盧國(guó)梁

［摘 要］“以賽促教”的教學(xué)模式改革是針對(duì)當(dāng)前計(jì)算思維課程傳統(tǒng)教學(xué)模式的一次全新探索?！耙再惔俳獭苯虒W(xué)模式將競(jìng)賽與具體的課程內(nèi)容、專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)緊密結(jié)合，以學(xué)科競(jìng)賽為契機(jī)，加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，以期實(shí)現(xiàn)學(xué)生綜合素質(zhì)和能力的提高。

［關(guān)鍵詞］課程改革探索；計(jì)算思維課程；“以賽促教”

［中圖分類號(hào)］ G642.0 ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ A ［文章編號(hào)］ 2095-3437（2023）23-0052-04

計(jì)算思維課程作為針對(duì)理工科非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生開(kāi)設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，旨在培養(yǎng)學(xué)生利用C語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)與測(cè)試的能力，以及應(yīng)用計(jì)算思維方法分析和解決相關(guān)工程技術(shù)問(wèn)題的能力，從而為學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)、就業(yè)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。然而，傳統(tǒng)計(jì)算思維課程的教學(xué)模式以課堂教學(xué)為主，教學(xué)模式僵化、學(xué)生積極性差，在教學(xué)內(nèi)容、學(xué)生基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)方式、學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)等方面存在一定問(wèn)題[1]。

一、計(jì)算思維課程教學(xué)模式現(xiàn)狀

目前，部分高校本科階段的計(jì)算思維課程存在教學(xué)內(nèi)容滯后、教學(xué)形式單一等問(wèn)題，傳統(tǒng)課程教學(xué)模式現(xiàn)狀如下[2]：

第一，課堂教學(xué)方式單一。計(jì)算思維課程是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，而傳統(tǒng)計(jì)算思維課程的教學(xué)模式主要還是“填鴨式”教學(xué)，教育硬件設(shè)施的完善并沒(méi)有對(duì)教學(xué)模式產(chǎn)生顯著影響。

第二，學(xué)生基礎(chǔ)不同，學(xué)習(xí)能力差別較大。由于各地區(qū)經(jīng)濟(jì)和教育水平存在差異，來(lái)自不同地區(qū)的學(xué)生對(duì)課程的學(xué)習(xí)能力不同，在計(jì)算機(jī)能力或者計(jì)算機(jī)素養(yǎng)方面更是不盡相同，使計(jì)算思維課程的教學(xué)目標(biāo)難以實(shí)現(xiàn)。

第三，教學(xué)、考核方式較為單一。傳統(tǒng)的計(jì)算思維課程教學(xué)側(cè)重對(duì)基礎(chǔ)理論的教授，容易讓學(xué)生失去學(xué)習(xí)的興趣；考核方式大多是期末進(jìn)行筆試，較難培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維實(shí)踐能力。

第四，與新興技術(shù)的結(jié)合不足。隨著人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)的迅猛發(fā)展，個(gè)性化、多元化、創(chuàng)新化的課程教學(xué)模式受到越來(lái)越多人的關(guān)注。而傳統(tǒng)計(jì)算思維課程內(nèi)容迭代較慢，與生產(chǎn)生活實(shí)際已拉開(kāi)較大差距。

因此，高校及相關(guān)教師需要對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式進(jìn)行改革，探索出一種適合計(jì)算思維課程的新型教學(xué)模式。

二、教學(xué)模式改革方案探索

教學(xué)模式改革探索旨在改善教育質(zhì)量和提高學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)，包括教師培訓(xùn)、課程設(shè)計(jì)、教學(xué)評(píng)估等多個(gè)方面。

教學(xué)模式改革需要重視學(xué)生的參與和互動(dòng)，采用更為靈活、多樣的教學(xué)方式，如小組討論、項(xiàng)目實(shí)踐、角色扮演、游戲體驗(yàn)等。同時(shí)，要注重培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新思維，使其能夠適應(yīng)未來(lái)社會(huì)的發(fā)展需求。

