學科競賽驅動的計算機類專業應用型創新人才培養模式研究與實踐

摘要：文章針對計算機類專業人才培養中工學結合不緊密、缺乏創新意識培養等問題，提出以學科競賽為驅動的應用型創新人才培養模式。通過構建基于學科競賽的實踐教學體系，探索“三段五融合”育人模式，打造“五位一體”導師制，借助競賽團隊管理和“雙創競賽月”活動，營造學練訓賽氛圍，促進學生的個性化培養。實踐表明，該模式激發了學生的創新思維，提升了知識遷移能力和團隊協作能力，育人成效顯著提升。

關鍵詞：計算機類專業；學科競賽；應用型創新人才培養；“三段五融合”育人模式；“五位一體”導師制

中圖分類號：G642" " "文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2025）23-0155-04

開放科學（資源服務） 標識碼（OSID）

0 引言

2025年1月，國務院印發《教育強國建設規劃綱要（2024－2035年） 》，指出在戰略急需和新興領域，要積極探索拔尖創新人才培養新模式，全面推進教育、科技、人才一體統籌發展，提升國家創新體系整體效能。近年來，人工智能、大數據、云計算等新興技術發展迅速，不僅推動了社會各領域的數字化轉型，還催生了眾多新興產業。這些產業對計算機類人才的綜合素質和創新能力提出了全新的挑戰。如何培養具有實踐能力、創新思維、跨學科知識融合能力、持續學習能力、團隊合作能力的應用型創新人才，已成為高校計算機類專業教育的核心任務之一。目前高校普遍存在工學結合不夠緊密、學生缺乏創新意識等問題。學科競賽是調動學生學習主動性和培養學生創造力的重要手段，不僅能有效激發學生對學科的深入探索和科研興趣，還能鍛煉學生綜合分析問題的能力，同時培養學生良好的心理素質和團隊合作精神，在人才培養中發揮著不可替代的作用[1]。

1 計算機類專業人才培養現狀

1.1 課程設置與行業需求脫節，教學方法與手段滯后

隨著人工智能、大數據、云計算等前沿技術的快速發展，行業對人才的需求也在不斷變化。然而，部分高校的計算機類專業課程內容滯后，課程設置缺乏跨學科融合，未能及時跟進行業發展步伐，導致課程內容與崗位需求脫節。傳統課程體系過于注重理論知識的傳授，忽視了學生實踐能力和創新意識的培養。填鴨式教學側重知識灌輸，而忽視學生的主動參與和創新思維的激發。學生對教師提出的問題不能進行深層次、多方面思考，分析和解答問題缺少創新性和突破性。

1.2 傳統教學模式單一，工學結合不夠緊密

傳統教學模式側重理論知識的講授，但缺乏多樣性和靈活性，往往忽視對學生實踐能力的培養，導致學生缺少足夠的實踐機會，難以將所學知識應用于實際項目。此外，工學結合的力度不夠，學校與企業的合作僅停留在表面，存在學校和企業之間溝通不暢、企業參與人才培養積極性不高、缺乏深度合作機制和實質性項目合作等問題。這使得學生在校期間難以獲得真實的職業體驗和技能鍛煉，從而影響就業競爭力和創新能力[2]。

1.3 學生缺乏創新意識，實踐創新能力薄弱

由于課程設置和教學模式的局限性，課程評價多以期末考試成績為主，缺乏過程性評價，導致多數計算機類專業學生習慣于被動接受知識，滿足于完成教師布置的學習任務，缺乏對知識的深入思考和拓展。在面對復雜問題時，習慣于依賴傳統的解決方法，缺少主動探索和創新的勇氣，缺乏提出新思路和新方案的能力。學生學習主動性不強，參加算法設計類、作品開發類、創新創業類比賽的積極性不高。課程評價體系側重于考試成績，缺乏對創新能力的過程性考核，在缺乏內在動力和外在激勵的情況下，學生很難在計算機專業領域取得突破性成績。

