計算機專業課賽一體化教學模式建設與實踐

【摘" " 要】隨著計算機技術的不斷發展，培養高質量的計算機專業人才成為高等教育的重要任務之一。文章對基于大學生程序設計競賽系列賽事的課賽一體化教學模式進行了深入研究，在梳理現有教學模式存在的問題和挑戰的基礎上，結合學科特點和學生需求，提出了一個中心、兩個方向、三年聯動、全面參與的課賽一體化創新教學模式，并通過實踐驗證其有效性，旨在為計算機專業教學改革提供有益的借鑒和參考。

【關鍵詞】計算機專業;大學生程序設計競賽;課賽一體化;教學模式

【引用格式】徐輝.計算機專業課賽一體化教學模式建設與實踐[J].黑龍江教育（理論與實踐），2025，79（1）：71-73.

【中圖分類號】G642.0" " " " " " " "【文獻標識碼】A" " " " " " " "【文章編號】1002-4107（2025）01-0071-03

一、引言

計算機專業教學模式的改革一直是教學研究的熱點問題之一。隨著近年來人工智能技術的廣泛應用，社會對計算機專業人才的需求隨之增加，傳統的計算機專業教育教學已無法滿足當前社會對學生綜合能力的實際要求。因此，文章基于大學生程序設計競賽系列賽事，建立了一個中心、兩個方向、三年聯動、全面參與的課賽一體化教學模式，旨在培養具備創新思維和實踐能力的計算機專業人才。

大學生程序設計競賽系列賽事旨在提高學生的編程和算法能力，因此，競賽所涉及的題目往往具有一定的難度和挑戰性。學生在參賽過程中不僅可以鍛煉編程技能，進行理論學習，還可以在實際項目中應用所學知識。競賽本身就具有競爭性，能夠激發學生的學習熱情和動力，培養學生的競爭意識和團隊合作能力。因而，以大學生程序設計競賽為主題的課賽一體化教學模式具有針對性強、實踐性強、競爭性強的特點，能夠促進教學改革，激發學生學習興趣，提高學生實戰能力，培養學生團隊合作精神和創新意識，提高學生就業競爭力，具有重要的教育意義和實際價值。

國內外一些先進的教育機構和高校已經積極推動課賽一體化教學模式的實踐，實現了理論與實踐的有機結合[1]。課賽一體化教學模式雖然對提高學生的實踐、創新和團隊合作等能力具有積極作用，但其目前仍存在一些挑戰，如競賽與教學融入不夠深入、參與競賽的學生數量不足等。因此，進一步的研究和改進仍需要持續進行，以提高課賽一體化教學模式的應用效果和教育教學質量。

二、當前教學模式存在的問題和挑戰

現代計算機領域的技術更新迅速，傳統計算機專業教學模式往往滯后于技術的快速發展，因此，當前的教學模式存在以下幾方面問題和挑戰。一是傳統程序設計實驗課程的考核方式以教師檢查為主，而隨著學生學習的深入，程序越來越復雜，教師很難在短時間內檢驗學生程序的正確性和學習的程度，并給予學生及時的學習評價反饋[2]。二是對于一些理論課程，如“高等數學”“離散數學”“線性代數”等計算機類專業課程，學生缺乏將學習到的數學知識應用到實踐中的能力[3]。三是學生之間的競爭氛圍薄弱，缺乏合作和切磋的機會，而團隊合作意識卻是社會和行業對學生能力的基本要求[4]。四是傳統教學模式通常采用集體授課和一體化教學的方法，很難滿足學生個性化的學習需求，且學生的知識背景、興趣和學習能力有所不同，對教學模式、課程節奏和教學方式也會有不同的要求，而引入個性化教學方法可以更好地滿足學生的個體學習需求。如何進行個性化培養對高校和教師提出了挑戰。