此外，教學(xué)模式改革也需要配合現(xiàn)代教學(xué)手段，如在線課程、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)等，以提高教學(xué)效率和便利性。但是，在推進(jìn)教學(xué)模式改革時(shí)需要謹(jǐn)慎考慮各種因素，并逐步進(jìn)行，避免出現(xiàn)過(guò)快或不當(dāng)?shù)淖兏铮绊懡逃|(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

山東大學(xué)計(jì)算思維課程的教學(xué)組對(duì)課程改革進(jìn)行了初步探索，在每學(xué)期末讓學(xué)生自主組建團(tuán)隊(duì)共同完成一項(xiàng)自主選題的程序設(shè)計(jì)任務(wù)，并在課堂上進(jìn)行講解、程序演示和問(wèn)題討論，以提高學(xué)生對(duì)課堂的參與度，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。該教學(xué)改革雖然獲得了大部分學(xué)生的認(rèn)可，但也有少部分學(xué)生反映其存在“授課內(nèi)容較難”等問(wèn)題和“期望挑戰(zhàn)難度更大或較小的任務(wù)”。究其原因是已進(jìn)行的教學(xué)模式改革仍未脫離傳統(tǒng)教學(xué)的模式，導(dǎo)致未能從根本上解決教學(xué)活動(dòng)無(wú)法在保證正常教學(xué)的同時(shí)兼顧學(xué)生之間差異性的問(wèn)題。

安徽建筑大學(xué)的張潤(rùn)梅[3]等人強(qiáng)調(diào)，要以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)，以學(xué)科競(jìng)賽為驅(qū)動(dòng)，充分發(fā)揮競(jìng)賽的驅(qū)動(dòng)作用和大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目的引領(lǐng)作用，通過(guò)競(jìng)賽驅(qū)動(dòng)課程體系不斷更新和完善，不斷提高學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。

針對(duì)計(jì)算思維課程的現(xiàn)狀及存在的困境，本文對(duì)“以賽促教”新型教學(xué)模式改革方案進(jìn)行了探索[4]，其主要以“以賽促教、以賽促學(xué)”理念為基礎(chǔ)，以競(jìng)賽項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)，靈活開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性和自覺(jué)性，并有效提升教學(xué)效果。

（一）改革方案設(shè)計(jì)

本文針對(duì)計(jì)算思維課程的教學(xué)痛點(diǎn)，設(shè)計(jì)了“以賽促教”教學(xué)模式改革方案（見(jiàn)圖1）。

第一，明確教學(xué)改革目標(biāo)，打破傳統(tǒng)教學(xué)壁壘。教學(xué)改革目標(biāo)在于進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用計(jì)算思維解決實(shí)際問(wèn)題的能力，并通過(guò)豐富課堂教學(xué)模式、引入網(wǎng)絡(luò)資源等方式，拓寬學(xué)生的知識(shí)面，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，通過(guò)競(jìng)賽的方法，打破傳統(tǒng)教學(xué)壁壘。

第二，因材施教，線上線下自適應(yīng)教學(xué)。通過(guò)引入競(jìng)賽案例、線上慕課等教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展線上學(xué)習(xí)交流、線下團(tuán)隊(duì)競(jìng)賽等活動(dòng)，幫助學(xué)生了解自身能力，使學(xué)生根據(jù)自身特點(diǎn)進(jìn)行自適應(yīng)學(xué)習(xí)。

第三，競(jìng)賽驅(qū)動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。競(jìng)賽驅(qū)動(dòng)是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的一種方式，因?yàn)閰⒓痈?jìng)賽需要投入大量的時(shí)間和精力來(lái)準(zhǔn)備和訓(xùn)練，這將幫助學(xué)生更深入地了解自己感興趣的領(lǐng)域，并提高他們的知識(shí)和技能水平。同時(shí)，與其他同學(xué)競(jìng)爭(zhēng)也會(huì)激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性和積極性，促進(jìn)個(gè)人成長(zhǎng)。此外，將典型的學(xué)科競(jìng)賽案例引入課程教學(xué)過(guò)程中，能促使學(xué)生分析自身能力與完成項(xiàng)目所需能力之間的差距，激發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考。