1.4 學生知識遷移能力弱，缺少個性化培養

由于學生的實踐鍛煉和跨學科學習機會有限，因此他們將所學知識應用到新情境和新問題的能力較弱，特別是在面對跨學科領域的綜合性問題時，難以將專業知識進行有效整合和靈活運用。此外，部分高校在計算機類專業教育中忽視學生的個體差異和興趣培養，缺乏針對性的競賽指導和潛能激發，在學科競賽的組織方面缺少激勵機制，部分學生由于未經過系統性訓練，錯失了鍛煉創新能力和團隊協作能力的競賽機會。

2 以學科競賽為驅動的計算機類專業應用型創新人才培養模式

2.1 構建基于學科競賽的實踐教學體系，推進課程改革與創新

打破傳統課程的孤立性，通過“競賽軸線”串聯多門課程，建立“模塊化、遞進式、融合性”的課程體系，形成課程協同與知識貫通的知識鏈[3]。以學科競賽為軸線，開展“基礎技能—核心能力—綜合創新”三級專業課程群重構。例如，在數據結構、算法設計與分析課程中學習圖論算法和動態規劃策略，在軟件工程課程設計、軟件開發綜合實訓課程中運用算法思想優化軟件開發性能，在智能機器人應用、智能系統開發綜合實訓課程中參與完成路徑規劃智能化實戰項目，實現“學—練—用”閉環。

推進課程改革與創新，提升實踐的創新性和挑戰度。將課程對標競賽方向，結合競賽特點安排有挑戰性的實踐內容，對競賽題目進行改編，使其難度適合不同層次的學生。圍繞競賽項目，基于項目式學習（PBL） 方法，以學生為中心開展實踐教學，讓學生在解決問題的過程中學習知識，提升實踐和解決問題的能力。教師在實踐教學中恰當融入競賽內容，并鼓勵學生分組合作、協作學習，學生可以小組為單位完成課程作業和考核，通過團隊項目培養學生的溝通協作能力和團隊合作能力。課程模塊與競賽的對應關系如表1所示。

1） 基礎技能課程模塊

在程序設計基礎、數據結構、算法設計與分析等課程內容中融入“藍橋杯”全國軟件和信息技術專業人才大賽、ACM-ICPC、CCPC、中國高校計算機大賽—天梯賽等程序設計類競賽題目，圍繞貪心、動態規劃、分治、回溯、分支限界等算法設計，基于OJ平臺的在線評測功能開展學練賽，強化代碼規范與算法思維[4]。在網絡安全技術、數據安全治理、網絡安全技術實訓等課程內容中融入全國大學生信息安全與對抗大賽、“長城杯”信息安全鐵人三項賽等競賽內容，選取真實網絡安全事件進行案例分析，分組進行團隊攻防演練，培養團隊協作和應急響應能力。在計算機網絡、網絡工程實訓等課程內容中融入華為ICT大賽、“新華三杯”全國大學生數字技術大賽內容，利用虛擬機和仿真軟件搭建網絡環境，開展網絡配置和故障排除，分組設計小型網絡項目。

2） 核心能力課程模塊

將軟件工程課程設計、軟件開發綜合實訓、國產化應用開發綜合實訓等實訓課程的項目要求對接中國“軟件杯”大學生軟件設計大賽、中國大學生計算機設計大賽，通過企業級項目案例，提升學生的軟件設計與開發能力。在數據挖掘與應用、數據倉庫項目實訓、大數據應用開發等課程中，對照中國高校計算機大賽—大數據挑戰賽等賽題要求，基于數據倉庫設計與優化、數據集成與轉換、決策樹、隨機森林、支持向量機等數據挖掘核心算法，由團隊合作模擬項目開發流程，邀請行業專家進行技術分享和指導，分析大賽中的成功或失敗案例。

3） 綜合創新課程模塊

在智能機器人應用、計算機視覺課程設計等課程中，以中國機器人及人工智能大賽等賽題要求為驅動，融入機器人自主導航、物體識別與抓取、人機交互、路徑規劃、運動控制等競賽內容，分組設計圖像分類系統、目標檢測系統、關聯分析系統、分類預測模型等。聚焦云計算、智能數據處理、多模態感知與智能交互等新技術，在企業項目綜合實訓、智能系統開發綜合實訓、金融大數據分析綜合實訓等課程中，邀請企業工程師與專職教師聯合授課，聚焦“挑戰杯”“中國國際大學生創新大賽”等跨學科競賽，要求學生完成“智能交通調度系統”“金融大數據分析平臺”等復雜項目。

