新工科計算機專業賽教融合教學的探索

姜思羽 陳雪佩 李宇耀 宋鵬飛

［摘 要］ 為了更好地應對新一輪科技革命與產業變革、支撐服務創新驅動發展等戰略，新工科建設在持續推進。目前研究表明，新工科專業學生更為關注自身技能的提升，而傳統的計算機專業基礎教學存在知識橫向封裝、教師“滿堂灌”、學生實踐能力不足等問題。在新工科專業背景下，以計算機學科競賽為教學目標，探索一種適合于全體計算學專業學生的基于編程競賽為平臺的教學模式，以此來培養學生的計算思維和創新能力，提高實踐能力和動手能力，成為新時代高素質的復合型人才。

［關鍵詞］ 新工科；編程競賽；賽教融合；教學模式；綜合能力

［基金項目］ 2022年度教育部—阿里云產學合作協同育人實踐條件和實踐基地建設項目“以獲獎作品為案例的時間教學基地建設”（202203）；2021年度廣東外語外貿大學校級課程思政示范課堂“多語言情報分析”（202111）；2022年度廣東省本科高校在線開放課程指導委員會重點研究課題“以省賽獲獎優秀作品為教學案例的實踐教學在線開放課程建設研究”（2022ZXKC149）

［作者簡介］ 姜思羽（1992—），女（滿族），黑龍江齊齊哈爾人，軟件工程博士，廣東外語外貿大學信息科學與技術學院講師，主要從事軟件工程研究；陳雪佩（2001—），女，廣東汕尾人，廣東外語外貿大學信息科學與技術學院2019級軟件工程專業本科生，研究方向為軟件工程；宋鵬飛（1990—），男，河南臨潁人，碩士，廣東外語外貿大學信息科學與技術學院助教（通信作者），主要從事高校思想政治教育研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2023）27-0085-04 ［收稿日期］ 2022-08-12

當前，在新一輪科技革命引發產業變革的新趨勢、立德樹人新要求下，深化我國高等工程教育改革，加快新工科建設與發展具有重大意義［1-3］。隨著新工科的提出，社會對計算機專業技術人才的綜合能力要求也不斷提升。學生不但需要具備扎實的理論功底，還需要具備較好的動手實踐能力。高校是重要的人力資源開發市場，人才的培養離不開學校的教育。因此，為了給社會不斷輸出優秀的計算機專業人才，高校應當更加注重教育質量。賽教融合的教學模式是一種教學變革的手段，旨在提高學生的邏輯思維能力、創新能力和解決實際問題的能力，從而能更好地迎合當今社會的需求。通過編程競賽對計算機專業學生的能力進行有效培養，已經成為目前高校教育探索的方向。

傳統的教學模式往往存在理論和實踐脫節的問題，這可能會導致學生學習興趣不足。以“程序設計基礎”課程為例，教師偏重于理論教學，在課堂上先講清楚相關理論再上機驗證，實踐過程往往被學生理解為理論教學的課后驗證和加深理解，這種模式可能會導致學生學習效率不高，教學效果不理想。隨著編程競賽的體系趨于成熟，大多數高校目前正在極力變革，開展賽教融合的教學模式，以此提升學生的學習興趣，進一步提高學生的能力。

在這樣的時代背景下，本文以廣東外語外貿大學（簡稱廣外）“面向對象程序設計”課程為例，探討賽教融合模式對新工科下的計算機專業學生技能的培養效果。

一、新工科下計算機專業培養融入編程競賽的優勢

我國于2017年正式開展以新工科建設為目標的新時代中國高等工程教育，其主要內容是貫徹以人為本的教育理念，以多學科交叉融合、產教結合、校企合作為主要途徑，大力培養適應并滿足未來新興產業和新經濟需要的，具有更強實踐能力、創新能力、國際競爭力的高素質、復合型人才。在新工科的時代背景下，國內高校為迎合國家對復合型人才培養的要求，正極力開展教育變革。同時，隨著編程競賽的體系趨于成熟，賽教融合的教學模式已經成為教育變革的方向?！百惤探Y合，以賽促教”的教學理念使理論知識與實踐高效融合，對學生提高學習興趣、深入掌握專業知識有著非常重要的意義與作用［4］。得益于該教學模式，學生的創新思維、動手實踐能力和溝通協作能力都有所提高，符合新工科建設下國家對人才的期望。

