基于學科競賽的計算機類課程教學模式改革探索研究

薛煥堂 牛慶麗

(鄭州科技學院，河南 鄭州 450064)

學科競賽是面向大學生開展的課外競賽活動，它緊密結合課堂教學，著力于新技術的應用，以競賽的方式激發學生理論聯系實際和獨立工作的能力，讓學生通過實踐來發現問題、解決問題，培養學生的學習興趣，增強學生的學習自信心[1]。鄭州科技學院也非常重視學科競賽活動的開展，近年來，逐步構建并完善了學科競賽體系和相關的管理制度，并結合學校 “應用型人才培養”的定位，選擇了適合本校學生實際情況的學科競賽項目并積極組織學生參加。如何以學科競賽為契機，提高學生的學習興趣和積極性，培養學生的動手實踐能力和創新能力，是目前計算機類課程教學模式改革中值得研究的問題。

1 鄭州科技學院所參加的計算機類學科競賽介紹

當前開展的計算機領域的學科競賽主要有兩類：軟件程序設計類競賽和硬件電子類競賽。就程序設計類競賽而言，當前世界上公認的規模最大、水平最高的是國際大學生程序設計競賽，該競賽由國際計算機協會主辦，目的在于使大學生運用計算機來展示自己分析問題和解決問題的能力。在硬件電子類競賽中，目前較有影響力的是大學生電子設計競賽，它是面向大學生的群眾性科技活動，目的在于推動高校促進信息與電子類學科課程體系和課程內容的改革。

就鄭州科技學院而言，近幾年也根據學生的實際情況及學院自身的定位，組織學生參加了一系列的計算機類學科競賽，包括全國大學生計算機應用能力與信息素養大賽、“中國軟件杯”大學生軟件設計大賽、全國計算機仿真大獎賽等國家級的比賽，中國機器人大賽暨RoboCup公開賽、Android應用開發中國大學生挑戰賽、“博創杯”全國大學生嵌入式物聯網設計大賽等行業國家級的比賽，以及其他的一些省級和行業省級的比賽，并取得了豐碩的比賽成果。

2 基于學科競賽，計算機類課程教學模式改革的具體措施

通過對鄭州科技學院所參加的計算機類學科競賽的調研，結合我院計算機專業的實際特點和資源特色，建議對計算機類專業的課程教學模式進行如下改革。

2.1 以學科競賽為導向，促進課程體系改革

2.1.1 調整專業課程設置

構建基礎類、程序設計類和綜合應用類逐級遞進的課程體系[2]。基礎類課程主要包括面向大一新生開設的計算機應用基礎等課程，該類課程主要培養學生的計算機基礎應用能力。程序設計類課程包括從大一下學期開始開設的程序設計基礎 (c語言、java程序設計)、數據結構、數據庫技術及應用、網頁設計等課程，該類課程主要培養學生利用各類計算機知識解決實際問題的能力。綜合應用類課程是在基礎類和程序設計類課程有效開展的基礎上所開設的，該類課程主要包括計算機輔助設計、機器人等模塊。另外，建議開設與計算機類學科競賽相關的選修課程，以拓寬學生的視野，提高學生的參賽意識和參與積極性，同時可以在該類課程中介紹一些綜合設計的案例，帶動學生理論聯系實際、解決實際問題的能力。

2.1.2 將學科競賽與實踐教學環節相結合

鄭州科技學院計算機類專業目前所設置的典型實踐教學環節主要由程序設計類課程設計、軟件工程課程設計和根據不同專業方向所設置的專業課程設計組成，但這些課程設計之間都是相互獨立的，內容上沒有什么關聯，這就致使學生難以全面掌握系統設計的理念和方法。若將學科競賽引入其中，將現有的實踐教學環節整合起來，從內容上設置成同一系統的方案設計，那么就可以使課程設計中的教學內容相互連貫起來，教學組織也可以縱向貫通，提高學生的綜合設計能力。

2.2 以學科競賽為載體，改革教學方法

在教學內容上加入典型的競賽案例，例如，將計算機應用能力與信息素養大賽題目作為案例引入到計算機應用基礎課程的教學過程中，將軟件設計大賽的題目引入到程序設計類課程的教學過程中。這樣不僅可以在很大程度上豐富教學內容，還可以激發學生學習的興趣和積極性。此外，教師可以根據不同的教學內容，采用討論式、探究式、啟發式等不同的教學手段，還可以讓學生自己走上講臺開展自主教學活動。這樣，不僅可以讓學生感受到學習的樂趣和成就感，還可以大大的提高教學質量，為創新人才的培養奠定基礎。

