1、大学生学科竞赛模式的改革与实践 侯建华 陈少平 陈锟 田晓梅 吴岭清 吴嘉 中南民族大学电子信息工程学院 摘 要： 立足民族院校实情, 结合学院办学目标, 探索新的学科竞赛模式:从平台体系、保障及运行机制、与教学改革的联动创新机制 3 个方面入手, 打造融普及、提高为一体的多层次学科竞赛平台。通过 7 年实践, 人才培养效应日益凸显, 一大批拔尖创新人才脱颖而出, 教学改革成效显著, 为民族高校大学生创新竞赛和高素质创新人才培养探索出了一条特色之路。关键词： 学科竞赛; 民族高校; 创新人才培养; 电子设计竞赛; 教学改革; 作者简介：侯建华 (1964) , 男, 湖北武汉, 博士, 教授,
2、 副院长, 负责学院的本科教学运行、实践教学、大学生科技创新工作, 从事计算机视觉与模式识别领域研究.E-mail:收稿日期：2017-04-10基金：湖北省普通本科高校“专业综合改革试点”项目 (ZYZG15002、ZYG13001) Reform and practice of college student discipline competition modeHou Jianhua Chen Shaoping Chen Kun Tian Xiaomei Wu Lingqing Wu Jia College of Electronic Information Engineering, S
3、outh-central University for Nationalities; Abstract： Based on the reality of universities for nationalities and combined with the goal of the university education, a new discipline competition mode is explored.From the three aspects of the platform system, the assurance and operating mechanism, and
4、the linkage innovation mechanism for the teaching reform, a multilevel discipline competition platform with the integration of popularization and advancement is established.After seven years practice, the effect of talent cultivation has become increasingly prominent, and a large number of top-notch
5、 innovative talents have come to the fore, and the remarkable results have been made in the teaching reform.A distinctive way is explored for the students innovative competition in the universities for nationalities and for the cultivation of high-quality innovative talents.Keyword： discipline compe
6、tition; universities for nationalities; cultivation of innovative talents; electronic design competition; teaching reform; Received： 2017-04-10学科竞赛是提高大学生创新能力和综合素质的一项重要举措。近年来, 从国家到高校纷纷投入大量的人力、物力, 组织在校大学生参加各级各类学科竞赛1-8。实践证明, 学科竞赛对提高人才培养质量起到了非常好的作用, 那些在创新竞赛活动中经过系统训练的学生, 其就业或深造质量高, 普遍受到用人单位或高校研究生导师的欢迎。然而