2.2 探索新工科應用型“三段五融合”育人模式，打造“五位一體”導師制

以培養計算機類專業應用型創新人才為主線，以“五位一體”導師制為保障，以實踐應用能力和創新意識培養為重點，構建新工科應用型“三段五融合”人才培養模式。以學科競賽為驅動的育人模式如圖1所示。

以“五融合”為路徑開展“三階段”進階實踐。大一至大二為基礎夯實階段，通過校賽激發興趣，強化學生的編程能力與學科基礎。大二至大三為能力提升階段，以省級及以上競賽為驅動，培養學生的工程實踐與團隊協作能力。大三至大四為創新突破階段，進入“賽創融合”工作坊，在企業工程師和專職教師聯合指導下參加科技創新課題，孵化優秀項目參加“挑戰杯”等雙創賽事。以“崗、課、賽、證、創”為抓手，充分發揮“理論+實踐、教學+競賽、課程+崗位、教師+工程師、學校+企業”的五融合作用，實現三階段的階梯式能力提升。

根據學生年級特點，全過程、全方位、全覆蓋推進“五位一體”導師制。推行“工程師駐校計劃”，由合作企業派遣資深工程師進校，聯合專職教師共同擔任導師。以雙導師制的形式。結合學生特點，從學業指導、學科競賽、科技創新、畢業設計、考研就業等五個維度，充分發揮導師在思想引領、創新意識培養、應用能力提升等方面的作用，為學生個性化發展和潛能激發提供保障。

2.3 建立科學的競賽團隊管理機制，促進學生的個性化培養

通過動態組隊、分層培養與精準激勵，實現“團隊效能最大化”與“個體能力最優化”的雙重目標[5]。采用“能力測評+興趣匹配”的方式組建團隊，學生根據自身興趣愛好，通過能力測評和選拔加入ACM集訓隊、軟件開發工作室、網絡攻防小組、數智創新訓練營等競賽團隊。

競賽團隊以能力互補、興趣導向、目標協同為原則，由專職教師與企業工程師聯合指導，并以“傳幫帶、老帶新”的形式，通過隊內精細化分工、動態化調整，因材施教開展個性化指導，在提升團隊整體競爭力的同時，滿足學生的能力發展需求。競賽團隊采用正向激勵和動態調整策略，每學期末組織競賽團隊開展成果匯報，并綜合評估團隊的代碼提交量、任務完成度及競賽成績，未達標的團隊需提交整改方案。連續兩學期未通過考核的團隊需重組或退出。

對照學校支持的學科競賽目錄，對于在數學建模類競賽、程序設計類競賽、應用開發類競賽、大數據挑戰賽、人工智能大賽中獲得省級及以上獎項的學生，經學院和教務工作部審核認定，可置換相應的選修課學分。同一項目成果遵循就高原則不重復計分，團隊成果的學分置換依據成員貢獻大小按比例核算。競賽成績優秀的學生可獲得優先推薦至合作企業實習的機會，并享有內推資格。該方案的實施，使團隊平均競賽成績提升15%，學生流失率下降至5%，有效提升了學生參與學科競賽的積極性和主動性。

2.4 開展“雙創競賽月”活動，營造學練訓賽氛圍

“雙創競賽月”活動作為學院創新創業教育的重要品牌，以“創新、創業、創青春”為主題，采用“意識培養、技能訓練、實戰演練、成果展示”四階遞進模式構建競賽育人體系，提升學生的創新創業能力。