2.3 基于學科競賽，改善實踐教學環節

在計算機類課程中，除了理論教學之外，實踐教學也是一個非常重要的組成部分。通過學科競賽，借鑒其中涉及的操作環節，對計算機相關專業的實踐教學改革也有非常大的促進作用。

2.3.1 改革實驗教學模式

結合實驗課程的實際情況，課程實驗可分為三個層次：驗證型、設計型和綜合性實驗[3]。驗證型實驗主要是利用實驗來驗證所學的理論知識；設計型實驗主要是讓學生進行綜合性的程序設計以及計算機的組裝和調試等，重在培養學生利用所學的理論知識來解決實際問題的能力；綜合型實驗是讓學生獨自或分組完成具有一定規模和難度的任務，培養學生進行軟件綜合設計和調試的能力。

另外，由于計算機類學科競賽大多以團隊的形式組織開展，需要團隊成員按各自的特長進行合理的分工和充分的交流。因而在課程設計的實施過程中，可以根據任務要求將每個題目的內容分配給3-5名學生完成，要求學生分工明確、相互合作，讓學生在整個實踐過程中通過相互交流體會如何去調整自己的設計思路和方法，與他人合作完成設計任務，從而可以培養學生的協作設計能力和團隊精神。

2.3.2 改變實驗課程學時比例

根據學科競賽的需要以及計算機相關專業課程的要求和特點，調整實驗學時和理論學時的比重，適當的增加實驗學時和課程設計的學時。一般地，含有實驗環節的專業課程實驗學時要占到總學時的50%，而課程設計的學時數可以根據課程性質和課題的實際情況自行設置。實驗學時的增加可以讓更多學生有更多的時間參與實踐操作，加深對課程知識的理解和掌握，提高動手能力。

2.3.3 加強開放式實驗室的建設

通過對鄭州科技學院教學計劃的調研我們發現，計算機類課程的實驗學時數都是有限的，但是對于一個設計型或者綜合性的實驗來說，它所需的學時數往往難以確定，這樣，我們就必須給學生創造一個能隨時做實驗、隨時搞科研的開放的實驗環境，開放實驗室無疑是一個最好的選擇。在這里，不僅可以培養學生的實驗技能，還可以在實驗中進一步激發學生的創造性思維，培養學生的動手實踐能力和創新能力。

2.4 基于學科競賽，改革專業課考核方式

長期以來，很多高校的計算機相關專業課程考核普遍采用單一的閉卷考試為主的方式，經常會忽略學科和課程本身的性質和特點，考試的內容一般都局限在教材范圍內，重點考查學生對課本知識的理解和掌握，而忽略了對學生動手實踐能力和創新能力的考核，這就導致學生的學習缺乏動力，使他們僅僅本著考試的目的去學習，嚴重阻礙了學生創造性思維的發展。因此，必須以學科競賽為導向，對計算機相關專業課程的考試方式進行相應的改革。就鄭州科技學院而言，我們建議采用開放性的考核方式，把考試的重點放在考核學生的動手實踐能力和對所學知識的綜合運用能力上。例如，一些實踐類的課程可以采用課程設計的考核方式，在課程結束前兩周布置課程設計的題目，要求學生在限定的時間內上交課程設計作品。這樣，就可以讓學生本著問題去學習、去探索、去實踐，不僅可以拓寬學生的視野，還可以培養學生的動手實踐能力和創新能力。最后，老師可以根據學生的課程設計情況，加上學生的平時表現，按一定的比重來綜合評定學生的成績。

3 結語

基于學科競賽，采用相應的措施，促進計算機類課程教學模式的改革，將提高學生的動手實踐能力和創新能力，使學生的知識、能力和素質三者綜合協調的發展，是培養適應社會發展的高水平“應用型人才”的關鍵所在。

[1] 周治瑜，王瑞斌，胡麗華，張濤.學科競賽是培養大學生創新素質的重要載體.現代農業科學，2008(5)：100-101.

[2] 陳立章，黃圣生，彭紅等.抓好學科競賽，提高大學生培養質量.湖南醫科大學學報(社會科學版)，2002(6)：62-63.

[3] 付興鋒，張常年，肖秀玲，范金華.以大學生競賽活動為契機推進實踐教學改革.實驗室研究與探索，2010(1)：65-66.