7、, 由于学科竞赛非常占用教学资源, 受经费、设备、场地、师资等诸多因素的制约, 该项工作实际处于只涉及到少数优秀学生的“掐尖式”精英培养9-10;另一方面, 高校重科研的评价机制也导致教师很难投入更多精力参与指导2,7, 这也是导致学生受益面不大的一个重要原因。我院自 2004 年起组建创新竞赛教师指导团队, 以学科竞赛为载体开展第二课堂活动。20042009 年最初 5 年, 基本上属于探索和积累阶段, 其目标是针对少数学生开展培训, 使其在学科竞赛中获奖;虽然取得了一定的成效, 但单一的竞赛模式在外延上受到了限制, 使学生受益面和推动教学改革、完善创新人才培养体系等均存在明显不足。2009
8、 年底, 我们对此工作进行了重新审视, 立足实情、结合学院办学目标, 从培训机制、保障及运行机制、与教学改革的联动创新机制 3 个方面入手, 打造融普及、提高为一体的多层次学科竞赛平台, 探索新的学科竞赛模式。经过 7年不懈努力与实践, 在培养学生工程实践能力和创新素质、促进拔尖创新人才脱颖而出、深入推进教学改革等方面成效显著, 为民族高校大学生创新竞赛与创新人才培养探索出了一条特色之路。1 大学生学科竞赛的重新审视1.1 以专业和学科优势为依托经过“质量工程”建设, 我院在专业、学科建设上迈上了一个新的台阶, 先后获批为国家特色专业建设点、湖北省专业综合改革试点、湖北省高等学校教学团队、省级
9、实验教学示范中心, 建有智能无线通信湖北省重点实验室, 拥有信息与通信工程、光学工程 2 个一级学科硕士授权点, 建有 2 个国家民委重点实验室等。上述优质教学、科研资源, 为实施大学生学科竞赛模式改革提供了可靠的支撑。1.2 民族高校生源特点与办学目标作为一所民族高等院校, 我校少数民族学生比例为 60%左右, 很多学生来自经济、文化发展相对落后的少数民族地区, 实践动手能力和创新意识相对薄弱。但同时他们在当地却属于优秀学生, 普遍具有吃苦耐劳、勤奋上进的特点。由于没有城市学生培优的经历, 因此后劲很足, 只要引导和方法得当, 具备很大的潜质。这也是民族高校生源的一个潜在优势。多年来, 秉承
10、学校“面向少数民族和民族地区, 为民族地区经济与社会发展服务”的办学宗旨, 电子信息工程学院定位于应用型创新人才培养, 提出了“全面提升人才培养质量, 保证学生大面积成才, 促进拔尖创新人才脱颖而出”的办学目标, 其中一个关键环节就是学生工程实践能力和创新素质的培养。1.3 敢为人先、另辟蹊径湖北省是我国高教重要省份, 既有以华中科技大学为代表的一批以工科见长的大学, 又有包括武汉大学在内的一批综合性大学, 这些高校都具有很好的大学生学科竞赛传统, 与他们同台竞技, 既是巨大的挑战, 也是难得的机遇。为了实现既定的办学目标, 学院立足自身实际, 经过多次论证, 达成了以下共识:既不妄自菲薄、也
11、不能夜郎自大, 只要坚持以改革求创新、真抓实干、攻坚克难, 就一定能打造出属于我们的一片天地。为此, 提出以学科竞赛为抓手, 打造融普及、提高为一体的多层次学科竞赛平台, 以此深入推进教学改革与创新人才培养的新思路。以下从平台体系、保障及运行机制、与教学改革的联动创新机制 3 个方面加以介绍。2 融普及、提高为一体的多层次学科竞赛平台多层次学科竞赛平台的关键之一是如何将学科竞赛与科技创新普及活动相结合, 两者相互促进、协调发展, 让优质教学资源惠及到更多的学生。2.1 普及阶段普及阶段工作涉及到学生多、管理工作难度大的问题。2009 年底学院成立了大学生电子设计协会 (以下称电协) , 主要负
