面向新工科建設(shè)的計算機專業(yè)競賽管理

2018-08-22 10:27:02盧玲，楊武，王勇

計算機教育 2018年8期

盧玲，楊武，王勇

（重慶理工大學計算機科學與工程學院，重慶 400050）

0 引言

計算機專業(yè)競賽（以下稱專業(yè)競賽）包括學科競賽及各類創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)競賽等，競賽類別多、涉及領(lǐng)域廣。其中，學科競賽包括大學生數(shù)學建模、ACM程序設(shè)計競賽等；創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)競賽包括“互聯(lián)網(wǎng)+”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等。近年來，隨著分布式計算平臺[1]、人工智能技術(shù)研究及應(yīng)用的爆發(fā)式增長，更多以大數(shù)據(jù)、并行計算技術(shù)為主題的創(chuàng)新競賽涌現(xiàn)，如阿里天池大數(shù)據(jù)競賽、ASC世界大學生超算競賽等。這些競賽旨在推動我國大學生計算機新技術(shù)的創(chuàng)新、應(yīng)用水平，反映了產(chǎn)業(yè)對計算機專業(yè)人才的需求，這不僅是重要的人才培養(yǎng)質(zhì)量評價指標，同時也對計算機專業(yè)教學具有極大的啟發(fā)性和指導(dǎo)意義，是培養(yǎng)學生創(chuàng)新實踐能力、拓展綜合素質(zhì)的重要手段[2-3]。

2017年，《教育部高等教育司關(guān)于開展新工科研究與實踐的通知》指出，希望各地高校開展新工科研究實踐活動，并將新工科研究內(nèi)容歸納為“五個新”，即工程教育的新理念、學科專業(yè)的新結(jié)構(gòu)、人才培養(yǎng)的新模式、教育教學的新質(zhì)量、分類發(fā)展的新體系。對地方高校來說，新工科研究不僅指開展人工智能、智能制造等新專業(yè)建設(shè)，同時也要求傳統(tǒng)工科專業(yè)以深化高等工程教育改革為目標，積極開展面向產(chǎn)業(yè)需求的教學改革與升級[4]。

1 專業(yè)競賽存在的問題

目前專業(yè)競賽開展的流程如圖1所示。首先由院系發(fā)布競賽信息，學生自愿報名及選取指導(dǎo)教師；參賽隊在教師指導(dǎo)下開展競賽活動；當競賽評比及結(jié)果公布后，由指導(dǎo)教師組織進行競賽總結(jié)。其中，院系主要負責發(fā)布競賽信息，對競賽的服務(wù)、組織力度較小，使專業(yè)競賽面臨如下兩方面問題。

圖1 現(xiàn)有專業(yè)競賽流程

（1）示范效應(yīng)弱，學生受益面小，難以形成學習導(dǎo)向。許多學生對專業(yè)競賽有畏難情緒，一是由于對各類競賽的技術(shù)背景了解不足；二是擔心自身能力不夠，無法獲獎，因此導(dǎo)致興趣不足、競賽參與意愿低。例如，我校計科專業(yè)自2013年至今，連續(xù)5年參加CCF舉辦的NLP&CC中文信息評測，年均參賽隊6個，年均參與本科學生30人，約占該專業(yè)學生總數(shù)5.8%。雖然專業(yè)參與該評測的次數(shù)多、力度較大，且參與學生均得到了自然語言處理、大數(shù)據(jù)處理技術(shù)的鍛煉，但大部分未參與該評測的學生仍然對相關(guān)技術(shù)及應(yīng)用知之甚少，甚至完全不了解。究其原因，主要是專業(yè)系所對競賽活動的組織，尤其是宣講力度小，未能以競賽為契機調(diào)動學習興趣，使專業(yè)競賽脫離于教學環(huán)節(jié)之外，類似于小部分學生和教師參加了一次有組織的課外活動，其示范效應(yīng)弱，難以形成學習導(dǎo)向，大部分學生無法通過競賽受益。

（2）競賽內(nèi)容轉(zhuǎn)化為教學內(nèi)容不足，難以推動教學內(nèi)容改革。雖然專業(yè)競賽的問題新、數(shù)據(jù)多、涉及多種新技術(shù)及研究領(lǐng)域，但競賽結(jié)束后，由于缺乏有組織的競賽后處理環(huán)節(jié)，使競賽相關(guān)技術(shù)及應(yīng)用問題反饋到教學的力度小，難以成為教學內(nèi)容改革的推動力。

2 規(guī)范專業(yè)競賽的組織結(jié)構(gòu)

針對目前專業(yè)競賽的組織力度小、學生參與意愿低、競賽受益面小的問題，通過規(guī)范組織結(jié)構(gòu)，突出專業(yè)對競賽的服務(wù)、組織、管理功能，設(shè)計了如圖2所示的專業(yè)競賽組織結(jié)構(gòu)。

