深化学科竞赛对教学活动的促进作用

王潇潇+韩家新

（西安石油大学计算机学院，陕西 西安 710065）

摘要：当前高校认识到学科竞赛对激发学生学习动力、培养学生创新实践能力的作用，建立并完善了多层次的大学生学科竞赛体系和支持学科竞赛良好开展的长效机制。本文结合学足球机器人竞赛活动经验，探讨了如何延伸学科竞赛活动，使其浸入日常教学活动，起到以点带面，拓宽学科竞赛活动的影响和学生的受益面。

关键词：学科竞赛；实践能力；教学改革

中图分类号：U456.3 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）52-0127-02

2007年1月，教育部、财政部联合发布了《教育部财政部关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见》（教高[2007]1号），在质量工程建设内容之中明确提出：继续开展大学生竞赛活动，重点资助在全国具有较大影响和广泛参与面的大学生竞赛活动，激发大学生的兴趣和潜能，培养大学生的团队协作意识和创新精神。目前，基本形成了多层次、多角度的大学生学科竞赛体系[1][2]。从能力考查的角度看，有基础类竞赛项目、专业类竞赛项目和创新类比赛项目。如：大学生程序设计大赛、电子设计大赛、数学建模、机械设计和结构设计四大学科性竞赛，及大学生信息对抗赛、RoboCup足球机器人大赛等。从竞赛的等级看，有校级、省级、国家级、国际级竞赛。竞赛活动基本涵盖了大学一年级到四年级各个专业的学生。大部分高校也制定了保障学科竞赛有效开展的管理机制和长效机制。学科竞赛对创新实践能力的培养和提升作用日见成效，本文以RoboCup足球机器人竞赛项目为例，浅析了指导教师如何规划和延伸学科竞赛活动，追求提高竞赛成绩的同时、拓宽学科竞赛活动学生的受益面，将教学改革和学风建设的提高落到实处。

一、学科竞赛活动存在的问题

近年来，在学科竞赛激励政策的作用下，组织竞赛活动的教师数量和参加竞赛活动的学生人数呈上升趋势，但目前仍存在一些问题：首先，竞赛长效机制中对教师和学生的激励主要是以取得优秀竞赛成绩为导向，这在很大程度上激发了教师和学生参与竞赛活动的积极性，但同时也使得参加竞赛活动的学生选拔倾向于少数优秀学生，从而忽视了学科竞赛对大部分学生学习兴趣培养和学习积极性的调动作用，及对教学改革和学风建设的促进作用；其次，学科竞赛取得成效的评价指标比较单一，其对教学改革的推进作用很难通过量化指标进行评价；最后，参加竞赛活动的学校本身就存在师资、学生水平、及竞赛开展历史的差别，对于付出很大努力，却很难得取得优秀成绩的竞赛项目，指导老师在本身教学、科研任务很繁重的情况下，很难持久性的坚持和付出。

指导教师作为竞赛活动的队伍组织者、项目培训和活动的引导实施者，对教学质量的提高和教学改革推进起着的推动作用，因此，第一个问题的解决很大程度上取决于指导教师。后两个问题的解决有赖于长效政策的完善。

二、学科竞赛促进教学工作的举措

1.定期校内模拟竞赛。足球机器人小型组竞赛分实物组和模拟组两个大项，由于实物组设备有限、且比赛的对抗性会对设备造成耗损，因此只有校队成员能够进行实物的操作。为了扩大比赛的影响力和认知度，提升学生学习兴趣，同时为校队成员的选拔做准备，每年针对大学二年级以上各学科专业具有C语言和数据结构基本知识和编程能力的学生，以自愿报名的方式，参加仿真组的校内培训和竞赛。宣讲活动着重对足球机器人竞赛的背景、竞赛所需基础知识、校内竞赛的组织形式、培训过程、及学生参加学科竞赛的学分和相关激励政策进行介绍。由项目负责老师根据人数安排足球机器人模拟竞赛的培训和答疑。培训以系列讲座形式介绍模拟竞赛平台、竞赛规则、开发要求、程序架构，并通过代码实例对比赛策略进行讲解；学生自由组成2—3人开发小组，进行策略开发；指导教师及校队队员负责周期性的答疑，并在指定竞赛时间内举行仿真竞赛。该仿真竞赛活动每年定期举行，成为规范的校級竞赛项目。

