培养创新实践能力的学科竞赛教学模式探索

李忠玉， 孙 睿，2，3， 郭阳勇

（1.成都师范学院计算机科学学院，室内空间布局优化与安全保障四川省高校重点实验室，成都611130；2.中国科学院成都计算机应用研究所，成都610041；3.四川大学社会发展与社会风险控制研究中心，成都610064）

0 引 言

创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力。人才是创新的根基，是创新的核心要素，创新人才的培养离不开教育，“大众创业，万众创新”是党中央、国务院在我国经济发展进入新常态下提出的［1］。2015年5月，国务院发布《关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》明确了创新创业教育的改革指导思想、基本原则和总体目标，提出了9项改革任务、30条具体措施［2］。对我国新时代大学生的实践创新能力的培养划定了明确的方向，培养需要进行多元化、多层次，着力培养学生的创新意识、实践能力、团队精神。学科竞赛是面向高校学生，带有明显的专业性质的以探究知识为主的实践活动，是培养应用型、创新型复合人才的重要途径之一［3-5］。学科竞赛是将课程理论知识与工程实际应用结合的有效活动，是锻炼学生创新能力和综合实践能力的有效途径之一，是各层次高校培养各类创新型人才的重要补充，不同类型的学科竞赛活动辅助并支撑了各类学科专业人才的培养［6-8］；随着学科竞赛认可度日益提高，各级各类学科竞赛活动日益丰富。以我校计算机科学学院人才培养目标为载体，以锻造学生的创新实践能力为目标，构建符合计算机科学学院自身的学科竞赛培训体系，实践表明，该体系符合计算机科学学院学生实践能力的培养目标，切实提高了学生的创新能力和实践水平。

1 高校大学生学科竞赛

高校学科竞赛一直作为高校实践教学体系的重要组成部分，是培养学生创新能力和团队协作能力的重要途径，且一直作为教育主管部门评估学校人才培养质量的重要指标［9］。在教育部及各级教育主管部门的大力支持下，各大高校对学科竞赛活动日益重视。

1.1 学科竞赛概况

1989年，由共青团中央、中国科协、教育部、全国学联组织的挑战杯中国大学生课外学术科技作品竞赛，拉开了高校学科竞赛的序幕，此时学科竞赛进入缓慢发展时期［10-11］；在接下来的10多年的时间，慢慢出现了34项全国性的学科竞赛，在2007年教育部、财政部联合发文决定实施“质量工程”，同年印发《关于进一步深化本科教学改革，全面提高教学质量的若干意见》，学科竞赛的规模进入增长的快车道期［12］。学科竞赛通常分为行业协会和教育部、教育厅等政府部门主办或协办。根据《全国普通高校大学生竞赛白皮书（2014—2018）》［13］对全国具有较大影响力的学科竞赛数据进行梳理，剖析了各大赛事的主办单位见图1。

图1 学科竞赛举办单位分布图

从图1可见，目前学科竞赛的举办单位主体是各级教指委，教育部主要是主办全国性的重大赛事，例如中国互联网+全国大学生创新创业大赛、挑战杯中国大学生课外学术科技作品竞赛等。

2020年2月22日，中国高等教育学会高校竞赛评估与管理体系研究专家工作组发布了2015～2019年全国普通高校学科竞赛排行结果，共有1 172所本科院校进入2015～2019年全国普通高校学科竞赛排行榜（本科），1 039所高职院校进入2015～2019年普通高校学科竞赛排行榜（高职）［14］，2015～2019全国普通高校排行榜内竞赛项目名单共44项有重大影响力的赛事［14］。

1.2 大学生学科竞赛类型

通常情况全国大学生学科竞赛分为5大类［13-14］，如表1所示。

表1 大学生学科竞赛类型

1.3 学科竞赛评估结果分析

中国高等教育学会高校竞赛评估与管理体系研究专家工作组［14］发布2015～2019年全国普通高校学科竞赛排行结果数据分别从学校分布、区域分布、省份分布等几个方面对2015～2019普通高校的学科竞赛成果进行了展示，根据排行结果数据从学校类型、地域占比、高校类型3个方面分析了前300强榜单，如图2所示。

