侯建華， 陳少平， 陳 錕， 田曉梅， 吳嶺清， 吳 嘉

(中南民族大學 電子信息工程學院， 湖北 武漢 430074)

大學生學科競賽模式的改革與實踐

侯建華， 陳少平， 陳 錕， 田曉梅， 吳嶺清， 吳 嘉

(中南民族大學 電子信息工程學院， 湖北 武漢 430074)

立足民族院校實情，結(jié)合學院辦學目標，探索新的學科競賽模式：從平臺體系、保障及運行機制、與教學改革的聯(lián)動創(chuàng)新機制3個方面入手，打造融普及、提高為一體的多層次學科競賽平臺。通過7年實踐，人才培養(yǎng)效應(yīng)日益凸顯，一大批拔尖創(chuàng)新人才脫穎而出，教學改革成效顯著,為民族高校大學生創(chuàng)新競賽和高素質(zhì)創(chuàng)新人才培養(yǎng)探索出了一條特色之路。

學科競賽； 民族高校； 創(chuàng)新人才培養(yǎng)； 電子設(shè)計競賽； 教學改革

學科競賽是提高大學生創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的一項重要舉措。近年來，從國家到高校紛紛投入大量的人力、物力，組織在校大學生參加各級各類學科競賽[1-8]。實踐證明，學科競賽對提高人才培養(yǎng)質(zhì)量起到了非常好的作用，那些在創(chuàng)新競賽活動中經(jīng)過系統(tǒng)訓練的學生，其就業(yè)或深造質(zhì)量高，普遍受到用人單位或高校研究生導師的歡迎。然而，由于學科競賽非常占用教學資源，受經(jīng)費、設(shè)備、場地、師資等諸多因素的制約，該項工作實際處于只涉及到少數(shù)優(yōu)秀學生的“掐尖式”精英培養(yǎng)[9-10]；另一方面，高校重科研的評價機制也導致教師很難投入更多精力參與指導[2,7]，這也是導致學生受益面不大的一個重要原因。

我院自2004年起組建創(chuàng)新競賽教師指導團隊，以學科競賽為載體開展第二課堂活動。2004—2009年最初5年，基本上屬于探索和積累階段，其目標是針對少數(shù)學生開展培訓，使其在學科競賽中獲獎；雖然取得了一定的成效，但單一的競賽模式在外延上受到了限制，使學生受益面和推動教學改革、完善創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系等均存在明顯不足。

2009年底，我們對此工作進行了重新審視，立足實情、結(jié)合學院辦學目標，從培訓機制、保障及運行機制、與教學改革的聯(lián)動創(chuàng)新機制3個方面入手，打造融普及、提高為一體的多層次學科競賽平臺，探索新的學科競賽模式。經(jīng)過7年不懈努力與實踐，在培養(yǎng)學生工程實踐能力和創(chuàng)新素質(zhì)、促進拔尖創(chuàng)新人才脫穎而出、深入推進教學改革等方面成效顯著，為民族高校大學生創(chuàng)新競賽與創(chuàng)新人才培養(yǎng)探索出了一條特色之路。

1 大學生學科競賽的重新審視

1.1 以專業(yè)和學科優(yōu)勢為依托

經(jīng)過“質(zhì)量工程”建設(shè)，我院在專業(yè)、學科建設(shè)上邁上了一個新的臺階，先后獲批為國家特色專業(yè)建設(shè)點、湖北省專業(yè)綜合改革試點、湖北省高等學校教學團隊、省級實驗教學示范中心，建有智能無線通信湖北省重點實驗室，擁有信息與通信工程、光學工程2個一級學科碩士授權(quán)點，建有2個國家民委重點實驗室等。上述優(yōu)質(zhì)教學、科研資源，為實施大學生學科競賽模式改革提供了可靠的支撐。

