結(jié)合學(xué)科競賽的本科生專業(yè)教學(xué)拓展研究

劉婷

摘要：在國家開展雙一流建設(shè)的大背景下，加強(qiáng)本科生教育是大勢所趨。但是目前高校專業(yè)在課程大綱設(shè)計(jì)中往往滯后于學(xué)科前沿進(jìn)展和工業(yè)界發(fā)展，而且課程設(shè)計(jì)多以講授型課程為主，導(dǎo)致本科生缺乏實(shí)際解決問題的能力。基于目前大量學(xué)科競賽，鼓勵本科生參與其中，這樣不僅可以結(jié)合講授課程讓本科生在學(xué)科競賽中夯實(shí)學(xué)科基礎(chǔ)，而且可以了解學(xué)科前沿或是深入工業(yè)需求，其效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過按照教學(xué)大綱開展課程教學(xué)。因此結(jié)合學(xué)科競賽拓展本科生專業(yè)教學(xué)是加強(qiáng)本科生教育的理想方案。

關(guān)鍵詞：學(xué)科競賽;教學(xué);學(xué)科前沿;工業(yè)需求;學(xué)科課程

一、背景

在國家開展雙一流建設(shè)的大背景下，加強(qiáng)本科生教育是大勢所趨。無論是雙一流高校還是雙一流學(xué)科，對于本科生培養(yǎng)質(zhì)量的提升，專業(yè)課程（包括專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)必修課、專業(yè)實(shí)驗(yàn)課和專業(yè)選修課甚至是專業(yè)前沿課）是重中之重。但是目前本科生專業(yè)課程教學(xué)依舊存在許多問題。其中一項(xiàng)問題便是受限于教學(xué)條件和教學(xué)設(shè)計(jì)，大部分專業(yè)學(xué)科課程主要是通過講授教學(xué)。雖然隨著公開課的發(fā)展，已經(jīng)上線了大量的精品課程，能夠有效彌補(bǔ)各個高校課程教學(xué)的參差不齊。但是精品線上課程仍舊是以講授型為主，導(dǎo)致本科生學(xué)習(xí)主要是被動學(xué)習(xí)而非主動學(xué)習(xí)。各高校在專業(yè)課程講授的基礎(chǔ)上都配有專業(yè)實(shí)驗(yàn)課，但是這些專業(yè)實(shí)驗(yàn)課大多都按照實(shí)驗(yàn)教程，自由度低，同時也與學(xué)科前沿和工業(yè)進(jìn)展明顯脫節(jié)[1]。目前只有少量高校開設(shè)了專業(yè)實(shí)訓(xùn)課程，雖然這些課程較之專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程更加接近學(xué)科前沿和工業(yè)進(jìn)展，但是大多仍舊是“照本宣科”。因此，亟須改變現(xiàn)有本科生專業(yè)課程教學(xué)現(xiàn)狀，以夯實(shí)本科生基礎(chǔ)，提升本科生能力。

加強(qiáng)前沿進(jìn)展教學(xué)、開設(shè)相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程雖然能夠拉近本科生與學(xué)科前沿和工業(yè)進(jìn)展之間的距離。但是前者仍舊以簡單課程講授為主，效果一般;而后者仍舊主要是“照本宣科”，此外，還不可避免需要昂貴的儀器和設(shè)備。因此這兩者并不是最為理想的手段和方法。除了課內(nèi)授課，現(xiàn)在高校普遍開設(shè)的“加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識”（簡稱SRT）項(xiàng)目或者是“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練”（簡稱大創(chuàng)）項(xiàng)目可以有效拉近本科生與學(xué)科前沿和工業(yè)進(jìn)展之間的距離，但是目前這些項(xiàng)目大多流于形式，且實(shí)際完成率很低，其主要原因是這些項(xiàng)目一般沒有一個明確的目的，導(dǎo)致這些項(xiàng)目往往耗時很長，但是效果不好。因此仍舊需要探索新的本科生專業(yè)教學(xué)拓展模式和方法。

