摘 "要 "“以賽促教”教學(xué)模式改革探索打破教師“填鴨式”傳統(tǒng)教學(xué)模式，貫徹“以賽促教、以賽促學(xué)”理念，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動(dòng)性。以山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院“C語言之星”程序設(shè)計(jì)大賽為具體案例，深入研究探討計(jì)算思維課程“以賽促教”教學(xué)模式改革的內(nèi)容與意義。

關(guān)鍵詞 "“以賽促教”教學(xué)模式改革；學(xué)科競(jìng)賽；計(jì)算思維

中圖分類號(hào)：G642.0 " "文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2024）12-0100-04

1 "研究背景

“以賽促教”是一次全新的教學(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，以學(xué)生為核心、產(chǎn)出為導(dǎo)向，通過競(jìng)賽的方式，促進(jìn)學(xué)生“學(xué)、練、賽”的主觀能動(dòng)性，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力和興趣，鍛煉學(xué)生獨(dú)立思考的能力，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、研究問題、探討問題、解決問題及相互協(xié)作的能力。近年來，“以賽促教”教學(xué)模式改革探索已經(jīng)在許多高校推行開來，通過參加各類競(jìng)賽激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生自主能動(dòng)性，形成優(yōu)良學(xué)風(fēng)，提升教師教學(xué)水平，促進(jìn)師資隊(duì)伍建設(shè)。

1.1 "“以賽促教”課程案例

青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院職教分院的王杰等[1]參加了“外教社杯”全國高校外語教學(xué)大賽授課組比賽，發(fā)現(xiàn)競(jìng)賽環(huán)境與日常教學(xué)環(huán)境相比，更能為教師提供快速成長(zhǎng)的機(jī)遇，進(jìn)一步引起高校教師的反思與總結(jié)。西京學(xué)院理學(xué)院的段金英等[2]通過將“西門子杯”中國智能制造挑戰(zhàn)賽和電氣控制技術(shù)與PLC課程相融合，重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容，改變教學(xué)方法，多元化考核方式，以競(jìng)賽為驅(qū)動(dòng)促進(jìn)電氣控制技術(shù)與PLC課程教學(xué)改革。2021年，西安電子科技大學(xué)、西安交通大學(xué)等多所高校隊(duì)伍參加全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽，促進(jìn)教師反思教學(xué)模式，同時(shí)為學(xué)生提供了理論知識(shí)綜合運(yùn)用的平臺(tái)[3]。此外，南京郵電大學(xué)、安徽理工大學(xué)等眾多高校將科技競(jìng)賽引入學(xué)科建設(shè)，開展“以賽促教”教學(xué)模式改革探索。

1.2 "計(jì)算思維課程特點(diǎn)

計(jì)算思維可成具有明顯的學(xué)科交叉特點(diǎn)，課程前沿性強(qiáng)、知識(shí)點(diǎn)多，涉及語言編程等實(shí)踐需求，適合進(jìn)行項(xiàng)目化實(shí)踐性改革。本項(xiàng)目通過多方位、多角度、多領(lǐng)域引入項(xiàng)目及案例，培養(yǎng)和提高學(xué)生的科研興趣、創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力與理論應(yīng)用能力，充分適應(yīng)人才培養(yǎng)目標(biāo)和社會(huì)的需要。

通過計(jì)算思維課程“以賽促教”教學(xué)模式改革，旨在探索一種項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式本科課程案例庫建設(shè)新方法，在具有實(shí)踐需求、創(chuàng)新探索性強(qiáng)的理工科專業(yè)基礎(chǔ)型課程或科技競(jìng)賽中，建設(shè)項(xiàng)目案例庫，實(shí)現(xiàn)理論與工程實(shí)際結(jié)合式教學(xué)和人才培養(yǎng)，提高學(xué)生科研興趣、創(chuàng)新思維、實(shí)踐能力及綜合能力，為課程教學(xué)模式與評(píng)價(jià)體系改革提供借鑒。

2 "計(jì)算思維課程“以賽促教”教學(xué)模式改革

2.1 "改革目標(biāo)