该项目每年报名参加培训的学生人数在200人左右，分别来自计算机学院、电子工程学院、理学院、机械工程学院；最终能独立开发策略代码并参加比赛的人数在50人左右。通过该活动的组织，不仅激发了学生的学习兴趣，拓宽了知识面，培养了学生的创新和实践能力。

2.竞赛活动的教学延伸。①实验项目转化。一个完整的机器人足球比赛实物系统分为视觉子系统、通讯子系统、控制子系统和决策子系统。涉及到机电控制、数字图像处理、通信和人工智能等方向的知识。基于这个综合系统，可以分解、提取或延伸出众多基础实验项目、综合设计实验项目、创新实验项目和应用实验项目。这些项目大部分可以脱离实物环境，在标准模拟平台上进行测试，为各个学科的实践教学提供了实例和题目。与机器人小车硬件相关的设计项目有：符合尺寸标准、具有灵活性、易维护小车车体机械结构设计，包括材料选择、外观设计等；机器人小车走行机构设计；小车控制系统硬件设计，包括整体CPU选择、电机驱动单元的设计、速度检测单元设计等；小车其他相关装置和设备的开发，车载电源充电器的设计，小车发射器和接收单元模块的设计；小车子系统的软件设计项目：PID算法的实现；小车走行控制算法。视频子系统的设计实验项目有：小车色标板设计；场地标定和几何校正算法设计；用于定位小车在场地上位姿的特征提取、图像分割与识别算法设计；策略子系统的设计实验项目：协调层，进行队形的设计；运动规划层，射门、守门、边线推球等动作规划；小车动作控制算法。另外，基于模拟平台可以进行机器人避障算法、进化路径规划、比赛策略博弈以及机器人协同完成任务的研究。②开放实验网络平台。由于指导教师所承担讲授的课程有限，上述的实验项目通过以下方式转化为教学内容：建设创新实验网络平台，将相关教学实例，实验题目、要求、目的分类发布在网站上，相关课程教师进行自主选择和定制。③开设学科竞赛相关公选课。学校开设了与学科竞赛相关的公选课，其中包括机器人公选课，大学生程序设计大赛公选课等。该类公选课通常起到普及竞赛基础知识，优化学生知识结构的作用。课程通过问题探究式、讨论式、案例分析式教学方法，增强互动，充分调动学生兴趣，通过考核并记录学生创新实践学分，积极鼓励学生选修公选课，引导其主动参与各种竞赛活动。

3.开放训练日。由于实物系统数量有限，参与开放实验项目和公选课的学生很难对实物系统有直观上的认识。因此，校队指导教师和队员每月设定固定日期作为开放训练日。开放训练日的实验项目提前发布在网络平台上，每次限定一定数量的、提前进行网上预约的学生参加。

开放训练日的实验项目不是固定不变的，可以是正常的比赛训练、某一主体的程序讲解、反馈开放实验的实物系统移植和实验结果比较等。

在校队队员的带领下，学生对实物系统有了更深的了解，对比赛有了间接的参与。通过开放实验日活动，极大提高了学生竞赛活动的参与积极性。

目前的竞赛指导教师激励机制以竞赛成绩为导向，导致了大学生学科竞赛参赛学生相对集中、活动开展难以持久的问题。针对参赛学生相对集中的问题，论述了学科竞赛丰富教学内容，激发学生学习兴趣、培养实践创新能力的作用和重要性，结合足球机器人竞赛项目具体给出了将学科竞赛内容与教学内容相结合及向教学转化的途径和方法。

大学生竞赛活动的初衷是激发兴趣和潜能，培养大学生的团队协作意识和创新精神，问题的根本解决还需要以此为出发点，建立完善的学科竞赛活动评价体系。

参考文献：

[1]白永国.“三层次、三方位”大学生学科竞赛体系的研究与实践[J].吉林化工学院学报，2012，29（10）：97-99.

[2]夏玲娜.地方高校开展学科竞赛存在的问题分析及对策[J].浙江海洋学院学报，2014，32（2）：81-84.