结合学科竞赛的本科生专业教学拓展研究

刘婷

摘要：在国家开展双一流建设的大背景下，加强本科生教育是大势所趋。但是目前高校专业在课程大纲设计中往往滞后于学科前沿进展和工业界发展，而且课程设计多以讲授型课程为主，导致本科生缺乏实际解决问题的能力。基于目前大量学科竞赛，鼓励本科生参与其中，这样不仅可以结合讲授课程让本科生在学科竞赛中夯实学科基础，而且可以了解学科前沿或是深入工业需求，其效果远远超过按照教学大纲开展课程教学。因此结合学科竞赛拓展本科生专业教学是加强本科生教育的理想方案。

关键词：学科竞赛;教学;学科前沿;工业需求;学科课程

一、背景

在国家开展双一流建设的大背景下，加强本科生教育是大势所趋。无论是双一流高校还是双一流学科，对于本科生培养质量的提升，专业课程（包括专业基础课、专业必修课、专业实验课和专业选修课甚至是专业前沿课）是重中之重。但是目前本科生专业课程教学依旧存在许多问题。其中一项问题便是受限于教学条件和教学设计，大部分专业学科课程主要是通过讲授教学。虽然随着公开课的发展，已经上线了大量的精品课程，能够有效弥补各个高校课程教学的参差不齐。但是精品线上课程仍旧是以讲授型为主，导致本科生学习主要是被动学习而非主动学习。各高校在专业课程讲授的基础上都配有专业实验课，但是这些专业实验课大多都按照实验教程，自由度低，同时也与学科前沿和工业进展明显脱节[1]。目前只有少量高校开设了专业实训课程，虽然这些课程较之专业实验课程更加接近学科前沿和工业进展，但是大多仍旧是“照本宣科”。因此，亟须改变现有本科生专业课程教学现状，以夯实本科生基础，提升本科生能力。

加强前沿进展教学、开设相关实验课程虽然能够拉近本科生与学科前沿和工业进展之间的距离。但是前者仍旧以简单课程讲授为主，效果一般;而后者仍旧主要是“照本宣科”，此外，还不可避免需要昂贵的仪器和设备。因此这两者并不是最为理想的手段和方法。除了课内授课，现在高校普遍开设的“加强培养学生创新意识”（简称SRT）项目或者是“大学生创新创业训练”（简称大创）项目可以有效拉近本科生与学科前沿和工业进展之间的距离，但是目前这些项目大多流于形式，且实际完成率很低，其主要原因是这些项目一般没有一个明确的目的，导致这些项目往往耗时很长，但是效果不好。因此仍旧需要探索新的本科生专业教学拓展模式和方法。

近些年，学科竞赛发展如火如荼，以光学学科为例，除了综合型的挑战杯和“互联网+”等国家级大型综合性比赛外，每年组织的光电竞赛也是一项重要赛事。除此之外，每个省也布局有各类型赛事。鼓励安排本科生深度参与学科竞赛，不仅能够在课堂之外扩展本科生的知识面，而且参与学科竞赛能够锻炼学生动手解决实际问题的能力，还能够跟踪甚至是扩展学科前沿。因此，相比于加强前沿进展教学、开设相关实验课，又或是大力拓展“大创”项目，鼓励本科生参与学科竞赛是一种拓展本科生专业教学的新思路和新方法。本文将具体阐述如何将学科竞赛纳入本科专业课程教学和培养中，从而提升本科生能力。

