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摘要：文章首先对国内学科竞赛相关研究进行了阐述，然后从选拔合适的学生、有针对性地授课、竞赛 过程指导三个方面对学生学科竞赛指导模式进行了论述，最后总结了学科竞赛培训效果。
学科竞赛作为一种考核大学生专业实践能力的 方式， 是评价不同学校专业教育水平的重要参考 。 2022 年，中国高等教育学会高校竞赛评估与管理体系 研究工作组在《2021 全国普通高校大学生竞赛分析报 告》[1] 中列出了 56 项全国大学生学科竞赛，其中包括 了创新创业、工科、医科、技能和语言学科等类别 。 同 时， 湖南省教育厅在教育部公布的目录的指导下，结 合湖南省的实际情况，公布了省内的一些比赛项目。
目前，教育部及湖南省竞赛目录里的竞赛项目涵 盖了很多专业， 其中与计算机相关的竞赛占一半以 上，涉及机器人、物联网、人工智能、软件、网络安全、 大数据等各个方面 。可见，学科竞赛是专业学习过程 中不可或缺的内容 。而引导学生参与学科竞赛，特别 是与其专业相关的学科竞赛，能充分调动学生的学习 兴趣，同时也能促使学生灵活运用各种专业知识，相 互配合，从而有利于学生理解各种基础概念，把多门 课程的离散知识构建成一个知识体系。鉴于学科竞赛 与本科专业学习的强相关性，结合笔者多年从事一线 教学和指导学生参与学科竞赛的经验，以下就指导计 算机相关专业学生进行学科竞赛加以论述[2]。
一、国内学科竞赛相关研究
国内对学科竞赛培养方式的研究一直以来比较重 视。林桂娟等[3]在学科竞赛中以学生的创新力为主体， 促进学生知识、能力、素质协调发展，注重与工程实际 紧密结合;张效义等[4] 以全国大学生物联网创新应用设 计大赛为依托， 以科研为基础， 对课程设置进行了探 索，注重培养创新型人才;马林[5]对学生的培养是从基 本技能训练入手的， 通过引导学生参加高年级课题的 方式，从而培养了学生的团队合作精神;梁勇强等[6]通过量化分析的手段对大学生的学习动机进行了分析法，取得了较好的效果;周亮等[7] 以兰州交通大学测绘 与地理信息学院为例，探讨了培养学生专业技能和解 决实际问题能力的方法，从而实现了“教、赛、学”相结 合;雷晶晶[8]提出以第二课堂的方式鼓励学生主动学 习，培养学生的参赛兴趣;刘丛丛[9]提出了“以赛促学” 的教学管理策略;金亚旭等[10]提出要结合学生科研与 学科竞赛，采用“双驱动”的模式培养创新型人才。
上述国内研究状况表明，学科竞赛与专业学习关 系紧密 。一方面，学科竞赛可以促进专业理论学习的 具象化，让学生在实际应用过程中深入理解理论;另 一方面，专业理论学习又促进了学科竞赛水平的提高。 两者相辅相成、相互促进。概言之，设置合理的竞赛培 养模式，可以提高学生的专业学习兴趣和水平。
二、学生学科竞赛指导模式
由于大学一年级的学生没有任何专业能力，大学四 年级的学生需要找工作、考研等，也没有时间参加学科 竞赛， 故学生从二年级下学期才能真正参与竞赛培养， 对此，制订合理的培养模式是取得好成绩的关键。
(一)选拔合适的学生
在学科竞赛指导中，选拔合适的学生非常关键 。 合适的学生能够使学科竞赛指导事半功倍。根据笔者 经验，选拔学生应主要从以下六方面进行考虑。
1.学习动力 。不同的学生对自己大学生活的规划 不同，故选拔学生的首要原则是选拔那些希望在专业 上有所建树、有求知欲和学习动力的学生 。因为只有 具有学习动力的学生，才能在后期坚持进行枯燥的训 练并完成艰难的学习任务。学习动力的考查主要通过 自主报名和面试决定 。故为了吸引真正有求知欲的学 生报名， 报名宣传内容宜以提高学生的专业能力为 主 。同时，面试时，应主要考核学生对课本之外知识的理解和对整个专业的体系结构的掌握等。
2.探索能力 。学科竞赛往往需要的是超出教材的 知识，这就要求学生具有探索精神 。因为具有探索能 力的学生能够在遇到困难时主动在网上搜索答案，或 者通过与教师、同学交流来解决问题，这个能力在竞 赛中有非常重要的作用 。通常，选拔具有探索能力的 学生是通过面试来决定的。面试内容包括对课本的延 伸知识进行考核，以此判断学生在以往的学习中是否 具有探索能力，以及其解决问题的方法是否合适。
3.学习毅力 。某些学科竞赛需要学生经过长期努 力才能达到一定的效果，如北斗导航竞赛，除了需要 学生具有一定的创新性，还需要其能在长达几个月的 时间里学习和制作。在这个过程中，如果没有毅力，学 生是不可能完成规定竞赛项目的 。对于有的竞赛，如 NAO 机器人高尔夫球比赛，则需要学生进行枯燥的训 练，一杆一杆地击球，每次击球的路径不完全相同，具 体需要学生能够坚持近一个月的时间做相同的事情， 这就需要强大的毅力。针对学习毅力的选拔可以通过 面试来决定 。对学生进行面试时，可以通过询问一些 学生的日常行为，如是否坚持早起、是否能坚持上课 等，判断学生是否具有自制力，从而推断出学生是否 具有学习的毅力。