以我校計科專業(yè)為例，如圖2所示，競賽由該專業(yè)系所進行統(tǒng)一管理，為各類競賽分設(shè)負責教師，由富有競賽指導(dǎo)經(jīng)驗的專業(yè)教師擔任，負責制定競賽進度計劃；每位負責教師配備學生助理，由富有競賽經(jīng)驗的高年級學生、創(chuàng)新實驗室學生擔任，負責進行資料分發(fā)、搜集、匯總；學生參賽隊、指導(dǎo)教師在負責教師的組織及學生助理的協(xié)助下，開展競賽活動。這改變了以往完全由指導(dǎo)教師獨立指導(dǎo)競賽的形式，通過規(guī)范組織結(jié)構(gòu)，明確參與競賽各方的職責，凸顯了三類主體對競賽的保障功能，一是明確了專業(yè)對競賽的服務(wù)、組織、管理功能；二是通過負責教師的組織，進一步規(guī)范了競賽實施流程；三是通過學生助理的參與，在專業(yè)學生中形成一定示范作用。由此保證了專業(yè)競賽組織有序，有利于擴大競賽影響力，形成示范效應(yīng)，進而提高學生的參與意愿和參與度。

3 重構(gòu)專業(yè)競賽的管理流程

基于圖2所示的組織結(jié)構(gòu)，將圖1所示傳統(tǒng)專業(yè)競賽流程重構(gòu)為圖3所示流程。

圖2 專業(yè)競賽組織結(jié)構(gòu)

圖3 重構(gòu)的專業(yè)競賽流程

與以往流程相比，重構(gòu)流程進行了“兩個新增”和“兩個改變”，如圖3灰色圓角矩形所示，即新增“進度計劃制定”“競賽案例提煉”兩個環(huán)節(jié)；并將“學生報名”變?yōu)橛蓪I(yè)系所“組織、動員和報名”；將“競賽總結(jié)”，變?yōu)椤案傎惪偨Y(jié)、資料搜集和整理”，同時調(diào)整各環(huán)節(jié)的參與主體。通過這一改變，使專業(yè)競賽達成如下3個目標。

1）通過“組織、動員和報名”，擴大專業(yè)競賽受益面，推動“以賽促學”理念形成。

針對學生對競賽有畏難情緒、參與意愿低的問題，專業(yè)系所通過加大動員、宣講力度，調(diào)動學生的參與意愿。競賽報名期間，專業(yè)系所安排負責教師及學生助理，對競賽進行相關(guān)背景、技術(shù)宣講，使大部分學生有機會接觸、了解競賽的新技術(shù)需求，激發(fā)學習興趣和學習意愿，轉(zhuǎn)變學生為獲獎而參賽的觀念，倡導(dǎo)“以賽促學”理念，使專業(yè)競賽成為學習的導(dǎo)向。另外，競賽報名時，采用自愿參賽與組織參賽兩種方式。除自愿參賽外，專業(yè)還統(tǒng)一組織學生參賽，以提高競賽參與度，擴大受益面。

例如，我校計科專業(yè)在歷年重慶市“合泰杯單片機大賽”的報名階段，均安排富有競賽經(jīng)驗的教師進行集中動員，開展競賽相關(guān)技術(shù)講座。2016、2017年參加講座的本科二、三年級學生累計達190人；2017年，該項競賽除學生自愿報名外，專業(yè)還統(tǒng)一組織16隊、共計63名二、三年級本科學生參賽，占該專業(yè)當年參賽學生總數(shù)的61.2%，較好地推動了一批學生開展智能控制、智能計算相關(guān)的新技術(shù)學習、創(chuàng)新活動，使該項競賽在專業(yè)學生中形成示范效應(yīng)，帶動了“以賽促學”風氣形成。

2）通過“案例提煉”環(huán)節(jié)，以專業(yè)競賽促教學內(nèi)容改革升級。

“案例提煉”是競賽的后處理環(huán)節(jié)，旨在將專業(yè)競賽有機融入教學，推動教學內(nèi)容改革升級。在競賽結(jié)束后，組織指導(dǎo)教師、相關(guān)課程組開展教學研討，并將搜集的競賽資料，交由相關(guān)課程組提煉成教學案例。其中，案例編碼及維護工作，可由專業(yè)創(chuàng)新實驗室的學生創(chuàng)新團隊協(xié)同課程組進行。通過“案例提煉”環(huán)節(jié)，專業(yè)競賽可從三方面反饋到課程教學，一是競賽相關(guān)技術(shù)均源于應(yīng)用領(lǐng)域的熱點，因此為專業(yè)課程提供了優(yōu)質(zhì)的、契合產(chǎn)業(yè)需求的教學資源；二是可提高課程組教師，尤其是非競賽指導(dǎo)教師，對相關(guān)新技術(shù)、新應(yīng)用的理解和運用能力；三是通過學生創(chuàng)新團隊協(xié)同案例建設(shè)，可培養(yǎng)一批能力強、熟悉多種新技術(shù)應(yīng)用的學生創(chuàng)新團隊。

