应用型本科高校计算机类课程“赛教融合”教学模式研究

朱永琴 杜芳芳 侯凯文

黄河交通学院智能工程学院，河南 焦作 454950

0 引言

2018年9月，习近平总书记在全国教育大会上指出，高校要不断深化教育体制改革，积极投身实施创新驱动发展战略，着重培养创新型、复合型、应用型人才。而学科竞赛作为一种实践活动的特殊形式恰恰可以激发学生的创新精神，达到以赛促学的目的。

当物联网、大数据、人工智能等新兴专业像雨后春笋般出现，计算机类专业的人才培养也面临着教学改革的挑战。作为一所应用型本科高校，如何适应快速兴起的新技术，建设好新的学科专业，如何培养出高水平、高素养、创新型人才是每个高校都值得探索的问题。

应用型本科高校传统教学模式的弊端如实践教学各个环节之间相对独立、联系较少，缺乏实践教学体系；实践教学过程中软、硬件的条件难以满足理论教学的需要；实验项目较为固定，以验证型为主，缺少设计创新环节。实验项目与时代需要脱节，导致学生缺乏学习兴趣、工程意识，制约着人才的培养。

随着世界各国积极参与和举办各种技能大赛，诞生了“以赛促学”的教学新模式，这种模式促进了各国教育的发展，同时也推动了我国的学科竞赛，参赛院校和参赛人数逐年增多。参加学科竞赛可以为各个高校和企业、高校与高校之间搭建一个良好的沟通交流平台，能够促进教师对新知识、新技术的认识，提升学生的学习主动性和实践能力，培养他们的团队合作精神和竞争意识，也为实践教学提供了丰富、新颖的与企业结合紧密的案例库。可以说“以赛促教、以赛促学、赛教融合”概念的提出为应用型本科高校的教学模式变革找到了一个突破口。

1 “赛教融合”教学模式的内涵

1.1 以赛促教为专业教师获取新知识提供了平台

计算机专业是更新换代非常快的学科，近年来，物联网工程、数据科学与大数据技术、云计算与人工智能等专业陆续成立。从事本专业教学的教师大多数毕业于计算机、电子信息类专业，所以在此种情况下，教师必须在对应的学科方向上进行相应的知识获取，获得相应的提高才能胜任教学工作。带领学科竞赛为教师学术水平提升提供了良好的平台。教师通过带领学生参加学科竞赛能够了解目前主流且应用广泛的硬件和软件，在带领学生备赛的过程中对于教学思路的转变也很有帮助。例如，在单片机领域，单片机的发展先后经历了4 位、8 位、16 位和32 位等阶段。而目前教材依然是以8 位的51 单片机为讲解对象，如果教师仅通过教材，难以对当前流行的芯片和功能做彻底的讲解。

比赛的过程本身也是一个观摩学习和交流的好时机，查漏补缺，找出差距，借鉴经验使得教师能够迈出自己的小圈子，用更加客观的眼光来审视自己的教学过程。以往很多教师只知埋头教书，对于和本专业联系紧密的企业一无所知，对企业的用人需求也知之甚少。学科竞赛很多时候会有技术设备的支持厂家，这样在比赛的过程中也可以使教师有一个很好的与企业沟通的机会。

1.2 以赛促教促进了实践教学模式改革

应用型本科高校旨在培养能够应用学科与技术的原理解决实际工程问题的能力。以物联网工程专业的“单片机原理及接口技术”为例，该课程作为一门硬件学习和软件学习结合紧密的课程，是一门实操性很强的课程，但是传统的单片机实验教学的项目设置多为验证性实验，这些实验不仅导致学生觉得和生活脱节提不起兴趣，也缺乏对学生创新能力的培养。

有了多年指导学科竞赛的经验，单片机课程组教师在课程中构建“以赛促学”的教学思想，课程教学设计和实施过程中体现“学中做、做中学”的教学理念。注重学生学以致用能力的培养，将创意性科技竞赛中遇到的实际问题穿插在课堂中进行讲解，在实践的过程中采用虚拟仿真和实物制作相结合的教学方式。调整实验结构类型，减少验证性实验教学项目，结合全国大学生智能汽车竞赛增加设计型、综合型、创新型的实验项目，提升学生的创新思维和创新能力，很好地体现应用型本科高校的教学特点。