第四，靈活考試，優(yōu)化課程考核方式，建立“賽教融合”的新型考核體系。靈活考試是一種可以根據(jù)學(xué)生表現(xiàn)進(jìn)行個(gè)性化評(píng)價(jià)、彈性安排測(cè)試時(shí)間和題目?jī)?nèi)容的考試形式。通過(guò)降低試卷考試成績(jī)的占比，擴(kuò)大成績(jī)涵蓋范圍，將班級(jí)小組競(jìng)賽案例分析情況、參與學(xué)科競(jìng)賽情況酌情增加到課程評(píng)價(jià)中，最終形成完整的注重過(guò)程考核、以考核應(yīng)用能力為主的綜合性課程評(píng)價(jià)體系。

（二）實(shí)踐方法

在計(jì)算思維課程中，教學(xué)組以基礎(chǔ)理論作為教學(xué)主線，引入典型學(xué)科競(jìng)賽案例，以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體，通過(guò)“知識(shí)融入、案例導(dǎo)向、競(jìng)賽驅(qū)動(dòng)”的教學(xué)模式，組織學(xué)生以團(tuán)隊(duì)合作的形式進(jìn)行主動(dòng)探索。具體實(shí)踐方法如下：

第一，引入科研課題，注重理論實(shí)現(xiàn)。以教師課題探究、生產(chǎn)實(shí)踐為背景，以學(xué)生為主體，在課程理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，向?qū)W生展示教學(xué)科研項(xiàng)目案例，在案例的實(shí)踐性、工作量、難易程度等方面進(jìn)行介紹與實(shí)踐引導(dǎo)。

第二，牽引競(jìng)賽主題，小組分工合作。將科技競(jìng)賽主題融入項(xiàng)目實(shí)踐，遵循互補(bǔ)原則，根據(jù)學(xué)生的綜合能力，通過(guò)“以強(qiáng)帶弱”的方式組建項(xiàng)目合作小組；讓學(xué)生以團(tuán)隊(duì)合作的形式，對(duì)選定項(xiàng)目進(jìn)行合作探究與創(chuàng)新，并完成程序開(kāi)發(fā)項(xiàng)目；建立競(jìng)賽牽引與課程學(xué)習(xí)相融合的項(xiàng)目教學(xué)體系，采取自主選題和固定主題相結(jié)合的方式，內(nèi)容上緊貼課程內(nèi)涵，形式上“以賽促學(xué)”。

第三，形成典型案例，重視實(shí)踐學(xué)習(xí)。通過(guò)教學(xué)反饋、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，形成典型競(jìng)賽案例庫(kù)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行全方位、綜合性、覆蓋性的實(shí)踐訓(xùn)練，提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力和實(shí)踐能力。

第四，組織學(xué)院競(jìng)賽，形成新型考核。每一學(xué)期課程將要結(jié)束之時(shí)，舉辦學(xué)院計(jì)算思維競(jìng)賽，通過(guò)命題及自主選題的方式，每個(gè)小組最終形成項(xiàng)目作業(yè)進(jìn)行競(jìng)賽評(píng)比。要將競(jìng)賽情況體現(xiàn)到最終成績(jī)中，對(duì)競(jìng)賽中表現(xiàn)優(yōu)秀的學(xué)生進(jìn)行加分及發(fā)獎(jiǎng)金等多重獎(jiǎng)勵(lì)，進(jìn)一步提升學(xué)生的積極性。