图2 2015～2019普通高校学科竞赛300强分布情况

从图2可以看出竞赛排行榜中理工类的高校占据了绝大多数，医药类的高校较少，这与学科竞赛本身的属性有很大的关系，因为在不同学科人才培养体系中，专业占比40%［15］是理工科，因此理工类的竞赛活动占绝大多数，以2012～2019年为例，理工科类型的学科竞赛活动占比达60.87%［15］；开展学科竞赛获得的成绩分布东部地区高校占据了绝对优势，东北地区高校相对趋于弱势，该结果也从一定方面显示了高校开展竞赛活动与经济社会之间的联系是正相关；41所一流大学高校全部进入了学科竞赛排行榜的前300强，68所一流学科建设高校也进入了排行榜的前300强，剩下才是普通高校，其中前10强全是双一流高校，该数据彰显了以学科竞赛为抓手的人才培养模式［16］在双一流建设中成绩显著，人才培养学科建设需要将知识与工程实践相结合。

2 我校计算机学科竞赛现状

我校自2012年转制成为普通本科院校以来，在2019年顺利通过了教育部的本科合格评估；计算机科学学院从2012年开始招收计算机科学与技术本科专业新生，经过多年的沉淀，顺利通过计算机科学与技术专业的学士学位评估；截止2020年计算机科学学院共有3个本科专业，共计本科生1 300多人。

2.1 参加学科竞赛赛项

学院学生参加的部分学科竞赛赛项如表2所示。

表2 部分计算机科学学院参加学科竞赛赛项

从学生参赛级别可见，我院的学生目前参加的学科竞赛多数止步于省级，对于A类和B类赛事仅有大学生软件和信息技术专业人才大赛和大学生数字艺术作品大赛能够冲出省级竞赛到达国家级层面；这从侧面展示了目前我院学生竞赛水平还有相当大的提升空间。

2.2 学科竞赛获奖汇总

近几年随着校院两级对学科竞赛的日益重视，计算机科学学院学生参加学科竞赛的种类和数量也逐渐增加，图3展示了2016～2019年计算机科学学院参加学科竞赛的获奖情况。

图3 计算机科学学院学科竞赛获奖情况

从图3可见，从2017年开始，计算机科学学院的学科竞赛获奖情况呈现逐年递增的趋势，但是在国家级奖项层面依然还有非常长的路要走。对于国家层面的学科竞赛奖项的情况如图4所示，可见学院在A类赛事中目前还没有突破，但是在B类赛事中斩获呈现逐年增长的趋势。

图4 学科竞赛国家级获奖情况

2.3 存在的问题

纵观计算机科学学院2016～2018年参加的学科竞赛的获奖情况可见，B类以上的赛事的获奖寥寥无几，统计学生参加学科竞赛的人次发现，2018年之前参赛人数为整个计算机科学学院学生人数的1/10；学生的参赛项目集中于传统的赛项，很少开发新的赛项，且在高级别赛事上鲜有突破。计算机科学学院在学科竞赛方面存在的问题可归为如下几个方面。

（1）竞赛宣传不到位，学生参与度不够。大学生学科竞赛是学生作为主要参与者进行的比赛活动，但是在我院目前存在很多大二甚至大三的同学根本不知道自己可以参加哪些竞赛，甚至有同学不知道学科竞赛是什么。这就直接导致了一部分优秀的同学失去进入到项目团队的机会，同时各种类型的竞赛活动名目繁多，参差不齐，很多竞赛活动也与学生的职业发展不符合，也在一定程度上遏制了学生的参赛热情。

（2）指导教师团队学科交叉不够深入，师资力量薄弱。学院的学科竞赛指导教师团队学科背景单一，大多数为计算机科学与技术专业学科；同时还需要承担大量的课程教学任务和科研任务，只能在课余或者周末对竞赛团队进行指导。这会在一定的程度上造成指导老师投入不足，学生团队收获不多。