1.3 以赛促学有利于提高学生的学习积极性

大学生创意性科技竞赛已经成为深化高校创新创业教育改革的重要载体，是推动“产学研用”结合的关键纽带，是高素质人才培养的一条有效途径。“以赛促学”是一种改革和创新，旨在教学过程中通过丰富多彩的竞赛活动，为学生搭建更好的学习平台，提升学生的学习兴趣和能动性，使学生快速掌握各种技能，巩固其自身的专业能力。将学习的主动权交到学生自己手上，锻炼学生的自主学习和探究创新能力。

1.4 以赛促学有利于培养学生良好的职业素养

以赛促学有利于学生良好职业素养的养成。以全国大学生智能汽车竞赛为例，参赛队员要对智能小车的硬件进行设计、绘制PCB 电路板、电子元件焊接、测试，还要对小车行进过程中遇到的各种岔路口选择进行编程。这么庞大的工作量如果单凭个人是很难完成的，小组的几个成员间就需要做好分工协作以及及时的沟通，整个竞赛的参与过程不仅对学术知识有所提升，更重要的是培养了团队意识、合作意识、协作精神。遇到困难、解决困难的过程对他们的抗挫能力是很好的现场教学机会。赛后组织集中交流经验，让学生得到实实在在的成长。

1.5 “赛教融合”的教学模式改革成效

通过参加学科竞赛，我院最近两年取得了很好的成绩。以物联网工程专业的单片机课程组为例，近两年通过组织学生参加全国各层次、各类型的物联网专业学科竞赛，取得了很好的成绩。

单片机课程组教师先后主持立项了单片机课程的校级一流课程、教学资源库、课程思政示范课、“线上+线下”的混合教学模式改革及实验教学示范中心等教研项目。单片机课程也于2021 年被认定为河南省课程思政样板课，并被学校评为教学质量二等奖，发表了多篇和教学相关的论文。

学生也由以前在各种比赛中屡屡失利到在全国的各项赛事中取得良好成绩。近两年仅物联网教研室单片机课程组指导学生就获得全国大学生机器人及人工智能竞赛二等奖3 项，三等奖6 项；全国大学生物联网竞赛省级特等奖2 项，一等奖3 项；全国大学生智能汽车竞赛华北区二等奖2 项；参加全国大学生电子设计竞赛省级二等奖1 项等。

通过学科竞赛，教师的教学水平和教科研能力得到有效提升，也培养出一批专业能力过硬、思维活跃，具有较强创新意识的技能型人才。在学科竞赛中获奖的学生在毕业求职的过程中优势明显。“以赛促教、以赛促学、赛教融合”对应用型人才培养的效果显著。

2 “赛教融合”教学模式的实施路径

2.1 组建指导教师团队

以全国大学生智能汽车竞赛为例，分为两个部分，一是硬件的设计与焊接，二是软件的设计与调试。我院由硬件指导教师和软件指导教师组成指导教师团队，赛前对参赛学生进行培训，结合理论知识，对学生的技能进行强化训练，并开创性地采用了由“教师+获奖学生”共同培训的模式。以硬件为例，我院有“物联网应用系统设计”“电路原理和电子技术”等课程，这些课程的实训课程中涉及电路和焊接，学生可以掌握普通电子元件、集成块的电子焊接技能。该赛事焊接项目中涉及微型精密电子元件，元件的大小比平时所接触的普通原件更小。对比平时95%的焊接成功率，比赛要求100%成功。对于如此高的要求，硬件指导教师利用自己的实践经验，给学生传授了“蜻蜓点水”式焊接方式，效果较好。

2.2 发挥科技创新协会的引领作用

为了更好地发挥“头雁效应”，我院成立了学院下属的智能科技创新协会，由实验室直接管理。协会日常活动就在实验室进行，协会成员均以自主学习、自我管理为主，成员专业知识储备良好。该协会除了负责协会内学生的日常培训，积极辅助学院组织和参加各类科技比赛，在全国竞赛中屡屡获奖。近3 年获省级三等奖以上奖励的赛事中，每支获奖队伍中均有协会成员。协会有竞赛经验的学生充分发挥了示范引领作用和“传帮带”作用，带领更多的学弟学妹参与到学科竞赛中，促进实践能力培养，促进自身成长成才。