1.2 民族高校生源特點與辦學目標

作為一所民族高等院校，我校少數(shù)民族學生比例為60%左右，很多學生來自經(jīng)濟、文化發(fā)展相對落后的少數(shù)民族地區(qū)，實踐動手能力和創(chuàng)新意識相對薄弱。但同時他們在當?shù)貐s屬于優(yōu)秀學生，普遍具有吃苦耐勞、勤奮上進的特點。由于沒有城市學生培優(yōu)的經(jīng)歷，因此后勁很足，只要引導和方法得當，具備很大的潛質(zhì)。這也是民族高校生源的一個潛在優(yōu)勢。

多年來，秉承學?！懊嫦蛏贁?shù)民族和民族地區(qū)，為民族地區(qū)經(jīng)濟與社會發(fā)展服務(wù)”的辦學宗旨，電子信息工程學院定位于應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)，提出了“全面提升人才培養(yǎng)質(zhì)量，保證學生大面積成才，促進拔尖創(chuàng)新人才脫穎而出”的辦學目標，其中一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是學生工程實踐能力和創(chuàng)新素質(zhì)的培養(yǎng)。

1.3 敢為人先、另辟蹊徑

湖北省是我國高教重要省份，既有以華中科技大學為代表的一批以工科見長的大學，又有包括武漢大學在內(nèi)的一批綜合性大學，這些高校都具有很好的大學生學科競賽傳統(tǒng)，與他們同臺競技，既是巨大的挑戰(zhàn)，也是難得的機遇。為了實現(xiàn)既定的辦學目標，學院立足自身實際，經(jīng)過多次論證，達成了以下共識：既不妄自菲薄、也不能夜郎自大，只要堅持以改革求創(chuàng)新、真抓實干、攻堅克難，就一定能打造出屬于我們的一片天地。為此，提出以學科競賽為抓手，打造融普及、提高為一體的多層次學科競賽平臺，以此深入推進教學改革與創(chuàng)新人才培養(yǎng)的新思路。

以下從平臺體系、保障及運行機制、與教學改革的聯(lián)動創(chuàng)新機制3個方面加以介紹。

2 融普及、提高為一體的多層次學科競賽平臺

多層次學科競賽平臺的關(guān)鍵之一是如何將學科競賽與科技創(chuàng)新普及活動相結(jié)合，兩者相互促進、協(xié)調(diào)發(fā)展，讓優(yōu)質(zhì)教學資源惠及到更多的學生。

2.1 普及階段

普及階段工作涉及到學生多、管理工作難度大的問題。2009年底學院成立了大學生電子設(shè)計協(xié)會(以下稱電協(xié))，主要負責對大一新生開展大規(guī)模系列培訓活動、組織院內(nèi)各種競賽等。以下是7年來電協(xié)開展活動的簡記：

(1) 每年10月，電協(xié)換屆，召開新生全年級大會做招新成員動員、完成招聘錄取；

(2) 每年11—12月，約200名新生參加為期6次的初級培訓，培訓內(nèi)容包括電子元器件識別、儀器儀表使用、焊接練習、小音箱制作、撰寫測試報告等；

(3) 每年寒假前后、包括寒假，約150名新生參加為期6次的中級培訓，主要包括51單片機基本原理、C語音模塊化編程訓練，涉及的內(nèi)容包括：51單片機概述及開發(fā)板硬件電路原理、Keil開發(fā)環(huán)境使用與仿真，LED流水燈和數(shù)碼管的靜、動態(tài)顯示，LED點陣顯示、中斷與數(shù)字電子鐘、串口通信，并布置寒假作業(yè)；

(4) 每年3—4月，約80名新生參加C語言軟件培訓；

(5) 每年5—6月，約200名新生參加學院舉辦的新生杯電子制作大賽、軟件設(shè)計競賽；

(6) 每年7—9月，約120名新生參加學院舉辦的簡易智能車大賽。

上述活動將基礎(chǔ)訓練與校內(nèi)競賽相結(jié)合，內(nèi)容豐富、循序漸進、趣味而富有挑戰(zhàn)，實現(xiàn)了全年不間斷、常態(tài)化，參加人次數(shù)超過新生總?cè)藬?shù)的1.8倍，為大面積成才奠定了堅實基礎(chǔ)。同時，電協(xié)通過自我管理、鍛煉了成員的組織能力，保證了普及工作的可持續(xù)開展。