（3）竞赛策略解读不到位。竞赛活动是在一定的竞赛规则指导下进行的比赛活动；其实质还是比赛，所以理解透比赛的规则至关重要，但是在我院参加的多项竞赛活动中，普遍存在对竞赛活动的规则不了解，导致最后的竞赛结果不尽人意。以我院参加的机器人大赛为例，在物流小车竞赛项目中，最终还是以得分来定奖，但是很多团队由于忽视竞赛规则，开始时就去进行较难得分的环节，耗费大量的时间但终未成功，很多能容易得到的分数却没有时间去完成，直接导致比赛得了零分。

（4）学生创新意识不强，主观能动性较弱。创新是进步的动力，学生在参加竞赛时，普遍存在对自己的项目没有新的想法，以我院参加的四川省机器人大赛为例，在全地形机器人赛项中，机器的路径可以自主规划，通过每个障碍物都会有一定的得分，但是学生在参赛过程中，在路径的程序设计上按部就班，没有创新的路径规划想法，导致失分较多。

（5）竞赛培训不到位，学生赛场意识淡薄。学生在参加竞赛之前，对竞赛活动不甚了解，所以培训尤为重要；但是我院由于竞赛指导教师多数为一线教师，对竞赛的投入精力严重不足，因此对学生团队在竞赛方面的培训不到位，赛场意识淡薄。

（6）竞赛设备支撑竞赛不足。我院学生参加的多数学科竞赛是需要设备的支撑，例如：A类赛事工程训练综合能力竞赛中的各个赛项，我院参加的物流机器人赛项、爆破机器人赛项等均需要机器人设备，但是我院目前的情况存在设备过于陈旧，无法支撑比赛的情况。

（7）参赛项目陈旧，缺乏创新性。我院参加的一些类似作品大赛相关的竞赛活动中的参赛项目，需要学习自主选题，自己设计，自主发现问题解决问题；但是实际参赛项目中很多项目创新性较差，大多是较早之前的一些项目的改进。

（8）学生团队组队过于随意，未形成团队合力。学科竞赛是以团队为中心的，对学生的创新能力、实践能力、综合能力及团队能力的综合考量。因此团队是竞赛的核心，团队负责人是团队的灵魂，但是在我院目前参赛的学生团队中，存在团队组建过于随意的情况，通常是老师随意指定几个同学组成一个团队，或者是几个同学是一个宿舍的组成一个团队，随意指定一个团队负责人，甚至抽签选举团队负责人等情况的发生。这样的话团队中各位同学的优势劣势没有得到互补，团队很难形成合力。

3 院级新竞赛体系构建

针对我院在学科竞赛中存在的问题，计算机科学学院于2018年年底开始对学科竞赛体系进行了重新构建，结合学院人才培养的目标，提出了以创新实践能力导向的竞赛体系。

（1）依托院级学生团队广泛宣传，增加竞赛认知环节，将竞赛宣传植入入学教育。依托学院的两委会，计算机协会广泛宣传我院的学科竞赛赛项，通过两委会每学期期末开展院级的科技文化节，在科技文化节上展出学院上一年度的学科竞赛参赛作品并将作品进行路演，每个作品指定1或2名负责人解说；依托学院的计算机协会，每个月开展科技月活动，宣传竞赛科技知识。每一届的大一新生进校后，增加学科竞赛的认知环节，分批分专业参观学院的实验室、学生工作室等场所，参观期间在实验室及工作室滚动播出学院学生参加各类学科竞赛的风采。在新生入学教育环节，增加创新训练和学科竞赛认知环节，选派专门负责创新创业和学科竞赛的教师进行该板块的入学教育环节。

（2）加强竞赛指导教师队伍的建设，开展教师定期培训。指导教师是参加各类学科竞赛的总“设计师”，只有优秀的多学科融合的指导教师团队才能造就优秀的学生团队，各类学科竞赛对学科和专业技能均有着特殊的要求，这就对指导教师提出了更高的需求。从2019年起，通过自我推荐、教研室推荐、专业学科组推荐、指派竞选等多环节相结合的方式组建了计算机科学学院创新创业与学科竞赛教师团队；通过不定期的送团队教师外出培训，调研、考察交流、参会学习及与行业企业进行师资培训等方式提升指导团队教师的创新素质和实践能力。学院将参加的学科竞赛的固定赛项按照指导教师自愿报名，学院统筹的前提下，将每个赛项固化给1或2名指导教师，并以立项的形式拨给竞赛经费，以后几年甚至更长的时间，该1或2名教师都负责该赛项的一切赛事活动。这种制度可以让老师们更加熟悉自己指导的竞赛项目，同时更加深入地理解赛项的规则并传达给学生团队，同时能够集中精力指导一个赛项。