2.3 组建梯队式的学生团队

要在比赛中拿到好成绩，必须选拔出一批优秀的学生组成学科竞赛团队。学院根据不同的学科竞赛在不同的时间段进行大规模的校赛，从中进行人员的选拔，这样选拔出来的多为大三大四的学生。但一支优秀的学科竞赛参赛队伍，不仅要拿到好成绩，更要肩负着培养下一届优秀参赛选手的责任。虽然大一大二的学生不如大三大四的学生专业课学习得多，知识储备量略显不足，但是在参赛队伍中建立梯队式队伍，有助于知识的继承性和可持续发展。考虑到学生的在校时间有限，因此要扩大选手的选拔范围，跨年级组队。让高年级学长担任组长，低年级的参赛成员作为下届比赛组长的人选。

2.4 将竞赛内容引入课堂

带队教师可以根据组委会布置的题目捕捉到一些行业动态以及未来就业方向发展的趋势。可以适当调整人才培养目标，与之相对应的课程适当调整。将竞赛内容融入日常课程中，将比赛的具体要求细化或作为课程的提升内容，目标是使学生不通过比赛也能锻炼竞赛技能。学生的专业技能得到提升，在日后的学习工作中，可以更快更好地适应。

2.5 完善学校实验室建设

“赛教融合”的教学模式想要顺利开展，硬件的投入必不可少，尤其是比赛中用到的硬件和软件平台具有更新快的特点，这就要求学校不断投入资金去采购耗材才能够更好地为学生的学科竞赛提供必要的比赛物资供应。以全国大学生电子设计竞赛为例，竞赛题目发布之后的4 天内上交比赛作品，如果等到题目公布再进行相应的竞赛物资采购肯定是来不及的，这就要求在竞赛题目发布之前对可能用到的电子元件及测量仪器进行必要的储备。由于分组情况不明，具体的题目不确定，需要进行大量的元器件存储，这也无形中扩充了学校的耗材资源库，完善了学校的实验室建设。

3 “赛教融合”教学模式的保障机制

3.1 资金保障机制

学科竞赛的准备过程，包括前期的宣传和校赛选拔、竞赛元器件采购、现场参赛等环节，需要有充足的资金做保障，否则很难取得优异的成绩。

学科竞赛的支出属于本科高校日常教学经费中的大学生实践经费的范畴，理工科院校规定每生每年的实践经费约为300 元。这样就可以根据预算来编制学科竞赛的预算，从而保证学科竞赛的顺利开展。另外，学科竞赛也属于学科专业建设的一部分，在学院一流专业建设的过程中也可以留出学科竞赛预算，从而给比赛提供必要的资金保障。

3.2 人员保障机制

学科竞赛想要取得好的竞赛成绩，除了有优秀的学生，还要有优秀教师作为指导。以笔者所在的学院为例，学院根据学科专业成立了学科竞赛指导小组，每个专业教师根据自己的专业研究方向选择进入适合自己的竞赛指导小组。各竞赛指导小组根据实际情况设置在不同的教研室或者实验室，由实践教学经验丰富、竞赛指导成绩好的教师作为组长。以竞赛的周期为周期进行竞赛的筹备工作。对竞赛的历年比赛赛项、赛况做出研判，从而选拔学生进行培养。

3.3 制度保障机制

教师带领学科竞赛有利于提高自己的教学水平，有利于进行教学改革，从而培养出更多优秀的应用型人才。学校作为应用型本科高校，为了鼓励教师带领学生参加学科竞赛，陆续出台了多项文件。其中，《黄河交通学院教学工作量计算办法》中明确规定，指导学生参加学科竞赛或专业技能比赛，获得不同级别的奖励将被认定相应的课时，即使没有获得奖项，按照参加赛事级别给予不同的培训工作量。《黄河交通学院教学奖励及资助办法》中明确规定，对于教师指导学生参加学科竞赛获得奖励的，学校将根据获奖的级别给予相应的物质奖励。此外，学校还通过评选年度优秀竞赛组织部门、优秀竞赛指导教师的方法引导教师指导学科竞赛。

学生层面，为了提高学生对竞赛的兴趣，激励学生的学习激情，鼓励学生参加学科竞赛，学校专门出台了关于学生参加学科竞赛奖励的文件。文件中明确规定学生参加相应的学科竞赛获奖对于不同的获奖级别将给予相应的物质奖励。另外，在奖学金的评定、优秀大学生评选、入党等方面给予政策倾斜，同时给予相应的学分。