1）通過“以賽促教”教學(xué)模式，以基礎(chǔ)理論作為教學(xué)主線，利用學(xué)科競(jìng)賽的實(shí)際問題貫穿整個(gè)知識(shí)體系和教學(xué)進(jìn)程，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性、合作性和創(chuàng)造性。

2）通過引入典型學(xué)科競(jìng)賽案例、科創(chuàng)項(xiàng)目等工程實(shí)際問題，多元、綜合、全面培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的思維能力，增強(qiáng)其對(duì)課程內(nèi)容的感性認(rèn)識(shí)及理論與工程實(shí)踐的聯(lián)系認(rèn)知，培養(yǎng)科研興趣、工程素養(yǎng)、創(chuàng)新能力和協(xié)作探究能力。

3）促進(jìn)教師教學(xué)研究能力、教育教學(xué)水平、科研能力和綜合能力不斷提高，在引入競(jìng)賽主題的教學(xué)實(shí)踐過程中，教師從知識(shí)的傳授者向引導(dǎo)者轉(zhuǎn)變，結(jié)合學(xué)科競(jìng)賽內(nèi)容，對(duì)課程教學(xué)設(shè)計(jì)與課程教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行調(diào)整以適應(yīng)現(xiàn)代本科教育教學(xué)需要，培養(yǎng)更多滿足工程實(shí)際需求的人才。

2.2 "改革內(nèi)容

2.2.1 "明確教學(xué)改革目標(biāo)，打破傳統(tǒng)教學(xué)壁壘

課程教學(xué)目標(biāo)在于讓學(xué)生通過學(xué)習(xí)解決實(shí)際問題，豐富課堂教學(xué)模式，引入網(wǎng)絡(luò)等其他資源，拓寬知識(shí)面，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。引入競(jìng)賽案例等方式，通過教師引導(dǎo)，線上學(xué)習(xí)交流、線下團(tuán)隊(duì)競(jìng)賽，讓學(xué)生了解自身能力，使不同能力的學(xué)生根據(jù)自身特點(diǎn)進(jìn)行自適應(yīng)學(xué)習(xí)。

2.2.2 "基于理論的案例分析、總結(jié)與歸納，典型競(jìng)賽案例的引入及問題解決

在課程教學(xué)中引入典型學(xué)科競(jìng)賽案例，涵蓋整個(gè)知識(shí)體系，貫穿整個(gè)教學(xué)進(jìn)程，激發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考以及學(xué)習(xí)積極性，形成一種全新的具有創(chuàng)新性和自主性的教學(xué)模式。

2.2.3 "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)生綜合能力，“以強(qiáng)帶弱”組建項(xiàng)目合作小組，以團(tuán)隊(duì)合作的形式，針對(duì)選定項(xiàng)目進(jìn)行合作探究、創(chuàng)新，并完成程序開發(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)合的模式，內(nèi)容上緊貼課程內(nèi)涵，形式上實(shí)現(xiàn)“以賽促教”教學(xué)模式。

2.2.4 "靈活考試方式及建立賽教融合考核方式

擺脫傳統(tǒng)的考核方式，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)小組學(xué)科競(jìng)賽分析情況、學(xué)科競(jìng)賽情況酌情增加到最終考試成績(jī)中。

2.2.5 "建立健全教學(xué)模式改革保障機(jī)制

建設(shè)全方位的實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)基地，提供相配套的硬件設(shè)施和技術(shù)支持，保證最基本的物質(zhì)保障；完善“以賽促教”教學(xué)模式改革的過程保障，使得競(jìng)賽保質(zhì)保量進(jìn)行，真正起到相應(yīng)作用；制定學(xué)生和教師獎(jiǎng)勵(lì)保障制度，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生和教師的主動(dòng)性[4]。

3 "“C語言之星”程序設(shè)計(jì)大賽

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，而機(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)，為以后專業(yè)學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，2022年3月，由山東大學(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)第一屆機(jī)械“C語言之星”程序設(shè)計(jì)大賽。