意識培養階段，組織“學長有話說”經驗分享會、“賽事全知道”政策解讀會等活動，邀請競賽獲獎者、創業成功校友開展專題報告，幫助低年級學生樹立競賽意識，激發參賽熱情，活動覆蓋率達到95%，問卷調查顯示85%的學生表示已明確競賽目標。技能訓練階段，基于算法設計、軟件開發、網絡攻防、智能系統等專題開設“競賽訓練營”，結合大數據挑戰賽、華為ICT大賽等競賽真題，依托南京云創大數據科技股份有限公司、河南八六三軟件股份有限公司等合作企業的案例資源庫，設計階梯式任務，采用“導師+企業工程師”雙指導模式，使參訓學生的實踐能力得到顯著提升。實戰演練階段，舉辦“創新挑戰賽”，設置算法設計、數據安全、技術創新等賽道，引入企業命題與真實場景，參照省級及以上賽制開展實戰競技，并對獲獎學生進行表彰。成果展示階段，聯合校企合作企業開展項目路演和評審，優質項目可入駐雙創基地，獲得后續孵化支持。

近三年，“雙創競賽月”累計參加人數年均增長35%，項目孵化成功率逐年上升，營造了“人人參與、層層選拔、重點培育”的良好氛圍，形成“以賽促創、以創促產”的良性生態，學生創新創業能力得到顯著提升，為應用型人才培養注入持續動能。

3 育人成效

近年來，通過推進“以學科競賽為驅動的應用型創新人才培養模式”的實施，學生在實踐創新能力、團隊協作能力等方面均有顯著提升，各類競賽成績取得較大突破。2022年度，在“藍橋杯”比賽、網絡攻防大賽等4項賽事中，共獲得省級獎項30項、國家級獎項12項。2023年度，在河南省大學生程序設計競賽、中國大學生計算機設計大賽等8項賽事中，共獲得省級獎項78項、國家級獎項20項。2024年度，在中國高校計算機大賽、中國機器人及人工智能大賽、全國大學生信息安全與對抗技術競賽等14項賽事中共斬獲198項獎項，其中省級獎項165項，包括一等獎13項、二等獎24項、三等獎128項；國家級獎項33項，包括一等獎3項、二等獎10項、三等獎20項。學院競賽氛圍濃厚，參賽學生人數、獲獎比例逐年上升。近三年的競賽獲獎情況如表2所示。

4 結束語

隨著信息技術的快速發展，當前高校計算機類專業的教育面臨著技術迭代速度快與教育模式滯后之間的矛盾、行業對復合型創新人才的需求與單一化培養目標之間的矛盾、學生實踐能力薄弱與企業實戰技能要求高之間的矛盾。主要表現為工學結合不足、創新能力薄弱、知識遷移能力差、專業技能與崗位需求脫節等問題，嚴重制約了應用型創新人才的培養。

學科競賽因其競技性、實踐性與創新性特征，成為連接理論教學與產業需求的橋梁。在計算機類專業的教育教學中，積極構建基于學科競賽的實踐教學體系，探索和實踐“三段五融合”育人模式，打造“五位一體”導師制，形成穩定的競賽團隊管理機制，并通過“雙創競賽月”活動，營造學、練、訓、賽氛圍。實踐證明，以學科競賽為驅動的人才培養模式，能夠有效激發學生的創新思維、團隊協作能力和解決問題的能力，為培養計算機類專業應用型創新人才提供了新路徑。下一個階段，將持續推進基于學科競賽的課程體系優化，促進育人模式的升級和推廣。

參考文獻：

[1] 李志博，侯雪梅，張儉鴿，等.基于學科競賽的實踐知識體系構建與學生綜合素質培養[J].計算機教育，2023（2）：49-53.

[2] 王承悅，石慧，齊寶奎.計算機類專業的“五通五融” 新型人才培養模式探索[J].計算機教育，2024（5）：198-203，209.

[3] 荊蕾，張小峰，邱秀芹，等.面向專業核心能力培養的應用型高校計算機專業建設[J].計算機教育，2024（4）：85-90.

[4] 夏輝麗.面向新工科的“程序設計基礎” 課程教學改革與實踐[J].湖北理工學院學報，2024，40（1）：67-71.

[5] 黃娟.以學科競賽驅動計算機類專業創新人才培養[J].電腦知識與技術，2020，16（36）：158-159，165.

【通聯編輯：唐一東】