3.4 考核保障机制

学校在进行教师业务成绩考核时将指导学生参加学科竞赛作为一项重要的指标，这就要求教师在完成相应的教学工作之余要用心去选拔学生，并根据自己的专业特长对学生进行专业指导。通过这样的考核保障机制，要求教师自身提高业务素质以更好地完成教书育人的工作。指导学生参加学科竞赛，不仅是教师业务考核的一项重要依据，同时也是职称评审和个人评优评先的一项重要依据。

4 “赛教融合”教学模式的应用价值

4.1 推进应用型本科院校发展转型

培养工程实践能力强的应用型创新人才一直是应用型本科高校的育人目标。随着产业转型升级、经济快速发展，高校在应用创新型人才培养模式上必须从多个角度多个层次进行改革与创新，实现转型发展最终落实到应用创新型人才的培养。培养应用型、复合型、创新技术型人才也顺势成为“赛教融合”模式的应用，可以为现代应用型人才的培养指明方向，为加快专业建设开辟绿色通道，为“双师型”教师队伍的建设提供与时俱进的动力。高校教学模式改革是适应信息化时代的要求，推动高校教育创新发展的重要措施，对应用型人才的培养意义重大，也有助于提升高校的教育层次和实效性。

4.2 提高学生综合素质

高等院校本科学生近年来因人才培养与企业需求脱钩、毕业生眼高手低而饱受诟病。产生这种现象和学校的教学模式与人才培养定位有一定的关系。传统的教学模式按照人才培养方案和教学大纲按部就班地进行理论和实践教学，缺乏创新。而计算机类专业是一个快速更新的学科，用着已经落后的教学案例，进行传统的验证性实验和编程，不利于提高学生的学习积极性和发挥学生的创新意识。

“以赛促学”这种创意性的学科竞赛活动，往往更能吸引大学生群体的兴趣，激发他们敢拼敢赢、不甘人后的学习激情。通过在学校举办各种学科竞赛的校内选拔赛，竞赛宣传、气氛渲染、层层选拔，学生的学习热情和主动性有显著提高。以全国大学生智能汽车竞赛为例，对学生的要求是协作完成系统设计架构图的绘制、硬件电路和程序流程图的设计、程序代码的编写设计与调试和项目的总结。在参赛过程中，小组之间相互讨论，相互竞争又相互合作。同时，在与其他院校的学生学习、交流中启发学生的创新思维，培养学生的创新能力。小组内学习较好与较差的同学更加努力学习，共同学习进步。参赛的过程中有助于学生端正学习态度、培养团队协作精神、提升个人自信心，更加积极主动参与学习与科研。

4.3 推进教学模式改革

为贯彻“赛教融合”模式下应用型人才培养的方针，进行了一系列的教学改革，组织学生参加中国大学生机器人及人工智能大赛、全国大学生智能汽车竞赛、全国大学生电子设计竞赛、全国大学生物联网设计竞赛等专业性质较强的比赛。

“赛教融合”的教学模式可以让学生明确学习目标，增加学习的兴趣，通过参加比赛，不仅提升了学生的就业能力，还提升了教师的教学科研能力，最终提高了院校的综合实力和社会影响力。

4.4 搭建实践教学平台

加强大学生实践能力和创新能力的培养是经济社会发展对高校人才培养提出的要求，建立具有地方工科大学特色的实践与创新能力培养体系，使人才培养质量与培养目标和社会需求相符合是当前高校教学改革的重点和难点。

我院加强了教师工程实践能力与专业综合能力的培养，通过赛项引导专业课程，将竞赛引入专业建设中，让学生找准学习的目标。通过引进实验设备和企业培训，给学生增加各项考证和培训的机会。通过建立教师和学生间的交流、学生和学生间的交流，完成资源共享和信息及时交互。

5 结语

本文以计算机类专业的“单片机原理及接口技术”课程与全国大学生智能汽车竞赛进行“赛教融合”为例，深入挖掘了“以赛促教”对教师能力提升的促进作用，加强了教师和其他院校及企业间的沟通和交流，实现了由“低头教书”到“抬头看路”的转变，给教学模式的改革和实践教学的开展提供了新的思路。“以赛促学”也给学生提供了一个实践创新的平台，让他们在学习阶段就能够学以致用，在比赛的过程中增强自己学习的主动性和挑战自我、突破自我的意识及良好的职业素养。

“以赛促教、以赛促学、赛教融合”对于应用型本科高校的人才培养和教学模式改革意义重大。