值得說明的是，高水平學科競賽(例如電子設(shè)計競賽)參賽學生的選拔一直是困擾各高校的一個問題，由于參賽動機(例如僅是為了保研、就業(yè)找工作)、意志力、性格等原因?qū)е逻x人不準，給競賽培訓帶來了困難，浪費了其他學生鍛煉的機會[4,11]，很多學校對此做了有益探索[4-6, 11-12]。我們通過一年系統(tǒng)的普及活動，對每個學生的動機、勤奮程度以及自主學習能力、特長、潛質(zhì)等有了一個清晰的了解，從而為高水平學科競賽選拔優(yōu)秀學生做好人才儲備。

2.2 提高階段

堅持有所為、有所不為。我院一直以全國大學生電子設(shè)計競賽、全國大學生智能汽車競賽為龍頭，這2項賽事均是教育部倡導的大學生科技競賽，專業(yè)綜合性強、影響力大，對學生專業(yè)基礎(chǔ)、動手實踐和綜合設(shè)計能力、創(chuàng)新思維、團結(jié)協(xié)作精神等有很高要求，是電子、自動化類專業(yè)的核心賽事。作為非“211工程”學校的學生，要想在這些比賽中獲得優(yōu)異成績，一般還需1～2年系統(tǒng)科學的專門訓練。訓練分為平時集訓、賽前沖刺2個階段，選拔優(yōu)秀的學生以3人為1組組隊參加。以下以電子設(shè)計競賽為例加以介紹。

(1) 平時集訓階段。電賽培訓分2個學期，分別在每年9月、3月開始。首先征題，教師針對培訓題目做專題講座，再布置學生在規(guī)定時間內(nèi)完成作品的設(shè)計、制作、調(diào)試、報告撰寫；最后是測試環(huán)節(jié)，每個小組上臺演示作品、匯報心得和不足，要求指導教師對照培訓題設(shè)計檢查作品完成情況、給出成績記載在案。一般要求每個學期每組學生完成3組題目的訓練。2010年以前，上述培訓完全是以第二課堂形式完成的。從2010年開始，我們依據(jù)培訓內(nèi)容與要求，在人才培養(yǎng)方案中針對電賽培訓專門新設(shè)了3門選修課，將電賽培訓納入到正常教學計劃，有效保障了師生參與的積極性。

(2) 賽前沖刺階段。這一階段主要是從暑假開始一直到正式比賽。根據(jù)前期培訓階段學生的表現(xiàn)與特長，確定電源類、儀器儀表類、控制類、通信類等各組名單；每一類題目都指定2名左右教師負責，為了提高指導質(zhì)量，還特別注重指導教師之間的討論與交叉指導；以歷年競賽試題作為訓練內(nèi)容、要求學生根據(jù)題意獨立進行方案的選擇和器件的選擇，同時規(guī)定好做題的時間，一般是5天左右，時間到就交作品；教師按照真題評測標準對包括報告撰寫等進行嚴格測評打分，最后是對作品點評，指出成績和不足。按照上述方式，學生在做了3～4道真題以后，其參賽水平會有一個很顯著的提升，同時這種模擬真實比賽環(huán)境的訓練，對學生參賽狀態(tài)的調(diào)整也大有裨益。

3 保障及運行機制

大學生創(chuàng)新競賽非常耗費資源，包括師資、場地、儀器設(shè)備、器材、經(jīng)費等，而大規(guī)模的創(chuàng)新普及工作中管理、經(jīng)費及運行等矛盾更加突出，因此創(chuàng)新競賽一直處于針對少數(shù)學生精英式培養(yǎng)階段。為了破解此問題，我院采取了如下措施，收到了很好的成效。