近些年，學(xué)科競賽發(fā)展如火如荼，以光學(xué)學(xué)科為例，除了綜合型的挑戰(zhàn)杯和“互聯(lián)網(wǎng)+”等國家級大型綜合性比賽外，每年組織的光電競賽也是一項(xiàng)重要賽事。除此之外，每個省也布局有各類型賽事。鼓勵安排本科生深度參與學(xué)科競賽，不僅能夠在課堂之外擴(kuò)展本科生的知識面，而且參與學(xué)科競賽能夠鍛煉學(xué)生動手解決實(shí)際問題的能力，還能夠跟蹤甚至是擴(kuò)展學(xué)科前沿。因此，相比于加強(qiáng)前沿進(jìn)展教學(xué)、開設(shè)相關(guān)實(shí)驗(yàn)課，又或是大力拓展“大創(chuàng)”項(xiàng)目，鼓勵本科生參與學(xué)科競賽是一種拓展本科生專業(yè)教學(xué)的新思路和新方法。本文將具體闡述如何將學(xué)科競賽納入本科專業(yè)課程教學(xué)和培養(yǎng)中，從而提升本科生能力。

二、結(jié)合學(xué)科競賽的本科生專業(yè)教學(xué)拓展思路探索

（一）將學(xué)科競賽項(xiàng)目引入學(xué)科實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐課程中

目前大部分學(xué)科實(shí)驗(yàn)課程和實(shí)踐課程雖然能夠培養(yǎng)本科生的動手能力，但是課程的內(nèi)容很多脫離學(xué)科前沿和工業(yè)實(shí)際，導(dǎo)致對于學(xué)生的培養(yǎng)作用有限。為了提升實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐課程的培養(yǎng)作用，可以將學(xué)科競賽項(xiàng)目引入學(xué)科實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐課程中[2]。以光學(xué)工程專業(yè)中的全國大學(xué)生光電設(shè)計(jì)競賽為例，每一年的題目都非常貼近學(xué)科前沿和工業(yè)實(shí)際：如第一屆題目“太陽能動力賽車”和“太陽能驅(qū)動的電光源”，緊密圍繞當(dāng)時（2008年）熱門的太陽能技術(shù);第二屆題目“基于太陽能的光電導(dǎo)航搬運(yùn)車”和“光電智能導(dǎo)盲器”緊密圍繞光與生活的主題;而第三屆題目“基于光電導(dǎo)航的無人駕駛智能車”和“激光反射法音頻聲源定位與語音內(nèi)容解析”則是關(guān)注光與信息。如果讓未參加過競賽的本科二三年級的學(xué)生直接參加競賽未免因準(zhǔn)備不足而顯得倉促，而若將之前的比賽項(xiàng)目作為實(shí)踐課程題目，一方面許多教師已經(jīng)具備了帶隊(duì)經(jīng)驗(yàn)，同時也參與了項(xiàng)目的指導(dǎo);另外，全國大學(xué)生光電設(shè)計(jì)競賽委員會秘書處還編纂了《全國大學(xué)生光電設(shè)計(jì)競賽賽題及作品解析》一書，介紹了往年競賽題目的設(shè)計(jì)思路，并且列舉了許多往年的優(yōu)秀作品。在有參考的情況下，有一定學(xué)科基礎(chǔ)的二三年級的本科生在實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課程教師的指導(dǎo)下能夠完成這些項(xiàng)目。雖然在完成這些項(xiàng)目的過程中，已然有參考資料，甚至說本科生在完成這些項(xiàng)目的過程就是“開卷考試”，但是完成這些項(xiàng)目的本身就提高了學(xué)生的各項(xiàng)能力。同樣以全國大學(xué)生光電設(shè)計(jì)競賽為例，為了完成這些項(xiàng)目，在硬件方面，需要熟悉甚至是精通光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、單片機(jī)、電子電路等;在軟件方面，對于C語言等一些底層語言有很高的要求;此外，還需要根據(jù)競賽題目掌握一些特殊的光電材料，如太陽能電池等。完成歷年競賽項(xiàng)目本身就是對于課內(nèi)知識完整的應(yīng)用與考驗(yàn)，借此機(jī)會還能夠?qū)⑦@些知識融會貫通。