針對這些問題和挑戰，文章研究如何將課程教學與專業競賽相結合，設計相應的教學模式、教學計劃和教學實踐。本著以學生為中心的原則，把競賽帶入課堂，再根據不同學生的學習進度設計適合的競賽類型和級別，提升學生的學習效果。利用競賽激發學生的學習興趣，激發學生對編程和算法的熱情，進而提高學習積極性;通過競賽，學生能夠接觸到真實的編程問題，提高實戰能力和解決問題的能力。競賽往往需要團隊合作，因此其也培養了學生的團隊合作精神和溝通能力。

三、基于大學生程序設計競賽系列賽事的課賽一體化教學模式設計

通過對現有教學模式存在的問題和挑戰進行分析，文章提出了基于大學生程序設計競賽系列賽事的課賽一體化教學模式。該教學模式采用一個中心、兩個方向、三年聯動、全面參與的創新形式。以學生為中心作為基本原則，根據每名學生的特點和學習興趣，將競賽和課程內容相結合，通過競賽項目的設定和課程內容的調整，促使學生在學習中競賽、在競賽中學習。這一教學模式還結合計算機專業的學習進度，在大學主要學習的三年中設計各類競賽，為學生提供一個實踐平臺，讓所有學生通過參與不同級別、類型的競賽，提高解決問題能力、技術實踐能力和創新能力。基于大學生程序設計競賽系列賽事的課賽一體化教學模式開展了以必修課程為基礎、以選修課程為途徑、以競賽為手段的橫向教學設計;同時，采用從大一入學開始到大三持續跟蹤的縱向教學和競賽融入方式，進行整體的教學模式設計，從而激發學生學習計算機領域專業知識與技能的興趣，使學生在各類比賽和日常學習中主動、靈活地運用計算機知識解決實際問題;在不斷的訓練中提升學生算法設計、數學建模、邏輯推理等能力，培養團隊合作意識、挑戰精神和創新能力，全方位提升學生的程序設計能力，為學生考研、就業打下堅實的基礎。下面具體介紹基于大學生程序設計競賽系列賽事的課賽一體化教學模式。

首先，在必修課程環節融入競賽機制。本次教學改革以“程序設計基礎”課程為改革重點。為了更好地實踐課賽一體化教學模式，進一步提升學生的程序設計能力，與任課教師進行了詳細的討論和論證，在原有教學內容的基礎上，每次課程融入一定量的基礎競賽題目，鍛煉學生的知識應用能力。在“程序設計基礎”實驗課程中增加了3次上機考核，占學生課程總成績的30%。每次上機考核按照大學生程序設計競賽系列賽事的模式組織考核，基于在實驗室搭建的OJ（Online Judge，在線評判系統）平臺進行考核[5]。每次考核都由任課教師根據學生的學習進度設計考核題目，如學生學習完循環結構則本次考核重點考查學生循環結構的應用。OJ平臺能夠及時對每名學生提交的代碼進行響應，因此，學生可根據OJ平臺的響應修改代碼再次提交。為了提升學生代碼的準確率，每次錯誤的提交會有20分鐘的罰時，OJ平臺會實時顯示所有學生的答題狀態[6]。OJ平臺會根據正確完成題目的數量進行排序，完成相同題目的學生會以完成題目的時間進行排序，所謂的完成題目時間就是從本次考核開始的時間到本題提交正確的時間再減去罰時，每次考核時間為2個小時。這種方式既實時考查了學生各個階段的學習情況，又可以激發學生的競爭意識，在解題的速度上你追我趕。在學生解題的同時，教師不僅能看到學生解題的排行榜，還可以看到學生提交的代碼，將學生常見的錯誤代碼進行整理和歸類，從而在教學過程中進行重點講解，指導學生解決難題、優化算法和提高程序效率。