（一）提高學習興趣，樹立正確目標

由于技術無時無刻不在更新，高校專業課跟不上互聯網行業發展的步伐，這就需要學生自學來擴充自身的知識儲備，學習興趣與學習目標便是推動個人發展的主要動力［5］。不少學生對互聯網行業存在“高需求、高薪水”的認知偏差，于是盲目報考了計算機專業，然而專業課程對初學者來說難度較大，學生的學習興趣會受到較大的打擊。另外，以廣外為例，計算機專業采用大類招生的方式，學生到大二才選擇具體的專業方向，也會導致學生的學習方向不明確。

賽教融合的教學模式使得學生從“要我學”轉變成“我要學”，更能發揮學生的積極主動性，激發學習興趣。相較傳統教學，賽教融合將學以致用發揮到極致，學生在參加比賽的過程中也能樹立正確的目標。

（二）提高實踐能力，增強競爭力

隨著互聯網行業技術的不斷更新，各企業對IT人才綜合能力的要求也不斷調整，高校應該積極適應新時代對計算機人才的新要求，在人才培養方案和教育體系上做出適當調整，擔當起人才培養和社會服務的重要責任。目前，很多高校或教師仍采用傳統的教學方式，重理論而輕實踐，普遍存在“課上能聽懂，上機做不出”的現象。在新工科人才培養過程中，更加重視學生實踐能力的培養。編程競賽的融入，拓展了專業教學內容，將社會問題和思想政治教育融入其中，加深拓展理論知識，鍛煉實踐能力，培養競爭意識，增強自身的競爭力，為以后進入工作崗位奠定良好基礎。

（三）提高協作能力，促進全面發展

工科學生主要從事技術科研工作，社會對其普遍存在沉悶、不善言辭的刻板印象。賽教融合的教學模式，選擇以團隊協作方式開展的編程競賽為平臺，使學生在參加競賽的過程中能夠表達出自己的真實想法，積極主動的溝通使成員彼此相互磨合，提高團隊協作的能力。良好的溝通協作能力，有利于未來在工作中與同事營造良好的工作氛圍，增強組織的凝聚力，提高團隊工作效率，確保團隊工作的順利進行。學生參加團隊編程競賽，各方面能力都能得到提升，從而促進個人的全面發展。

二、競賽模式融入的難點與解決思路

編程競賽在推進新工科教育建設、深化教育變革和培養高素質復合型人才中起到至關重要的作用，然而，高校教育融入競賽模式并非易事，在推進賽教融合過程中可能會存在教師能力不足、學生積極性不高、教材與課程案例不知如何選擇等問題，影響人才培養的效果。為了盡可能發揮編程競賽對學生能力培養的優勢，高校必須充分研究這些難點，尋找高效的解決方法。

（一）教師團隊能力不足

競賽模式融入的首要難點是教師團隊自身能力和素質不足，大多數工科類教師本身并沒有參與編程競賽或企業工作的經驗，理論知識豐富但實踐經驗匱乏。2017年教育部指出逐步提高企業參與高校教學的程度，健全多元化的辦學體制，全面推進高校與企業協同育人。校企合作的方式可以彌補高校教師實踐能力不足的問題。在假期，高?？梢匝埰髽I人員擔任導師，開展一系列的教師培訓講座，提高教師的教學水平，教師在培訓中作為知識的接受者，能夠進一步了解學生的需求，從而在教學中制訂符合學生發展的教學方案。