將學(xué)科競賽項(xiàng)目引入學(xué)科實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐課程中不僅在學(xué)生培養(yǎng)上具有獨(dú)特的優(yōu)勢，在課程建設(shè)層面也同樣具有價值。大部分高校的專業(yè)實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐課程內(nèi)容往往多年固定，這是因?yàn)橘徺I的儀器普遍價格高昂，所以考慮每年的損耗價格，長期使用不可避免，但是這又導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐課程脫節(jié)。如果將學(xué)科競賽項(xiàng)目引入學(xué)科實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐課程中，首先其不需要過于昂貴的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和器材，對于通用型設(shè)備，包括電腦、單片機(jī)等以及實(shí)驗(yàn)耗材，大部分高校都可以負(fù)擔(dān)，因此隨著光電競賽的舉辦，課程可以兩年一更新，甚至做到一年一更新，這樣與時俱進(jìn)的學(xué)科實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐課程有助于學(xué)生緊跟學(xué)科前沿和工業(yè)需求。因此，將學(xué)科競賽項(xiàng)目引入學(xué)科實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐課程中無論是對本科生培養(yǎng)還是對現(xiàn)有學(xué)科課程改革均具有積極作用。

（二）將學(xué)科競賽項(xiàng)目引入大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目中

本科生除了課內(nèi)學(xué)習(xí)，課外項(xiàng)目也是培養(yǎng)的重要一環(huán)。課程主要教授基礎(chǔ)知識，而課外項(xiàng)目能夠更多的培養(yǎng)本科生動手能力以及包括文獻(xiàn)搜索能力、交流合作能力等課程內(nèi)難以培養(yǎng)的各項(xiàng)能力[3]。近年來，隨著各個高校對于本科生培養(yǎng)的關(guān)注，開展了許多大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目。目前許多大創(chuàng)項(xiàng)目、SRT項(xiàng)目或是讓本科生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室跟隨研究生開展科學(xué)前沿工作，又或是解決工業(yè)需求和開展社會服務(wù)，甚至有一些高校將大創(chuàng)項(xiàng)目“全覆蓋”本科生。但是由于目前的大創(chuàng)項(xiàng)目多是為了解決導(dǎo)師的實(shí)際問題，第一責(zé)任人往往是導(dǎo)師或者是主導(dǎo)的研究生，本科生從事相關(guān)的大創(chuàng)項(xiàng)目也僅僅是“打下手”和“學(xué)本事”，本科生往往參與度和深入度較低，因此許多大創(chuàng)項(xiàng)目都流于形式。然而，將學(xué)科競賽項(xiàng)目引入大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目中，首先明顯提升了本科生的參與度和深入度。參與競賽組隊(duì)一般都是本科生主導(dǎo)，隊(duì)長往往是本科生，而且項(xiàng)目并非直接是導(dǎo)師的課題，而是本科生自己選擇參與的項(xiàng)目，因此有效提升了本科生的參與度。其次，將部分大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目面向這些競賽設(shè)置，而非僅僅將研究課題或是工業(yè)課題和社會服務(wù)交給本科生，會使得本科生從事的這些項(xiàng)目難度更加合理。這些競賽設(shè)計(jì)的題目往往是本科生跳一跳就能夠達(dá)到的，而非一些前沿或工業(yè)題目會讓還未有科研經(jīng)驗(yàn)的本科生手足無措，因此滿足了本科生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目的難度要求。最后，將學(xué)科競賽項(xiàng)目引入大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目中還能夠?qū)Π▽I(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)必修課、專業(yè)實(shí)驗(yàn)課和專業(yè)選修課甚至是專業(yè)前沿課等一系列專業(yè)課程產(chǎn)生促進(jìn)作用。如開展課程講授和實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠提高本科生基礎(chǔ)能力和動手實(shí)踐能力，但是課內(nèi)受限于時間和課程大綱，無法兼顧所有內(nèi)容。但是通過本科生開展的大創(chuàng)項(xiàng)目，本科生在解決實(shí)際問題中往往會產(chǎn)生許多疑問，帶著這些疑問，在專業(yè)課程學(xué)習(xí)中他們會更有目標(biāo)的參與學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)積極性和參與度都會更高。