(1) 更新工作思路。從人才培養(yǎng)的全局出發(fā)，將大學生創(chuàng)新競賽作為全面提升人才培養(yǎng)質(zhì)量的關(guān)鍵之一，要舍得花大力氣。為此，全院上下統(tǒng)一認識、主要領(lǐng)導高度重視，分管領(lǐng)導切實深入其中，遇到問題絕不推諉，為師生排憂解難，每學期召開2次專題工作會議，討論工作方案、現(xiàn)場解決具體困難。學院領(lǐng)導以身作則、真抓實干，是該工作可持續(xù)健康發(fā)展的前提和保障。

(2) 學院制定了一系列政策鼓勵教師深度參與。在科研實驗室用房、年終績效、定編定崗、評優(yōu)評先等方面旗幟鮮明地予以傾斜；針對新進的年輕博士，學院規(guī)定在正常的教學科研工作外，還必須從事與創(chuàng)新人才培養(yǎng)有關(guān)的工作；學院在各級各類教改項目、實驗室技改與開放項目、課程與教材建設(shè)等教學改革工作的申報與推薦上，也重點向大學生科技創(chuàng)新工作方向引導。此外，大力支持教師的外出培訓與交流，提高指導教師的專業(yè)素質(zhì)。

(3) 加強創(chuàng)新實驗室建設(shè)。創(chuàng)新實驗室是創(chuàng)新活動的主要場所，隨著學生人數(shù)的急劇增加，我們不斷擴大實驗室面積，同時爭取專項經(jīng)費擴充規(guī)模，近5年累計新投入80余萬元增加設(shè)備臺套數(shù)；實驗室實行全天候開放，每年開放天數(shù)達到330天以上。此外，對于大規(guī)模普及培訓，則主要利用學校實驗中心的公共實驗室，在節(jié)假日、寒暑假進行。上述措施有效緩解了實驗場地的不足，滿足了學院創(chuàng)新普及和高水平學科競賽的需求。

(4) 加強經(jīng)費保障。學院積極申報各級質(zhì)量工程、本科教學工程項目，例如從2009年至今，學院先后獲批國家特色專業(yè)建設(shè)點，2個專業(yè)獲湖北省專業(yè)綜合改革試點，1個專業(yè)獲批湖北省戰(zhàn)略性新興(支柱)產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)計劃，學院2007年和2016年2次獲批湖北省實驗教學示范中心等。學校高度重視教學改革，對于上述項目均給予42萬元資助，再加上其他一些項目經(jīng)費，平均每年項目經(jīng)費支助在30萬元以上。對于經(jīng)費的管理與使用我院采取集中管理、統(tǒng)一使用的模式，無論是誰，只要做的工作真正有利于人才培養(yǎng)，只要符合學校的財務(wù)規(guī)定，就可以從中開支。這種模式極大提高了使用效率，調(diào)動了廣大教師的積極性，同樣的錢可以辦更多的事情，可以做更多的公益工作，把錢真正用到了刀刃上。近7年來，學院每年用于大學生科技創(chuàng)新的運行經(jīng)費為18萬元左右，保障了創(chuàng)新普及和學科競賽活動的開展。

(5) 優(yōu)化大學生電子設(shè)計協(xié)會。針對創(chuàng)新普及活動規(guī)模大、時間跨度長所帶來的組織管理難的問題，加強大學生電子設(shè)計協(xié)會的管理。該協(xié)會由熱愛大學生創(chuàng)新活動、創(chuàng)新素質(zhì)較強、有一定組織管理能力的學生組成，全面負責初級培訓、中級培訓、C語言軟件培訓，以及學院組織的新生杯電子制作大賽、軟件設(shè)計競賽、簡易智能車大賽等活動，不僅包括上述活動的宣傳、報名，還配合教師進行培訓指導、作品測試等工作。電協(xié)成立7年來，出色地完成了學院賦予的各項任務(wù)，同時還鍛煉了學生的組織管理才能和團隊協(xié)作精神。