12、责对大一新生开展大规模系列培训活动、组织院内各种竞赛等。以下是 7 年来电协开展活动的简记:(1) 每年 10 月, 电协换届, 召开新生全年级大会做招新成员动员、完成招聘录取;(2) 每年 1112 月, 约 200 名新生参加为期 6 次的初级培训, 培训内容包括电子元器件识别、仪器仪表使用、焊接练习、小音箱制作、撰写测试报告等;(3) 每年寒假前后、包括寒假, 约 150 名新生参加为期 6 次的中级培训, 主要包括 51 单片机基本原理、C 语音模块化编程训练, 涉及的内容包括:51 单片机概述及开发板硬件电路原理、Keil 开发环境使用与仿真, LED 流水灯和数码管的静、动态显示,
13、 LED 点阵显示、中断与数字电子钟、串口通信, 并布置寒假作业;(4) 每年 34 月, 约 80 名新生参加 C 语言软件培训;(5) 每年 56 月, 约 200 名新生参加学院举办的新生杯电子制作大赛、软件设计竞赛;(6) 每年 79 月, 约 120 名新生参加学院举办的简易智能车大赛。上述活动将基础训练与校内竞赛相结合, 内容丰富、循序渐进、趣味而富有挑战, 实现了全年不间断、常态化, 参加人次数超过新生总人数的 1.8 倍, 为大面积成才奠定了坚实基础。同时, 电协通过自我管理、锻炼了成员的组织能力, 保证了普及工作的可持续开展。值得说明的是, 高水平学科竞赛 (例如电子设计竞赛
14、) 参赛学生的选拔一直是困扰各高校的一个问题, 由于参赛动机 (例如仅是为了保研、就业找工作) 、意志力、性格等原因导致选人不准, 给竞赛培训带来了困难, 浪费了其他学生锻炼的机会4,11, 很多学校对此做了有益探索4-6,11-12。我们通过一年系统的普及活动, 对每个学生的动机、勤奋程度以及自主学习能力、特长、潜质等有了一个清晰的了解, 从而为高水平学科竞赛选拔优秀学生做好人才储备。2.2 提高阶段坚持有所为、有所不为。我院一直以全国大学生电子设计竞赛、全国大学生智能汽车竞赛为龙头, 这 2 项赛事均是教育部倡导的大学生科技竞赛, 专业综合性强、影响力大, 对学生专业基础、动手实践和综合设
15、计能力、创新思维、团结协作精神等有很高要求, 是电子、自动化类专业的核心赛事。作为非“211工程”学校的学生, 要想在这些比赛中获得优异成绩, 一般还需 12 年系统科学的专门训练。训练分为平时集训、赛前冲刺 2 个阶段, 选拔优秀的学生以 3人为 1 组组队参加。以下以电子设计竞赛为例加以介绍。(1) 平时集训阶段。电赛培训分 2 个学期, 分别在每年 9 月、3 月开始。首先征题, 教师针对培训题目做专题讲座, 再布置学生在规定时间内完成作品的设计、制作、调试、报告撰写;最后是测试环节, 每个小组上台演示作品、汇报心得和不足, 要求指导教师对照培训题设计检查作品完成情况、给出成绩记载在案。
16、一般要求每个学期每组学生完成 3 组题目的训练。2010 年以前, 上述培训完全是以第二课堂形式完成的。从 2010 年开始, 我们依据培训内容与要求, 在人才培养方案中针对电赛培训专门新设了 3 门选修课, 将电赛培训纳入到正常教学计划, 有效保障了师生参与的积极性。(2) 赛前冲刺阶段。这一阶段主要是从暑假开始一直到正式比赛。根据前期培训阶段学生的表现与特长, 确定电源类、仪器仪表类、控制类、通信类等各组名单;每一类题目都指定 2 名左右教师负责, 为了提高指导质量, 还特别注重指导教师之间的讨论与交叉指导;以历年竞赛试题作为训练内容、要求学生根据题意独立进行方案的选择和器件的选择, 同时
17、规定好做题的时间, 一般是 5 天左右, 时间到就交作品;教师按照真题评测标准对包括报告撰写等进行严格测评打分, 最后是对作品点评, 指出成绩和不足。按照上述方式, 学生在做了 34 道真题以后, 其参赛水平会有一个很显著的提升, 同时这种模拟真实比赛环境的训练, 对学生参赛状态的调整也大有裨益。3 保障及运行机制大学生创新竞赛非常耗费资源, 包括师资、场地、仪器设备、器材、经费等, 而大规模的创新普及工作中管理、经费及运行等矛盾更加突出, 因此创新竞赛一直处于针对少数学生精英式培养阶段。为了破解此问题, 我院采取了如下措施, 收到了很好的成效。(1) 更新工作思路。从人才培养的全局出发, 将