二、结合学科竞赛的本科生专业教学拓展思路探索

（一）将学科竞赛项目引入学科实验和实践课程中

目前大部分学科实验课程和实践课程虽然能够培养本科生的动手能力，但是课程的内容很多脱离学科前沿和工业实际，导致对于学生的培养作用有限。为了提升实验和实践课程的培养作用，可以将学科竞赛项目引入学科实验和实践课程中[2]。以光学工程专业中的全国大学生光电设计竞赛为例，每一年的题目都非常贴近学科前沿和工业实际：如第一届题目“太阳能动力赛车”和“太阳能驱动的电光源”，紧密围绕当时（2008年）热门的太阳能技术;第二届题目“基于太阳能的光电导航搬运车”和“光电智能导盲器”紧密围绕光与生活的主题;而第三届题目“基于光电导航的无人驾驶智能车”和“激光反射法音频声源定位与语音内容解析”则是关注光与信息。如果让未参加过竞赛的本科二三年级的学生直接参加竞赛未免因准备不足而显得仓促，而若将之前的比赛项目作为实践课程题目，一方面许多教师已经具备了带队经验，同时也参与了项目的指导;另外，全国大学生光电设计竞赛委员会秘书处还编纂了《全国大学生光电设计竞赛赛题及作品解析》一书，介绍了往年竞赛题目的设计思路，并且列举了许多往年的优秀作品。在有参考的情况下，有一定学科基础的二三年级的本科生在实验实践课程教师的指导下能够完成这些项目。虽然在完成这些项目的过程中，已然有参考资料，甚至说本科生在完成这些项目的过程就是“开卷考试”，但是完成这些项目的本身就提高了学生的各项能力。同样以全国大学生光电设计竞赛为例，为了完成这些项目，在硬件方面，需要熟悉甚至是精通光学系统设计、单片机、电子电路等;在软件方面，对于C语言等一些底层语言有很高的要求;此外，还需要根据竞赛题目掌握一些特殊的光电材料，如太阳能电池等。完成历年竞赛项目本身就是对于课内知识完整的应用与考验，借此机会还能够将这些知识融会贯通。

将学科竞赛项目引入学科实验和实践课程中不仅在学生培养上具有独特的优势，在课程建设层面也同样具有价值。大部分高校的专业实验和实践课程内容往往多年固定，这是因为购买的仪器普遍价格高昂，所以考虑每年的损耗价格，长期使用不可避免，但是这又导致实验和实践课程脱节。如果将学科竞赛项目引入学科实验和实践课程中，首先其不需要过于昂贵的实验设备和器材，对于通用型设备，包括电脑、单片机等以及实验耗材，大部分高校都可以负担，因此随着光电竞赛的举办，课程可以两年一更新，甚至做到一年一更新，这样与时俱进的学科实验和实践课程有助于学生紧跟学科前沿和工业需求。因此，将学科竞赛项目引入学科实验和实践课程中无论是对本科生培养还是对现有学科课程改革均具有积极作用。

（二）将学科竞赛项目引入大学生创新创业项目中

本科生除了课内学习，课外项目也是培养的重要一环。课程主要教授基础知识，而课外项目能够更多的培养本科生动手能力以及包括文献搜索能力、交流合作能力等课程内难以培养的各项能力[3]。近年来，随着各个高校对于本科生培养的关注，开展了许多大学生创新创業项目。目前许多大创项目、SRT项目或是让本科生进入实验室跟随研究生开展科学前沿工作，又或是解决工业需求和开展社会服务，甚至有一些高校将大创项目“全覆盖”本科生。但是由于目前的大创项目多是为了解决导师的实际问题，第一责任人往往是导师或者是主导的研究生，本科生从事相关的大创项目也仅仅是“打下手”和“学本事”，本科生往往参与度和深入度较低，因此许多大创项目都流于形式。然而，将学科竞赛项目引入大学生创新创业项目中，首先明显提升了本科生的参与度和深入度。参与竞赛组队一般都是本科生主导，队长往往是本科生，而且项目并非直接是导师的课题，而是本科生自己选择参与的项目，因此有效提升了本科生的参与度。其次，将部分大学生创新创业项目面向这些竞赛设置，而非仅仅将研究课题或是工业课题和社会服务交给本科生，会使得本科生从事的这些项目难度更加合理。这些竞赛设计的题目往往是本科生跳一跳就能够达到的，而非一些前沿或工业题目会让还未有科研经验的本科生手足无措，因此满足了本科生创新创业项目的难度要求。最后，将学科竞赛项目引入大学生创新创业项目中还能够对包括专业基础课、专业必修课、专业实验课和专业选修课甚至是专业前沿课等一系列专业课程产生促进作用。如开展课程讲授和实验教学能够提高本科生基础能力和动手实践能力，但是课内受限于时间和课程大纲，无法兼顾所有内容。但是通过本科生开展的大创项目，本科生在解决实际问题中往往会产生许多疑问，带着这些疑问，在专业课程学习中他们会更有目标的参与学习，学习积极性和参与度都会更高。