4 課內(nèi)外教學改革的聯(lián)動創(chuàng)新機制

大學生學科競賽屬于教學計劃外的第二課堂活動。作為第一課堂的延伸與深化，第二課堂內(nèi)容新穎、形式靈活、實踐性強，在培養(yǎng)學生創(chuàng)新實踐素質(zhì)方面具有獨特的優(yōu)勢；但由于“體制外”屬性，長期以來第二課堂缺乏系統(tǒng)、科學的定位與設(shè)計，沒有與第一課堂形成合力，其外延沒有得到有效拓展，易被邊緣化，導致第二課堂本應(yīng)承載的功能弱化。

基于上述認識，我們在開展學科競賽的同時，積極拓展其外延，將學科競賽元素融入到第一課堂教學，從特色課程體系建設(shè)、實踐教學改革以及提高青年教師專業(yè)素質(zhì)等入手，扎實推進教學改革，形成了與第一課堂良性互動、協(xié)調(diào)發(fā)展的態(tài)勢。

4.1 特色課程體系建設(shè)

根據(jù)電賽培訓要求，在人才培養(yǎng)方案中專門新設(shè)了3門選修課：“電子線路設(shè)計(電賽)”“微控制器系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用(電賽)”“電源技術(shù)(電賽)”，將電賽培訓納入到正常教學計劃。同時，為了啟蒙和激發(fā)學生對創(chuàng)新競賽活動的興趣，于2014年又新開設(shè)“走進神奇的電子世界”校級精品視頻公開課。

4.2 實踐教學改革

電子與通信技術(shù)的發(fā)展趨勢、新的熱點方向等在電賽題目中可以得到很好的反映，因此某種意義上電賽可視為教學改革的參照標，讓我們認識到現(xiàn)有教學內(nèi)容與方式的不足，進而加以改進。

2014年起我們對“數(shù)字電路”課程實施改革，摒棄使用了30多年、基于非可編程邏輯電路的實驗教學內(nèi)容，與現(xiàn)代電子技術(shù)中的EDA技術(shù)結(jié)合，采用基于可編程FPGA設(shè)計的實驗?zāi)Ｊ?。該改革措施已?015年3月正式實施，達到了預(yù)期效果。

“硬件課程設(shè)計”是我院所有專業(yè)的必修課程，已經(jīng)實施了近20年，但存在部分選題內(nèi)容老化、設(shè)計工作量偏輕等問題。我們根據(jù)電賽培訓經(jīng)驗，按照模塊化、課程設(shè)計化的方向?qū)嵤└倪M：從電賽培訓內(nèi)容中遴選出一部分選題，借鑒電賽設(shè)計報告形式，采用新的“課程設(shè)計任務(wù)書”模板和“測試記錄與評分表”，設(shè)計指標分為基本指標和擴展指標，基本指標對應(yīng)良好及以下成績，只有完成了擴展指標才有資格評優(yōu)等。該改革措施于2015年9月實施，顯著提高了“硬件課程設(shè)計”的教學質(zhì)量。

電賽中目前普遍采用32位單片機，為此，我們在保留傳統(tǒng)的8位單片機課程的同時，新開了先進的“32位嵌入式微控制器及應(yīng)用”課程，新建了配套的專業(yè)實驗室，由學院教師主編的教材近期將由人民郵電出版社出版。該課程于2015年3月起實施。

4.3 提高青年指導教師素質(zhì)

高水平學科競賽對師資要求很高，一名優(yōu)秀的指導教師不僅要具備過硬的專業(yè)能力和創(chuàng)新素質(zhì)，還要有較高的教學水平、善于因材施教。我院十分注重對年輕指導教師的培養(yǎng)，將此作為教學隊伍建設(shè)的重要一環(huán)，為年輕教師的成長創(chuàng)造條件。例如安排有經(jīng)驗的資深教師傳幫帶、每年送年輕教師外出參加專業(yè)培訓與交流、鼓勵年輕教師攻讀學位、倡導以學科競賽工作為背景申報各類教學改革項目、參加教學競賽等。通過以上措施，一批年輕教師迅速成長，不僅為學科競賽注入了新鮮血液，同時在師資隊伍建設(shè)和教學改革上也取得了新的成績。