其次，為了進一步提升學生的程序設計能力，增加了面向大學生程序設計競賽系列賽事的選修課程。根據程序設計競賽常見的考點，選擇了一部分競賽基礎知識對學生進行授課，旨在增加學生專業知識的深度，提高學生的編碼能力，培養學生競賽方面的解題能力，同時還能促使學生運用所學專業知識解決實際問題。因而，在學生學習“高等數學”“線性代數”等數學課程的基礎上，第三學期增設“計算機數學應用”選修課程，使學生能夠將所學的數學理論知識應用于程序設計;在學生學習“數據結構與算法”課程的基礎上，第四學期增設“高級數據結構應用”選修課程，使學生在掌握基礎數據結構的基礎上拓展思維，進行高級數據結構的學習，增加知識的深度;為了適應當前人工智能算法的廣泛應用，第五學期增設“圖算法應用”選修課程。選修課程充分培養了學生的程序設計能力。通過這些課程的學習，學生達到參加各個級別大學生程序設計競賽系列賽事的水平。

最后，縱貫大學生活的程序設計競賽。由于大一學生對OJ平臺不熟悉，因而在第一學期舉辦“新生娛樂賽”，通過競賽的形式，幫助學生解決OJ平臺的使用問題，使學生感受程序設計競賽的魅力，提升學生學習的興趣。在第一學期期末舉辦“新生程序設計競賽”，對本學期所學知識進行查缺補漏，進一步鞏固學生學習成果和提升學生編碼能力。在學生經過一個學期的學習及假期的吸收和內化后，第二學期組織“C語言程序設計競賽”，筑牢學生程序設計基礎，提升學生算法的基本運用能力。第三學期在學生學習了數據結構與算法后，組織“數據結構大賽”，加深學生對數據結構的理解和提升學生將所學數據結構和算法應用于實踐的能力。在大三階段組織“黑龍江大學程序設計競賽”，作為對過去3年學習的總結，并為參加“黑龍江省大學生程序設計競賽”遴選參賽隊員，以提升學校的參賽成績。在校賽的基礎上，成績優秀的學生可以參加“黑龍江省大學生程序設計競賽”“東北地區大學生程序設計競賽”“藍橋杯全國軟件和信息技術專業人才大賽”“CCPC中國大學生程序設計競賽”“ICPC國際大學生程序設計競賽”等省級、國家級的大學生程序設計競賽系列賽事，讓學生在國內計算機專業的舞臺上和各高校學子同臺競技，體會自己和其他高校學生的差距。通過參與不同級別的競賽，學生能夠進一步了解和掌握自己所學專業的前沿技術和趨勢，培養解決實際問題的能力，這也將有助于其更好地規劃和選擇自己的專業發展方向。

大學生程序設計競賽系列賽事通常采用3人組隊的方式進行比賽，因而，在教學過程中也需要培養學生團隊合作解決問題的能力[7]。為此，在課賽一體化教學模式設計的各類競賽中，低年級的比賽采用單人模式，高年級的比賽采用團隊合作模式，既培養學生獨立思考的能力，又提升學生團隊合作解決問題的能力。教師通過學生在競賽中的實踐經驗和團隊合作表現，進而有針對性地對學生創新能力、問題解決能力和團隊協作精神進行全面深入的培養。

四、基于大學生程序設計競賽系列賽事的課賽一體化教學模式實踐與效果評價

黑龍江大學計算機專業進行了基于大學生程序設計競賽系列賽事的課賽一體化教學模式的實踐，并收集了學生反饋意見和競賽成績數據進行評價。推行課賽一體化教學模式得到了學校和任課教師的支持，相關的課程設計、學分認定和教學評估機制等都促進了課賽一體化教學模式的推廣和實施。在改革模式下，計算機科學技術學院必修課程“程序設計基礎”“JAVA程序設計”“數據結構與算法”的成績有了顯著提高，學生的動手能力得到了充分鍛煉。除了課程成績的提升外，本校學生在各級程序設計競賽中也取得了良好的成績。表1是近3年黑龍江大學學生參與“ICPC國際大學生程序設計競賽亞洲區域賽”“CCPC中國大學生程序設計競賽”等國家級競賽、“黑龍江省大學生程序設計競賽”“東北地區大學生程序設計競賽”等省級競賽，以及“黑龍江大學C語言程序設計大賽”“黑龍江大學數學建模競賽”“黑龍江大學ACM新生程序設計大賽”“黑龍江大學數據結構程序設計大賽”“黑龍江大學程序設計競賽”等校級競賽的獲獎人次。目前，計算機科學技術學院已經在“程序設計基礎”“JAVA程序設計”“數據結構與算法”等課程中完成了競賽的融入，實現了課賽一體化教學模式對全院所有學生的覆蓋，做到每名學生都可以根據自己的興趣選擇參加不同的競賽，提升了學生的程序設計能力，提高了學生的學習效果和綜合素質。

