不利于培養學生分析問題、解決問題的綜合能力，不利于開拓學生的創新思維和提高實踐能力。主要表現在以下幾個方面。

創新意識、創新精神不足：目前大部分學校在創新意識和創新精神的培養上都很重視，國家和相關學會舉辦了很多的專業類競賽，學生們也有了一些了解，如計算機類的競賽有“互聯網+大學生創新創業大賽”“中國計算機設計競賽”“藍橋杯全國軟件和信息技術專業人才大賽”等與計算機相關競賽，但學生沒有足夠的信心及興趣去參加這些比賽，從而一定程度上制約了創新意識和創新精神的培養。

創新思維能力不強：目前高校學生因受中小學以來長期接受傳統教育方式的影響，在面對問題時不愿意深究，不能全面地思考問題，處理問題缺乏創新，分析問題及解決問題能力較弱，自主學習能力不強。盡管有很多高校對教學方式進行了一定程度的改革，但效果不是很好。

專業理論知識掌握不扎實：目前計算機類專業的某些基礎課程理論知識較多，而這些理論知識是激發創新意識的動力，但大部分學生對枯燥的理論提不起興趣，導致他們在專業基礎知識的掌握上不夠牢固。

理論轉化為實踐能力較弱：將理論知識轉化為實踐能力是創新能力的突出表現之一。計算機學科是一門對實踐能力要求很高的學科，學生應該充分利用各類學習資源去多實踐，將理論知識真正轉化為實踐能力，從而運用到實際應用的各個方面。但是大部分學生往往只是應付老師的作業，并沒有好好地將所學的理論知識轉化為實踐能力。

2 成果導向視域下學科競賽驅動計算機類專業人才應用創新能力培養模式探索

結合西安思源學院“始終堅持以創新教育為引領，以建設高水平應用大學”的辦學目標及計算機類專業人才培養目標，為進一步加強應用型創新型人才的培養，依托西安思源學院電子信息工程學院的計算機專業基礎、計算機省級教學團隊、學校計算機類專業社團、校內大學生創新創業研究中心、學生計算機社團、校外實踐教育基地、校外合作企業等，將具有計算機專業特色、訓練大學生創新意識及創新創業能力的資源充分利用起來，提出成果導向視域下學科競賽驅動計算機類專業人才應用創新能力培養模式，建立了一套以學科競賽為抓手適合計算機類專業學生應用創新能力培養的培養體系。

2.1 學科競賽驅動計算機類專業人才應用創新能力培養模式的建立

創新型人才需要具備創新意識、創新精神、創新能力并能夠取得創新成果的人才。對于高校來說要培養創新型人才就是要培養具備扎實理論功底、豐富的知識面、較強的創新意識、較高的綜合素質，較強的創新能力和豐富的實踐操作能力的全面發展人才。本文提出的成果導向視域下學科競賽驅動計算機類專業人才應用創新能力培養模式，是以專業學科競賽為抓手，提升鞏固計算機理論知識、強調創新意識和創新精神的培養、強化實踐操作能力、開闊視野、拓展知識面、提升綜合素質為準則的。以高效的課堂教學、計算機類專業學科競賽項目、綜合實踐實訓為基本點的計算機類專業人才應用創新能力培養模式。以學科競賽為載體，搭建多層次應用創新人才培養平臺，如圖1所示。

圖1 成果導向視域下學科競賽驅動計算機類專業人才應用創新能力培養模式

2.2 以學科競賽為抓手，探索教與學、學與賽的關系，強化課堂教學的高效性

課堂教學是學生獲取基礎知識的關鍵途徑，高效的課堂教學是成功培養人才的著力點。改革課程體系，改革課程的教學方法，注重以學生為中心的質量工程，科學有效進行教學過程及案例設計，以賽促學，培養學生的應用創新能力。深度挖掘教與學、學與賽之間的關系。在課程體系設計中，注重基礎課程如數據結構、計算機組成原理、操作系統等課程；加強專業實踐教學，增設選修課程門數及開出率，保證每位學生合理的專業拓展需求，計算機類專業人才應用創新能力培養模式以培養學生創新意識、創新思維和創新能力為出發點，體現出“成果導向，學生中心”的教育理念[4]。

2.3 整合學科競賽資源，構筑以學科競賽為依托的專業學習路線

目前針對計算機類專業學生的創新能力培養方面的學科競賽及實踐項目有很多，如“大學生創新創業訓練項目”“互聯網+”大學生創新創業大賽、中國高校智能機器人創意大賽、 中國高校智能機器人格斗大賽、3S 杯全國大學生物聯網技術與應用大賽、全國挑戰杯系列學術科技競賽、ACM-ICPC 國際大學生程序設計競賽、中國大學生計算機設計大賽、“藍橋杯”全國軟件專業人才設計與開發大賽等。 這些項目或學科競賽都是圍繞著計算機類相關領域的研究熱點和前沿技術，集實用性、競技性、趣味性和激勵性于一身，可以大大提升了學生的學習興趣、創新意識和創新能力，開闊眼界，培養了大學生的團隊合作精神，磨煉意志品質和心理素質[5]。梳理整合適合不同層次學生的學科競賽資源，按學科競賽級別劃分不同知識模塊，以層層遞進的方式，鼓勵學生自主學習、分組討論學習。將所涉及的專業知識劃分為由嵌入式硬件設計模塊、基礎程序設計模塊、算法分析與設計模塊、工程應用模塊、創新能力訓練模塊，并依據相應比賽設計配套的題庫，為學生從基礎硬件知識、基礎程序設計、算法設計、面向領域的分析和解決問題、創新思維等能力提高提供平臺支持，從而實現學生的自主和自助學習。