18、大学生创新竞赛作为全面提升人才培养质量的关键之一, 要舍得花大力气。为此, 全院上下统一认识、主要领导高度重视, 分管领导切实深入其中, 遇到问题绝不推诿, 为师生排忧解难, 每学期召开 2 次专题工作会议, 讨论工作方案、现场解决具体困难。学院领导以身作则、真抓实干, 是该工作可持续健康发展的前提和保障。(2) 学院制定了一系列政策鼓励教师深度参与。在科研实验室用房、年终绩效、定编定岗、评优评先等方面旗帜鲜明地予以倾斜;针对新进的年轻博士, 学院规定在正常的教学科研工作外, 还必须从事与创新人才培养有关的工作;学院在各级各类教改项目、实验室技改与开放项目、课程与教材建设等教学改革工作的申报与
19、推荐上, 也重点向大学生科技创新工作方向引导。此外, 大力支持教师的外出培训与交流, 提高指导教师的专业素质。(3) 加强创新实验室建设。创新实验室是创新活动的主要场所, 随着学生人数的急剧增加, 我们不断扩大实验室面积, 同时争取专项经费扩充规模, 近 5 年累计新投入 80 余万元增加设备台套数;实验室实行全天候开放, 每年开放天数达到 330 天以上。此外, 对于大规模普及培训, 则主要利用学校实验中心的公共实验室, 在节假日、寒暑假进行。上述措施有效缓解了实验场地的不足, 满足了学院创新普及和高水平学科竞赛的需求。(4) 加强经费保障。学院积极申报各级质量工程、本科教学工程项目, 例如
20、从2009 年至今, 学院先后获批国家特色专业建设点, 2 个专业获湖北省专业综合改革试点, 1 个专业获批湖北省战略性新兴 (支柱) 产业人才培养计划, 学院2007 年和 2016 年 2 次获批湖北省实验教学示范中心等。学校高度重视教学改革, 对于上述项目均给予 42 万元资助, 再加上其他一些项目经费, 平均每年项目经费支助在 30 万元以上。对于经费的管理与使用我院采取集中管理、统一使用的模式, 无论是谁, 只要做的工作真正有利于人才培养, 只要符合学校的财务规定, 就可以从中开支。这种模式极大提高了使用效率, 调动了广大教师的积极性, 同样的钱可以办更多的事情, 可以做更多的公益工
21、作, 把钱真正用到了刀刃上。近 7 年来, 学院每年用于大学生科技创新的运行经费为 18 万元左右, 保障了创新普及和学科竞赛活动的开展。(5) 优化大学生电子设计协会。针对创新普及活动规模大、时间跨度长所带来的组织管理难的问题, 加强大学生电子设计协会的管理。该协会由热爱大学生创新活动、创新素质较强、有一定组织管理能力的学生组成, 全面负责初级培训、中级培训、C 语言软件培训, 以及学院组织的新生杯电子制作大赛、软件设计竞赛、简易智能车大赛等活动, 不仅包括上述活动的宣传、报名, 还配合教师进行培训指导、作品测试等工作。电协成立 7 年来, 出色地完成了学院赋予的各项任务, 同时还锻炼了学生
22、的组织管理才能和团队协作精神。4 课内外教学改革的联动创新机制大学生学科竞赛属于教学计划外的第二课堂活动。作为第一课堂的延伸与深化, 第二课堂内容新颖、形式灵活、实践性强, 在培养学生创新实践素质方面具有独特的优势;但由于“体制外”属性, 长期以来第二课堂缺乏系统、科学的定位与设计, 没有与第一课堂形成合力, 其外延没有得到有效拓展, 易被边缘化, 导致第二课堂本应承载的功能弱化。基于上述认识, 我们在开展学科竞赛的同时, 积极拓展其外延, 将学科竞赛元素融入到第一课堂教学, 从特色课程体系建设、实践教学改革以及提高青年教师专业素质等入手, 扎实推进教学改革, 形成了与第一课堂良性互动、协调发
23、展的态势。4.1 特色课程体系建设根据电赛培训要求, 在人才培养方案中专门新设了 3 门选修课:“电子线路设计 (电赛) ”“微控制器系统设计与应用 (电赛) ”“电源技术 (电赛) ”, 将电赛培训纳入到正常教学计划。同时, 为了启蒙和激发学生对创新竞赛活动的兴趣, 于 2014 年又新开设“走进神奇的电子世界”校级精品视频公开课。4.2 实践教学改革电子与通信技术的发展趋势、新的热点方向等在电赛题目中可以得到很好的反映, 因此某种意义上电赛可视为教学改革的参照标, 让我们认识到现有教学内容与方式的不足, 进而加以改进。2014 年起我们对“数字电路”课程实施改革, 摒弃使用了 30 多年、