近3年來，有4名電賽指導教師在職攻讀博士學位；在2016年在第二屆全國高校工程應(yīng)用技術(shù)教師大賽中，2名電賽指導教師分別獲二等獎、三等獎；通過教研項目立項先后研制的“新型單片機實驗開發(fā)箱”“數(shù)字電路實驗箱”投入使用，廣受學生好評，其中“數(shù)字電路實驗箱”在2015年首屆湖北省高等學校自制實驗教學儀器設(shè)備評選中獲優(yōu)秀獎。我院積極探索針對拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)的教學方法與手段，形成了基于競賽驅(qū)動、“浸潤式方法”、基于“實驗、實戰(zhàn)、實效”特征的軟件培訓及文理融合的工作室等多種特色教學模式，其中“浸潤式”方法、基于“實驗、實戰(zhàn)、實效”特征的軟件培訓方法分別獲2016年湖北省教學改革立項。

5 結(jié)語

經(jīng)過7年的不懈努力與實踐，學院創(chuàng)新人才培養(yǎng)效應(yīng)日益凸顯。創(chuàng)新普及工作自2009年底啟動，連續(xù)7年對新生開展系列培訓、校內(nèi)競賽，參與新生比例達到80%，學生總體受益面超過90%。學院畢業(yè)生就業(yè)率、就業(yè)質(zhì)量多年來始終位居全校前列。

通過競賽培養(yǎng),一大批拔尖創(chuàng)新人才脫穎而出。我院在大學生電子設(shè)計競賽中共74支隊獲獎，其中國家一等獎3項、國家二等獎3項，獲湖北省特等獎2項、省級一等獎14項、二等獎31項；在智能汽車競賽中共21支隊獲獎，其中國家一等獎2項、二等獎3項，華南賽區(qū)一等獎6項、二等獎3項。在上述2個高水平學科競賽中，我院參賽隊伍之眾、獲獎質(zhì)量與數(shù)量人數(shù)之高，始終位居全國民族高校之首，為民族高校大學生創(chuàng)新競賽和高素質(zhì)創(chuàng)新人才培養(yǎng)探索出了一條特色之路。對于這種廣度與深度兼顧、課外與課內(nèi)相融的學科競賽模式，我們的體會是難在堅持、貴在奉獻、重在創(chuàng)新。能夠7年如一日默默地堅持下來，靠的是學院辦學理念和智慧，更離不開廣大教師的敬業(yè)育人精神。

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Reform and practice of college student discipline competition mode

Hou Jianhua, Chen Shaoping, Chen Kun, Tian Xiaomei, Wu Lingqing, Wu Jia

(College of Electronic Information Engineering, South-central University for Nationalities, Wuhan 430074, China)

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 the linkage innovation mechanism for the teaching reform, a multi-level 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 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.

discipline competition; universities for nationalities; cultivation of innovative talents; electronic design competition; teaching reform

10.16791/j.cnki.sjg.2017.11.006

G642.45

A

1002-4956(2017)11-0019-04

2017-04-10

湖北省普通本科高校“專業(yè)綜合改革試點”項目(ZYZG15002、ZYG13001);湖北省普通高等學校戰(zhàn)略性新興(支柱)產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)計劃(CY13001);湖北省高校省級教學改革研究項目(JYX16002)

侯建華(1964—)，男，湖北武漢，博士，教授，副院長，負責學院的本科教學運行、實踐教學、大學生科技創(chuàng)新工作，從事計算機視覺與模式識別領(lǐng)域研究.

E-mailhou8781@126.com