2.4 實施第二課堂，與第一課堂形成互補、交叉深化關系

高校第二課堂是對第一課堂的拓展和延伸，計算機類專業在創新能力的培養上所涉及的交叉知識點較多，大部分高校由于課時所限，對某些知識點不能深入探究和拓展。而開設第二課堂則一方面可以強化學生在課堂上學習的知識點，將乏味且難以理解的理論知識以更加生動的形式呈現出來，極大地活躍課堂氣氛，以達到“感知”“踐行”“意會”的統一。另一方面可以對交叉知識點進行拓展和延伸， 拓寬學生知識面，提升學生創新性地分析問題、解決問題的能力。

2.5 改革實踐教學內容，將學科競賽內容融入日常實踐教學過程中

實踐教學是計算機類專業人才培養的一個重要組成部分，是培養學生將理論知識轉化為實踐能力的關鍵環節，是培養學生創造性解決問題的主要手段。不斷整合計算機類專業實踐教學內容與計算機類學科競賽的內容，將學科競賽的考評體系應用到實驗、實訓和綜合型實踐的考查方式上，同時將學科競賽賽題作為教學案例融入日常實踐教學過程中，實現以賽促學、以學促賽、學賽融合。

2.6 打造專業競賽指導團隊，為學科競賽提供技術保障

專業競賽指導團隊的主要作用是強化實踐教學，優化學生知識結構，豐富社會實踐，設計以賽促教、以賽促學、以賽促改、以賽促建的教學新模式；完善課程實踐設計，突出實踐課程特色；完善專業競賽體系建設，推進教學成果提升，滿足高素質應用型人才的培養要求。學院以“物聯網和機器人”和“計算機軟件設計”兩個校級專業社團為基礎組建了計算機類專業學科競賽指導團隊，團隊集結了各專業的精英指導教師，在面向不同類別的比賽時老師們都有著豐富的經驗，結合專業課程融入學科競賽，做到因材施教、對癥下藥，以確保在各類競賽角逐中脫穎而出。

2.7 借助學生專業社團，發掘學生興趣點，強化實踐能力

學生社團是大學生為滿足自身心理、情感、文化、生活和社會交際需要等而自發建立，并具有特定目標和一定活動規范的組織。我校計算機類專業的學生社團有E_Dream社團，該社團有專門的指導老師進行專業性的指導，社團開展《程序設計》《算法設計與分析》《大學生創新與創業》實踐創新訓練課程，有效地拓展計算機類專業的社團活動，達到提高學生專業學習興趣、強化學生實踐能力的機會。

2.8 依托創新實驗班，培養學生自主學習和團隊協作精神

創新實驗借鑒企業項目與學科競賽題目，將計算機類不同專業的學生，不同興趣愛好的學生聚集一起完成智能化項目設計作品。實踐教學以學生自主學習為中心進行展開：利用企業自主學習平臺，按照“知識→技能→體驗”三段式的教學體系展開教學，每階段按照：資源、活動、評價展開教學內容。資源：為學生提供國際及國內一些標桿資源，包括課程包和前沿專業技術。活動：學生針對資源學習需要完成的專項訓練或實操項目。評價：教師根據學習資源及活動完成、作品設計情況進行成績評定、現場答辯打分。學生分成8～10 人的學習小組，每組按教學進度推進完成教學任務，此創新實驗班的實施可以有效地拓寬學生視野，增強學生的團隊協作能力，充分發揮每個學生的特長，增強學生的自信，從而有效地提高學生的學習積極性。

3 結束語

成果導向視域下學科競賽驅動計算機類專業人才應用創新能力培養模式，以OBE 理念中的“學生中心、成果導向、持續改進”指導思想全面修訂培養方案、課程體系結構和課程教學大綱等內容。課題組在計算機類專業創新型應用人才培養模式方面進行了不斷探索，踐行成果導向視域下以學科專業競賽為契機來推動教學改革的方式，以培養具有應用創新能力的計算機類專門人才為根本目標，以學科競賽為抓手，深度整合各類資源，以“以賽促教”“以賽促學”“以賽促改”“以賽促建”的指導方針將學科競賽融入日常教學過程。采用自助式、協作式學習，充分發揮學生的自主性和積極性，搭建一體化創新能力培養平臺，有效地拓展了學生的學習時間和空間，全面地提高學生的專業應用創新能力和職業素養及團隊合作意識。