例如，我校計科專業(yè)通過參加NLP&CC中文信息評測活動，積累了大量自然語言處理的熱點問題及數(shù)據(jù)資源。自2015年起，計科專業(yè)組織程序設(shè)計基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程組開展研討和論證，在機器學習與信息檢索創(chuàng)新實驗室的協(xié)同下，已逐步將相關(guān)問題提煉為教學案例，構(gòu)建了如“樸素貝葉斯新聞分類問題”等綜合性教學案例，用于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等課程的教學。這些綜合性案例具有真實的應(yīng)用背景，其實施極大地拓寬了學生視野，提高了學生對相關(guān)領(lǐng)域的學習興趣和熱情。

3）通過專業(yè)主導(dǎo)、多方協(xié)同，形成“以賽促學”良性循環(huán)。

與傳統(tǒng)競賽流程相比，圖3流程更強調(diào)專業(yè)競賽中的多方協(xié)同作用。首先，專業(yè)為競賽全程提供服務(wù)，競賽報名、資料搜集、案例提煉等，均由專業(yè)組織開展；其次，新增“進度計劃制定”環(huán)節(jié)，由負責教師制定競賽計劃，統(tǒng)一組織競賽實施，改變以往由指導(dǎo)教師獨立組織競賽的形式，使競賽能更加有序推進；三是由學生助理協(xié)助負責教師，進行資料分發(fā)、搜集和整理；四是由學生創(chuàng)新團隊協(xié)同課程組，開展競賽案例的提煉工作。通過專業(yè)主導(dǎo)，教師、學生、課程組多方協(xié)同，不僅保障競賽實施質(zhì)量，同時使競賽過程富有活力，形成“以賽促學”的良性循環(huán)。

例如，2017重慶市“合泰杯單片機大賽”預(yù)賽期間，由計科專業(yè)安排負責教師及學生助理，并組織報名及技術(shù)講座；由負責教師制定預(yù)賽工作計劃，各參賽隊按計劃開展競賽活動；由學生助理收集各類參賽文檔，并在賽后轉(zhuǎn)交課程組。預(yù)賽期間，專業(yè)對各競賽隊的競賽實施情況進行跟蹤、督促和配合；對參賽隊的突出問題，如競賽文檔編寫規(guī)范問題，安排負責教師進行集中答疑和指導(dǎo)等。在專業(yè)主導(dǎo)、多方協(xié)同下，2017年計科專業(yè)參與該競賽組織的包括專業(yè)教師9人、課程組兩個（匯編語言、計算機組成原理）、學生助理兩人及學生創(chuàng)新團隊一個（嵌入式學生創(chuàng)新實驗室），累計收集參賽文檔26套。競賽過程起到了良好的示范、帶動作用，并積累了寶貴的教學資源。

4 結(jié) 語

上述對計算機專業(yè)競賽管理方法的改革，是結(jié)合我校計科專業(yè)組織各類專業(yè)競賽的實踐經(jīng)驗提出的，旨在將專業(yè)競賽有機融入教學，以“以賽促學”理念，推動專業(yè)教學內(nèi)容改革與升級。近兩年來，通過規(guī)范組織結(jié)構(gòu)、重構(gòu)管理流程，結(jié)合以專業(yè)系所為主導(dǎo)，多方協(xié)同，計科專業(yè)在“以賽促學”方面取得了一定實效。近兩年，該專業(yè)學生參加大數(shù)據(jù)、智能計算、智能控制類學科競賽的人次逐漸增多，學習興趣提高顯著；在2016、2017重慶市“合泰杯單片機競賽”、校級“開拓杯”等競賽中，該專業(yè)學生所提出的創(chuàng)新理念，均與大數(shù)據(jù)、智能計算相關(guān)，充分表明專業(yè)競賽對新技術(shù)及應(yīng)用的導(dǎo)向效果。同時，基于專業(yè)競賽所提煉的“樸素貝葉斯新聞分類問題”“基于KNN的新聞文本分類問題”“智能走迷宮小車”等綜合性教學案例，在計算機導(dǎo)論、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、綜合課程設(shè)計等課程中逐步實施，也產(chǎn)生了良好的教學效果，從一定程度體現(xiàn)了專業(yè)競賽對教學反饋的有效性。