大賽主題：引領(lǐng)智造未來，計(jì)算思維為先。

作品要求：題材健康、積極向上；立足機(jī)械學(xué)科，突出專業(yè)特色及實(shí)用性；設(shè)計(jì)語言為C語言；要求作品自主完成，突出原創(chuàng)；如有引用部分，需在注釋中說明，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)算思維課堂教學(xué)中的團(tuán)隊(duì)為單位參賽；每班推薦1～2支團(tuán)隊(duì)參賽，由班級(jí)內(nèi)作品展示進(jìn)行打分排序，擇優(yōu)推薦；大賽采用現(xiàn)場(chǎng)路演的方式，限時(shí)十分鐘，由學(xué)生代表和專業(yè)教師評(píng)委打分評(píng)選出優(yōu)勝作品，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。

本次大賽已初步形成參賽項(xiàng)目案例庫，其中包含案例近30項(xiàng)，如自動(dòng)循跡運(yùn)輸小車、WayFinder興隆山校內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)、萬年歷等項(xiàng)目。下面展示部分案例。

案例一：自動(dòng)循跡運(yùn)輸小車

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，將小車放至地面黑線之上，小車即可自動(dòng)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)，如圖1所示。

案例二：WayFinder興隆山校內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)

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。例如：某人想從欣園餐廳出發(fā)到工程訓(xùn)練中心，只需輸入當(dāng)前所在地的編號(hào)25和目的地的編號(hào)30，即可得出到達(dá)目標(biāo)地點(diǎn)的最短路徑“欣園餐廳向西

300 m→實(shí)驗(yàn)樓向北400 m→圖書館向東北600 m→工程訓(xùn)練中心”，如圖2所示。

案例三：萬年歷

案例采用C語言編程中數(shù)組、指針、邏輯結(jié)構(gòu)、函數(shù)等知識(shí)，通過用戶界面輸入目標(biāo)年月，即可自動(dòng)生成該年月所對(duì)應(yīng)的萬年歷。例如：某人想知道2023年3月所對(duì)應(yīng)的萬年歷，只需輸入“2023 3”，即可得出準(zhǔn)確的萬年歷，如圖3所示。

案例四：“冒險(xiǎn)探索”

案例以游戲?yàn)槟０?，運(yùn)用C語言程序設(shè)計(jì)中三種基本結(jié)構(gòu)（順序、選擇、循環(huán)）、庫函數(shù)使用、指針、函數(shù)、結(jié)構(gòu)體與共用體等編程知識(shí)，完成名稱輸入，進(jìn)入?yún)擦秩肟?，選擇不同的山路或者水路，完成相應(yīng)的迷宮，實(shí)現(xiàn)冒險(xiǎn)探索，如圖4所示。

案例五：摩斯電碼編碼和解密

案例采用C語言程序設(shè)計(jì)中字符串操作、數(shù)據(jù)類型、三種基本結(jié)構(gòu)（順序、選擇、循環(huán)）等知識(shí)，學(xué)生通過編碼和解碼的雙向邏輯設(shè)計(jì)，體驗(yàn)項(xiàng)目案例設(shè)計(jì)系統(tǒng)性，了解二進(jìn)制數(shù)字化通信形式。例如：輸入“A”，選擇加密模式，輸入原文本“shandong university”，即可得出相應(yīng)的摩斯電碼加密結(jié)果“.../..../.-/-./-../---/-./--./..-/-./.

./...-/./.-./.../../-/-.--”，如圖5所示；輸

入“B”，選擇解密模式，輸入原文本“.../..../.-

/-./-../---/-./--./..-/-./../...-/./.-./.../../ -/-.--”，即可得出相應(yīng)的摩斯電碼加密結(jié)果“shandong university”，如圖6所示。

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)中的編程實(shí)踐為主線激發(fā)學(xué)生內(nèi)驅(qū)力，打破教師命題式案例建設(shè)模式，強(qiáng)調(diào)以工程實(shí)際作為背景，及時(shí)打破學(xué)科知識(shí)邏輯約束，按照工程需求的技術(shù)邏輯，系統(tǒng)性、普遍性構(gòu)建項(xiàng)目案例和教學(xué)體系，進(jìn)行“以賽促教”教學(xué)模式改革，調(diào)動(dòng)學(xué)生競(jìng)賽熱情和自主學(xué)習(xí)意識(shí)。