（三）改革案例

機(jī)械學(xué)科的發(fā)展比以往任何時(shí)候都更依賴學(xué)科交叉、跨界融合，機(jī)械專業(yè)學(xué)生的編程能力已成為機(jī)械專業(yè)人才培養(yǎng)的重要內(nèi)容。為使大一新生迅速適應(yīng)大學(xué)生活和學(xué)習(xí)，快速掌握編程基礎(chǔ)知識(shí)，并為以后的專業(yè)學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院發(fā)起、機(jī)械工程學(xué)院計(jì)算思維教學(xué)團(tuán)隊(duì)承辦了山東大學(xué)2022 年第一屆機(jī)械“C 語(yǔ)言之星”程序設(shè)計(jì)大賽。本次大賽面向機(jī)械專業(yè)學(xué)生編程能力培養(yǎng)需求，聚焦專業(yè)發(fā)展所需的支撐點(diǎn)，以計(jì)算思維課程的教學(xué)內(nèi)容為基礎(chǔ)，啟發(fā)學(xué)生的編程思維，以課堂教學(xué)中的團(tuán)隊(duì)合作編程實(shí)踐為主線，激發(fā)學(xué)生的內(nèi)驅(qū)力，旨在以賽促學(xué)，調(diào)動(dòng)學(xué)生參加競(jìng)賽的熱情和自主學(xué)習(xí)意識(shí)。

大賽主題：“引領(lǐng)智造未來(lái)，計(jì)算思維為先”。

參賽作品要求：作品題材健康、積極向上；作品立足機(jī)械學(xué)科，突出專業(yè)特色及實(shí)用性；設(shè)計(jì)語(yǔ)言為 C 語(yǔ)言；要求作品自主完成，突出原創(chuàng)；如有引用部分，須在注釋中說(shuō)明，否則視為抄襲；作品有完整的路演內(nèi)容，包括程序應(yīng)用背景、算法流程圖、主要或特色功能算法模塊介紹、運(yùn)行效果展示等。

參賽方式：比賽為團(tuán)體賽，以計(jì)算思維課程教學(xué)中的小組為單位參賽，每個(gè)班級(jí)對(duì)班級(jí)內(nèi)小組作品進(jìn)行打分排序，擇優(yōu)推薦一到兩個(gè)小組參賽。大賽以現(xiàn)場(chǎng)路演十分鐘的形式開(kāi)展，由學(xué)生代表和專業(yè)教師評(píng)委共同打分，評(píng)選出優(yōu)勝作品。

本次比賽初步形成了計(jì)算思維課程參賽案例庫(kù)，包含自動(dòng)循跡運(yùn)輸小車、Way Finder興隆山校內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)等近30個(gè)參賽案例。

參賽案例一：自動(dòng)循跡運(yùn)輸小車案例。該案例結(jié)合工程實(shí)踐項(xiàng)目，緊貼教學(xué)內(nèi)容，從程序設(shè)計(jì)、硬件搭建兩方面進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、傳感器及相應(yīng)外設(shè)等部件實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸小車自動(dòng)循跡工作，使其完成直線行駛、曲線行駛、直角轉(zhuǎn)彎、到點(diǎn)停止等多項(xiàng)運(yùn)動(dòng)。

參賽案例二：Way Finder興隆山校內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)案例（見(jiàn)圖2）。本案例探索最短路徑算法，如插點(diǎn)法（Floyd算法），實(shí)現(xiàn)查看學(xué)校地圖、查看瀏覽路線、查看目標(biāo)地點(diǎn)最短路徑、查詢目標(biāo)地點(diǎn)信息等功能。

參賽案例三：萬(wàn)年歷案例。該案例充分運(yùn)用C語(yǔ)言編程中數(shù)組、指針、邏輯結(jié)構(gòu)、函數(shù)等知識(shí)，用戶在界面輸入目標(biāo)年月，即可自動(dòng)生成該年月所對(duì)應(yīng)的萬(wàn)年歷。

（四）實(shí)施范圍

“以賽促教”的教學(xué)模式改革探索實(shí)施范圍包括但不限于機(jī)械工程專業(yè)方向全體本科生，可先在機(jī)械工程學(xué)院本科某些重點(diǎn)班級(jí)進(jìn)行試點(diǎn)實(shí)施，以某一課程為例開(kāi)展具體探究，進(jìn)而可在多個(gè)學(xué)科甚至多個(gè)專業(yè)內(nèi)實(shí)施。