" 黑龍江大學計算機專業在課賽一體化教學模式的實踐過程中，對各課程學生成績、學生反饋意見和競賽成績數據進行了評價。結果顯示，該教學模式能夠有效提高學生的實踐能力和解決問題的能力，增強了學生的學習動力和競爭意識。通過實施課賽一體化教學模式，學生的實踐能力和團隊合作能力得到了有效提升;通過競賽的實踐鍛煉，學生能夠更好地運用所學知識解決實際問題，并培養了創新精神。課賽一體化教學模式將課程內容與競賽相結合，使學生能夠將所學理論知識應用于實際競賽項目中，增強了知識的實用性和可操作性。通過課賽一體化教學模式改革，教師更了解學生，積極鼓勵學生參與學術研究和實踐創新;學生在競賽過程中發現問題、提出解決方案，并在比賽中進行驗證，這對于培養學生的研究思維和創新能力具有重要意義。

五、結束語

文章通過對基于大學生程序設計競賽系列賽事的課賽一體化教學模式的設計和實踐，證明了該教學模式在提高學生實踐能力和創新能力方面具有有效性。課賽一體化教學模式的主要創新點包括教學與競賽的結合，將各類競賽貫穿學生的大學生涯，注重學生素質、團隊合作、自主學習、實踐能力和創新能力的培養等方面。以競賽為主題的課賽一體化教學模式，注重學生的實際能力培養，符合現代教育的發展趨勢，有利于推動教學改革。競賽能夠培養學生的創新意識和解決問題的能力，有利于學生將所學知識應用到實際項目中。參與競賽的學生可以在簡歷中突出自己的競賽經歷，以此提高就業競爭力，獲得更多就業機會。課賽一體化教學模式在計算機專業的教育教學中具有較好的應用前景，未來可以進一步優化和完善這一教學模式，以適應不斷變化的計算機專業領域的需求，培養更多優秀的計算機專業人才。同時，該教學模式不僅適用于計算機專業，也可以在其他各學科中推廣應用，并需要不斷進行改革和創新，以培養更多優秀的人才，為社會的發展做出貢獻。

【參" "考" "文" "獻】

[1]" 韓麗霞，畢方明，張艷群.基于ACM- ICPC的計算機高質量人才的培養與實踐[J].黑龍江教育（理論與實踐），2021，75（12）：3.

[2]" 常莉俊.自由選擇：以學生為中心的一流大學課程建設[J].黑龍江高教研究，2019（9）：149.

[3]" 劉曉璐.基于ACM-ICPC模式的算法分析與實踐課程的建設與實踐[J].中國教育信息化，2015（10）：66.

[4]" 侯向輝，徐衛，李琰琰.以ACM/ICPC競賽促進計算機專業實踐教學研究[J].計算機時代，2018（7）：95.

[5]" 李環.基于ACM競賽的程序設計類課程教學改革研究[J].計算機教育，2016（3）：117.

[6]" 王淼，董星星.基于ACM-ICPC競賽模式的算法設計與分析教學改革實踐[J].電子元器件與信息技術，2022，6（9）：223.

[7]" 張仕，吳聞，嚴宣輝.以ACM-ICPC為核心的學生培養體系實踐[J].計算機教育，2018（1）：115.

編輯∕王力

【收稿日期】2023-12-18" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " 【修回日期】2024-04-02

【作者簡介】徐輝，男，講師，研究方向為物聯網工程技術。

【基金項目】黑龍江省高等教育教學改革一般項目“計算機專業‘課賽一體化’教學模式研究與實踐”（SJGY20210707）;黑龍江大學頂石課程建設項目“物聯網工程設計與實踐”