4 "研究成效與意義

4.1 "改革成效

4.1.1 "學(xué)生的學(xué)習(xí)主觀能動(dòng)性得到提高

在傳統(tǒng)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)力和興趣。而采用“以賽促教”教學(xué)模式則可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，使他們更加積極、主動(dòng)地參與學(xué)習(xí)?！耙再惔俳獭苯虒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)過程中更加高效?！耙再惔俳獭苯虒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。

4.1.2 "課堂教學(xué)質(zhì)量得到明顯提高

學(xué)生更加注重解決實(shí)際問題，積極主動(dòng)探索，在實(shí)踐中不斷學(xué)習(xí)提高，有效培養(yǎng)創(chuàng)新能力、應(yīng)用能力及工程能力。通過“以賽促教”教學(xué)模式改革可以加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，促使教師教學(xué)方式發(fā)生改變，從而提升整體教學(xué)能力，完善學(xué)校相關(guān)課程教學(xué)設(shè)計(jì)和學(xué)科建設(shè)。

4.1.3 "多樣化賽教融合考核方式不斷成熟

山東大學(xué)機(jī)械工程通過期末考試及舉辦課程競(jìng)賽方式進(jìn)行學(xué)生學(xué)習(xí)能力的考核，形成更加完整、合理的綜合考核評(píng)價(jià)體系，為大學(xué)課程的開展與考核提供了借鑒，有利于適應(yīng)未來社會(huì)對(duì)人才的需求。

4.2 "改革意義

在當(dāng)前“互聯(lián)網(wǎng)+”、新工科等教育改革背景下，通過“以賽促教”教學(xué)模式，以基礎(chǔ)理論作為教學(xué)主線，引入學(xué)科競(jìng)賽的實(shí)際問題，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)性、合作性和創(chuàng)造性。通過引入典型學(xué)科競(jìng)賽案例、科創(chuàng)項(xiàng)目等工程實(shí)際問題，多元、綜合、全面培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的思維能力、創(chuàng)新能力和協(xié)作探究能力。

促進(jìn)教師教學(xué)研究能力、教育教學(xué)水平、科研能力和綜合能力不斷地提高，在“以賽促教”的教學(xué)模式改革過程中，教師的身份、職責(zé)也發(fā)生轉(zhuǎn)變，對(duì)課程教學(xué)設(shè)計(jì)與課程教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行調(diào)整以適應(yīng)現(xiàn)代本科教育教學(xué)的需要，培養(yǎng)更多滿足工程實(shí)際需求的學(xué)生。

綜上所述，采用“以賽促教”模式進(jìn)行教學(xué)改革探索具有多方面的應(yīng)用前景和實(shí)際意義[5]，勢(shì)必會(huì)推動(dòng)教育現(xiàn)代化進(jìn)一步發(fā)展。

5 "結(jié)束語

針對(duì)當(dāng)前大學(xué)課程課堂教學(xué)存在教學(xué)方式保守、學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高等現(xiàn)實(shí)問題，進(jìn)行“以賽促教”教學(xué)模式改革探索，以競(jìng)賽項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)，靈活開展教學(xué)活動(dòng)。通過將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競(jìng)賽項(xiàng)目引入課堂教學(xué)過程、以目標(biāo)為導(dǎo)向改革教學(xué)大綱、以競(jìng)賽為驅(qū)動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣等方面改革，增強(qiáng)課程教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐操作、團(tuán)隊(duì)協(xié)作等綜合能力，進(jìn)而推動(dòng)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革進(jìn)程，為學(xué)校改革課程教學(xué)模式提供借鑒。實(shí)踐證明，“以賽促教”教學(xué)模式改革能夠提升教師教學(xué)水平，增強(qiáng)學(xué)生工程應(yīng)用能力，是適應(yīng)大學(xué)教學(xué)改革的有效模式。

6 "參考文獻(xiàn)

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