（二）學生積極性不高

應試教育的限制、高校缺乏對學生實踐能力的鍛煉、學生對競賽認知片面都是導致學生參加競賽的積極性不高的原因，這使競賽模式的融入變得更加困難。為了激發學生參與競賽的積極性，高校應加強競賽宣傳工作和健全競賽模式融入的教育體系。一方面，高?？梢远ㄆ谂e辦關于競賽的宣傳講座，豐富學生對競賽的認知，邀請教師或學長分享參賽經驗，提高學生參賽興趣。另一方面，高校應該健全融入競賽模式的教育體系，制定一系列考核制度和獎勵機制，引導學生積極參加競賽，通過參加競賽使自身的實踐能力得到提高。

（三）教學內容制定難度較高

競賽模式融入專業課程教學的主要方式是開展基于競賽案例的教學。教學內容融入競賽案例，讓學生對競賽題目的特點有更深入的了解，繼而拓展編程思維，提高編程能力。由于編程競賽題靈活性較大，難度普遍偏高，教學內容的制定是教學中融入競賽的主要難點。針對該難題，高校可以成立專門的課程內容研究團隊，一方面，收集適合用于教學的競賽題目案例，對難度較大的試題進行改造，降低案例的難度，使其符合學生的學習需求。另一方面，任課教師可以從基礎知識和課堂講解出發，根據編程競賽的出題風格和背景等自擬案例。有條件的高?？梢远ㄆ诮M織研究團隊成員與競賽主辦方進行交流學習，使賽教融合取得更好的效果。

三、廣外計算機專業課程融合案例

我校計算機系對于專業課程和編程競賽的融合主要從以下四點進行完善和發展。

（一）教師競賽知識的培訓

針對教師沒有參與編程競賽或企業工作的經驗、理論知識豐富但實踐經驗匱乏等問題，組織我校集訓隊指導教師去編程競賽強校學習和交流經驗，與我校周邊的互聯網公司緊密合作，在為公司提供曝光度以及應屆生源的同時，邀請企業權威人士為教師進行校企專業技能對接的培訓與講座，加強高校與企業的交流。

（二）課前做好預習工作

現階段，部分本校本專業學生理解其學習的數據結構和算法有一定難度，因為其中一些概念較為抽象，而編程競賽題目大多與生活實際和計算機知識相關聯，較有趣味性。在課前，教師可以聯合學校ACM集訓隊老師及成員，結合各種比賽和項目中的相關場景和問題模型，整理完善后提供相關知識點的實際運用背景。以此激發學生的學習興趣，提高其積極性，并為希望深入學習的學生提供方向和途徑。

為掌握學生對于賽教融合這種教學模式的了解度和接受度，我們對本校本專業的學生進行了調查，最終收集了100份問卷，內容涵蓋學生自身參加競賽的情況、學校對編程競賽的重視程度等。根據問卷結果，高達64.13%的學生更傾向于“老師講解與線上學習相結合”的教學方式。線上學習有著較為豐富的資源，例如LeetCode、AcWing等網站有著許多針對某一算法難點原理的講解視頻及相關模板題。精選其中較為簡單的部分作為預習資料能夠拓寬學生的學習面，激發學生的學習熱情。

（三）課中融入競賽案例

在我?！懊嫦驅ο蟪绦蛟O計”課程中，使用的教材有理論知識偏多、實踐案例較少的特點，學生較難將所學知識和代碼相結合。競賽經典教材，如《挑戰程序設計競賽》和《算法競賽入門經典》，都可以很好地輔助學生將理論應用于實際。但也應當注意上述競賽書籍普遍難度較高，并不適用于基礎課程，應在保留原本教材的基礎上，節選部分競賽教材的入門章節融入教學。

教師在上課講解的例題以及作業布置的題目選擇上，也可以與競賽有機融合。雖然競賽真題考查知識點明確且質量高，但普遍難度過大，直接照搬競賽真題作為課程習題并不可取。各種做題網站上也有許多好題，但存在題目表述不清或是數據有誤的情況。而教材上的例題往往又存在難度過低、過于典型、數量較少的缺陷。我們認為可以聘請校ACM集訓隊的老師、學生或業界權威出題組對課程題目進行優化：搜羅各大賽事、做題網站的題目，對它們進行改編、勘誤。將競賽題目融入課程習題中，將質量良好的習題擴充進題庫，有助于學生對知識點的形象理解以及知識點的鞏固。