在教學(xué)過(guò)程中以競(jìng)賽項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)，在實(shí)現(xiàn)教學(xué)目的的同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生參加課外科技競(jìng)賽，如“挑戰(zhàn)杯”競(jìng)賽、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽等，以此構(gòu)建多元化、系統(tǒng)化的項(xiàng)目案例建設(shè)與實(shí)踐機(jī)制，能夠更好地培養(yǎng)學(xué)生的科創(chuàng)興趣、創(chuàng)新意識(shí)及綜合能力。

三、“以賽促教”教學(xué)模式改革意義

教學(xué)模式改革的意義在于使高校能夠適應(yīng)信息化時(shí)代的需求和應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)，從而培養(yǎng)全面發(fā)展的人才?！耙再惔俳獭笔且环N全新的教學(xué)模式改革探索，它把競(jìng)賽作為學(xué)生學(xué)習(xí)的一個(gè)重要組成部分，并且將競(jìng)賽結(jié)果與課堂教學(xué)緊密結(jié)合起來(lái)。采用“以賽促教”模式進(jìn)行教學(xué)改革具有多方面的實(shí)際意義[5]：

第一，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，學(xué)生容易感到單調(diào)枯燥，缺少學(xué)習(xí)動(dòng)力和樂(lè)趣，而“以賽促教”的教學(xué)模式則可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使他們更加積極、主動(dòng)地參與到學(xué)習(xí)中。

第二，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率?！耙再惔俳獭钡慕虒W(xué)模式以競(jìng)賽為導(dǎo)向，以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)，強(qiáng)化了學(xué)生的自我學(xué)習(xí)能力和自我管理能力，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中效率更高。

第三，提升學(xué)生的綜合素質(zhì)?！耙再惔俳獭钡慕虒W(xué)模式不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技能，還能夠促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的提升，如團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、創(chuàng)新能力、溝通能力、應(yīng)急處理能力等。

第四，加強(qiáng)師資建設(shè)。“以賽促教”的教學(xué)模式可以促使教師改變教學(xué)方式，從而提升師資隊(duì)伍整體的教學(xué)能力，完善學(xué)校學(xué)科建設(shè)。

第五，推動(dòng)教育現(xiàn)代化?！耙再惔俳獭蹦Ｊ綇?qiáng)化了學(xué)生的實(shí)踐能力和應(yīng)用能力，有利于其適應(yīng)社會(huì)對(duì)人才的需求，這是教育現(xiàn)代化的重要一步。

四、結(jié)語(yǔ)

在當(dāng)前“互聯(lián)網(wǎng)+”“雙一流”建設(shè)等教育改革背景下，教學(xué)組通過(guò)“以賽促教”的方式促進(jìn)計(jì)算思維課程教學(xué)模式改革，打破傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)方法的限制，以競(jìng)賽為載體，充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，從而提高學(xué)生的知識(shí)運(yùn)用及知識(shí)創(chuàng)新等能力，為國(guó)家培養(yǎng)出更加優(yōu)質(zhì)的復(fù)合型人才。

［ 參 考 文 獻(xiàn) ］

[1] 黃圣君.本科生計(jì)算思維課程教學(xué)思考[J].科教導(dǎo)刊（中旬刊），2016（2）：93-94.

[2] 韓濤，凌六一，王成軍，等.專業(yè)評(píng)估視角下電氣信息類人才“以賽促教，以賽促學(xué)”的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)模式改革[J].科教導(dǎo)刊，2022（2）：56-58.

[3] 張潤(rùn)梅，欒慶磊，雷經(jīng)發(fā)，等.以學(xué)科競(jìng)賽為載體的層階式創(chuàng)新教育體系構(gòu)建[J].計(jì)算機(jī)教育，2019（8）：166-169.

[4] 龐曉艷， 彭維平， 馬俊金. “以賽促學(xué)，以賽促教”的課程教學(xué)改革探索：以《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》課程教學(xué)改革為例[J]. 科技資訊， 2023， 21（2）： 171-174.

[5] 馬靜波.“以賽促教、以賽促學(xué)”在專業(yè)課程教學(xué)改革中的實(shí)踐與探索[J].牡丹江大學(xué)學(xué)報(bào)，2023，32（5）：89-94.

［責(zé)任編輯：劉鳳華］