（3）创建院级创新创业孵化基地，制定竞赛保障体系。学院在2019年建设了计算机学院创新创业孵化基地，该孵化基地依托于校级的创新创业中心开展院级的创新创业和学科竞赛活动。学院制定了“计算机科学学院创新创业团队管理办法”，其内容涉及学生团队入驻孵化基地的规定、团队退出孵化基地的机制、创新创业学分管理内容、学科竞赛和创新创业活动的申报、组织实施，创新活动的指导、评审等内容。孵化基地实行学生团队入驻制度，实行按月团队考勤打卡制度，设立了入驻团队未达到相应考核要求的退出制度等，一系列的制度旨在严格要求学生的纪律，保证团队的学习时间。同时学院制定了学科竞赛及创新创业保障体系，涉及指导教师指导竞赛的激励制度，学生参赛的激励制度，竞赛设备经费保障制度等一系列的措施，旨在为学生团队和指导教师团队建立一个稳固的“大后方”。

（4）选拔优秀创新竞赛团队，开展定期竞赛培训。创新是科技进步的动力，因此培养团队的创新意识是人才培养的主旋律；我院自2019年起，试点了优秀创新团队的选拔工作。从大二大三学生中通过自愿报名、老师推荐及在成绩排名前列同学中选拔等相结合的方式遴选一批较为优秀的同学进行集中培训，集中培训时间为10周。每周在创新创业指导教师团队中选派1名教师在周末对遴选出来的学生进行创新及竞赛项目的通识培训，10周培训结束后进行项目制考核，考核内容主要针对10周培训内容的实践能力、创新能力、团队协作等方面进行。考核结束后从中择优选择学生组建学生团队，团队搭建过程中尽量让成员知识结构互补。

（5）搭建竞赛平台，将竞赛项目植入部分课程实践环节。我院从2019年开始试点将部分往届的学科竞赛项目植入到相关课程的实践环节中，采用“老项目新做法”的模式培养学生的创新能力；同时开放专业实验室和工作室，为学生提供创新实践的场所，利用实验设备和仪器为学生搭建部分竞赛平台。

（6）组织竞赛经验交流，开展竞赛创新知识讲坛。我院组织参加学科竞赛的项目团队在每年的6月份和12月份在学院进行两次院级的竞赛交流，主要由参赛团队从竞赛项目介绍、项目技术路线、赛项规则、赛项难点、赛项注意事项等方面以PPT汇报的形式为学院的学生进行“传道”。

（7）树立团队榜样的力量，提升学生的荣誉感。学院每年进行创新创业及学科竞赛优秀团队的评选，对获奖团队颁发证书、设立奖金，同时将优秀团队成员和项目介绍张贴在计算机科学学院创新创业孵化基地的光荣榜栏中进行集中宣传，这样一则可以宣传学科竞赛活动，再则可以树立榜样的力量，让各个团队能够争先向前，为成为优秀团队而努力。

4 结 语

实践证明学科竞赛是培养创新能力的有效途径，以创新实践能力为导向的学科竞赛模式有效地提升了学生的创新能力，切实地提升了学院学科竞赛的水平。学院自2019年开始试点以创新实践能力为导向的学科竞赛模式，竞赛成绩证明，该模式对提升学生的创新实践能力，提升学院的学科竞赛水平具有良好的促进作用，2019年学院的学科竞赛水平相较前几年得到了一定的突破。因此构建以创新实践能力为导向的学科竞赛模式，让创新贯穿到竞赛活动始终，可以有效地发挥学科竞赛进行人才培养的重要作用。