（四）課后優化考核模式

本?！懊嫦驅ο蟪绦蛟O計”“數據結構”“算法設計與分析”三門課程的期中、期末考核方式較好地體現了賽教融合。因為這三門課程都需要學生將所學知識轉化成代碼實現，所以均是在本校的機房，通過官方在線判題系統進行上機考試?？荚囆问娇己四Ｊ讲捎肁CM賽制，即在規定時間內完成不同知識點的編程題目。但該考核方式存在缺陷：每道題目只有通過或者不通過兩種結果，每道題都有多個測試點，必須通過了所有的測試點才算通過，提交錯誤答案之后看不到具體的錯誤測試點。而由實踐經驗得知，在三小時的考試中，3～5題是一個可以接受的數量。綜上所述，題目采用“一票否決制”，題目數量少，教師很難對學生的程度給出細致的劃分。針對以上問題，考核可以采用更為寬松的判題方式，如讓判題機根據通過的測試點按比例給分。同時，可以在答案未通過測試點時返回錯誤信息，方便學生進行調試，降低考試難度。

經過調查，發現許多學生在了解競賽能提升能力和豐富履歷的前提下，仍然對競賽望而卻步，有56.25%的學生認為編程競賽的難度過大。因此學校應始終將激發學生積極性和提高學生認知作為工作重點，通過優化獎勵制度的方式來推動賽教融合。

業內有許多難度較低的競賽，可以作為普通學生的學習目標，例如藍橋杯省級比賽。將一個難度較低的比賽獎項作為課程考核的強制標準，以此激勵學生并為學生的學習提供目標和導向，讓競賽融入不同層次學習成為可能。

結語

本文探討了相對于傳統工科教學，新工科下計算機專業培養融入編程競賽模式在提高學生興趣、培養學生各方面能力方面所表現的優勢，分析了競賽模式融入教學可能存在的難點并提供了解決思路，以廣東外語外貿大學課程如何融入競賽模式為例進行梳理，針對課前、課中、課后三個維度提出優化措施，為培養新工科創新型、復合型人才提供參考。

參考文獻

［1］王瑞錦，吳勁，周世杰，等.新工科背景下“信息安全系統研發”實驗課程的重構［J］.實驗技術與管理，2020，37（9）：231-235.

［2］孫大為，張玉清.新工科背景下計算機系統思維能力培養模式探析［J］.計算機教育，2020（7）：94-97.

［3］王文東，袁小慶，史儀凱，等.新工科人才培養中基礎實驗教學改革的探索［J］.大學教育，2019（7）：30-32+43.

［4］薛冬梅.新工科背景下堅持賽教融合強化人才實踐創新能力培養初探［J］.現代教育論壇，2021，4（4）：13-17.

［5］王穎.新工科背景下高職計算機賽教融合教學探索［J］.知識文庫，2022（1）：118-120.

Exploration on the Integration of Competition and Teaching in Computer Major for Emerging Engineering Education

JIANG Si-yu， CHEN Xue-pei， LI Yu-yao， SONG Peng-fei

（Guangdong University of foreign studies， School of information science and technology， Guangzhou， Guangdong 510000， China）

Abstract： In order to better respond to the new round of scientific and technological revolution and industrial change， and to support the strategy of innovation-driven development， the construction of emerging engineering education is being promoted continuously. Current research shows that students of new engineering majors are more concerned about the improvement of their own skills， while the traditional teaching of computer professional foundation has the problem of imparting knowledge mechanically and students insufficient practical ability. Under the background of emerging engineering education， taking the computer subject competition as the teaching goal， this paper explores a teaching mode based on programming competition for all students majoring in computing， so as to cultivate students computing thinking and innovation ability， improve their practical ability and operational ability， and helps them become high-quality compound talents in the new era.

Key words： emerging engineering education; programming competition; integration of competition and education; teaching mode; comprehensive capability