24、基于非可编程逻辑电路的实验教学内容, 与现代电子技术中的 EDA 技术结合, 采用基于可编程 FPGA 设计的实验模式。该改革措施已于 2015 年 3 月正式实施, 达到了预期效果。“硬件课程设计”是我院所有专业的必修课程, 已经实施了近 20 年, 但存在部分选题内容老化、设计工作量偏轻等问题。我们根据电赛培训经验, 按照模块化、课程设计化的方向实施改进:从电赛培训内容中遴选出一部分选题, 借鉴电赛设计报告形式, 采用新的“课程设计任务书”模板和“测试记录与评分表”, 设计指标分为基本指标和扩展指标, 基本指标对应良好及以下成绩, 只有完成了扩展指标才有资格评优等。该改革措施于 2015
25、年 9 月实施, 显著提高了“硬件课程设计”的教学质量。电赛中目前普遍采用 32 位单片机, 为此, 我们在保留传统的 8 位单片机课程的同时, 新开了先进的“32 位嵌入式微控制器及应用”课程, 新建了配套的专业实验室, 由学院教师主编的教材近期将由人民邮电出版社出版。该课程于 2015年 3 月起实施。4.3 提高青年指导教师素质高水平学科竞赛对师资要求很高, 一名优秀的指导教师不仅要具备过硬的专业能力和创新素质, 还要有较高的教学水平、善于因材施教。我院十分注重对年轻指导教师的培养, 将此作为教学队伍建设的重要一环, 为年轻教师的成长创造条件。例如安排有经验的资深教师传帮带、每年送年轻教
26、师外出参加专业培训与交流、鼓励年轻教师攻读学位、倡导以学科竞赛工作为背景申报各类教学改革项目、参加教学竞赛等。通过以上措施, 一批年轻教师迅速成长, 不仅为学科竞赛注入了新鲜血液, 同时在师资队伍建设和教学改革上也取得了新的成绩。近 3 年来, 有 4 名电赛指导教师在职攻读博士学位;在 2016 年在第二届全国高校工程应用技术教师大赛中, 2 名电赛指导教师分别获二等奖、三等奖;通过教研项目立项先后研制的“新型单片机实验开发箱”“数字电路实验箱”投入使用, 广受学生好评, 其中“数字电路实验箱”在 2015 年首届湖北省高等学校自制实验教学仪器设备评选中获优秀奖。我院积极探索针对拔尖创新人才
27、培养的教学方法与手段, 形成了基于竞赛驱动、“浸润式方法”、基于“实验、实战、实效”特征的软件培训及文理融合的工作室等多种特色教学模式, 其中“浸润式”方法、基于“实验、实战、实效”特征的软件培训方法分别获 2016 年湖北省教学改革立项。5 结语经过 7 年的不懈努力与实践, 学院创新人才培养效应日益凸显。创新普及工作自 2009 年底启动, 连续 7 年对新生开展系列培训、校内竞赛, 参与新生比例达到 80%, 学生总体受益面超过 90%。学院毕业生就业率、就业质量多年来始终位居全校前列。通过竞赛培养, 一大批拔尖创新人才脱颖而出。我院在大学生电子设计竞赛中共 74 支队获奖, 其中国家一
28、等奖 3 项、国家二等奖 3 项, 获湖北省特等奖 2 项、省级一等奖 14 项、二等奖 31 项;在智能汽车竞赛中共 21 支队获奖, 其中国家一等奖 2 项、二等奖 3 项, 华南赛区一等奖 6 项、二等奖 3 项。在上述 2 个高水平学科竞赛中, 我院参赛队伍之众、获奖质量与数量人数之高, 始终位居全国民族高校之首, 为民族高校大学生创新竞赛和高素质创新人才培养探索出了一条特色之路。对于这种广度与深度兼顾、课外与课内相融的学科竞赛模式, 我们的体会是难在坚持、贵在奉献、重在创新。能够 7 年如一日默默地坚持下来, 靠的是学院办学理念和智慧, 更离不开广大教师的敬业育人精神。参考文献1高云
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