4.创新能力。随着学科竞赛的推广和逐年开展，竞 赛门类也由单纯考核学生技巧性过渡发展为多个门 类的竞赛，其中包括创意类、制作类等。关于创意类竞 赛，创新性无疑是评判学生成绩的最重要一点 。关于 制作类竞赛，作品的好坏虽然与制作成功与否、功能 完备等条件相关，但是如果在制作过程中带有一定的 创新性，则会使得评委眼前一亮，获得较好的分数 。因 此，选拔具有创新能力的学生应遵循以下原则：具有 灵活的思维能力、宽广的视野，以及敏锐的洞察力。为 了考核学生的这些能力，可以从以下两个方面进行观 察：①平时作业的完成情况，因为从作业完成情况可 以看出学生的思维是否灵活、是否具有独特的解题思 路;②对学生进行面试时，主要考核学生对新事物的 关注程度，以及对整个学科发展的认识等。
5.专业基础知识。一般说来，若学生具有一定的专 业基础知识，就能很快进入竞赛项目的培训与工作当 中，因此选择具有相关知识基础的学生也是一个重要 的考量标准 。不同的学科竞赛会考核不同的基础知 识 。如与硬件相关的制作类竞赛就需要考查学生的 C 语言和硬件基础知识， 以及对 C51 芯片和 STM32 芯 片的掌握程度;机器人、人工智能相关的学科竞赛需要考查学生的 Python、机器学习和图像识别相关知 识 。在教育部公布的五十多项学科竞赛中，大部分是 多专业融合型竞赛项目，因此在选拔学生组队的过程 中，也要考虑各个学生的专业知识背景 。比如，很多竞 赛需要具有机电、机械、通信等方面专业背景的学生 参与，对此，就需要在组队时进行综合考虑 。通常，可 以通过笔试考查学生的专业基础知识水平。针对不同 专业的学生应使用不同试卷，以求实现最优组队。
6.团队协作能力 。学生参与学科竞赛时一般是以 组队的形式参加，团队协作的重要性不言而喻。一般在 一个团队中需要有一个队长进行总体规划和任务分 工，这个角色一般需要有较强的专业技术能力，其次需 要其余的队员能够服从安排。在一个队伍中出现两个 特别出色的学生有可能会对整个队伍的协作产生一定 影响。因此在选拔学生时，需要充分考虑学生的意愿， 通过自由组队的方式将具有默契的学生集中在一个队 伍中，从而发挥队伍的最大主观能动性。
以上六点选拔要求以前三点为主，一般情况下， 本着宁缺毋滥原则选拔出的学生都能取得较好的成 绩 。接下来将阐述如何对选拔的学生进行培养。
(二)有针对性地授课
一般来说，学生在课堂上学到的知识是没有针对 性的，学到的是整个学科的理论知识 。故授课环节对 于学生加强本专业知识的学习具有举足轻重的作用。 对于学生的授课主要从以下三个方面加以实施。
1.分年级授课 。分年级授课是指对不同年级的学 生执行不同的教学任务 。在具体实施过程中，教师先 按照大一、大二、大三的年级层次将学生分成不同的 学习层，然后对照相应的课标进行备课、设计教学内 容 。其中，针对大一学生，将介绍竞赛内容、研究竞赛 规则、了解竞赛要求等作为主要教学内容;针对大二 学生，将竞赛中涉及的专业知识探究作为主要教学内 容;针对大三学生，将研讨竞赛中的新技术、新理论作 为主要教学内容。接着采取教师讲授与学生自学相结 合的方式实施授课，即在授课过程中，教师针对不同 年级的学生布置课前学习任务，要求其以讨论形式深 入探究学习，再按照一定的逻辑顺序让学生依次展示 学习成果，教师在必要时提供指导即可，这样可以让 不同年级的学生都有所收获。
总的来讲，分年级授课能保证整个团队产生一个 人才的梯度，使学校学生在每一年的竞赛中都能有较 好的表现，同时考虑到每个年级的学生在知识的掌握上有深浅之分，课程之间也有前导课程和后继课程之 分， 所以教师必须按照课程之间的逻辑顺序组织授 课，这样才能促使学生掌握完整的知识体系。
2.分专业授课 。 由于二年级一般来说已经区分专 业课，而每个专业的学生以后的发展路径又不完全相 同，因此需要对其进行分专业授课 。对于软件工程专 业的学生，可安排软件工程、算法和数据库等课程的 学习，同时为了适应竞赛，可以对其开设网页前端、小 程序开发、安卓 App 开发等相关课程 。对于物联网专 业的学生，可以在其所学的 C51 单片机课程的基础上 增加 STM32 单片机、嵌入式操作系统等课程 。对于人 工智能专业学生，除了安排机器学习、深度学习、数字 图像处理等课程，还可以增加机器人操作、单片机课 程，并讲解一些成熟的人工智能算法 。对于大数据相 关专业学生，可以安排大数据处理、图像处理等课程， 并指导其学习数据采集和分析、边缘计算等课程。
3.差异化授课 。差异化授课指的是针对不同学生 实施不同的授课方案 。总的原则有两个，一个是对于 学生知识的薄弱环节进行弥补，这个叫补短;另外一 个原则是对学生感兴趣的方向进行深入培养，这个叫 扬长 。差异化授课以学生为基础进行策略制订，主要 参考学生的学习能力、思维方式等个性化因素 。具体 实施方法分成两个阶段， 第一个阶段是学生自评阶 段，这个阶段通过学生的自我评价，可以选择补短或 是扬长;第二个阶段为差异化授课阶段。
补短环节可以通过学生之间互相讨论，向教师提 问的方式进行，这个环节应在一个月左右完成 。扬长 阶段学生要根据自评结果，选择加入有共同兴趣的小 组，此阶段的授课以实训为主 。比如，对于爱好软件编 程的学生，应对其进行编程训练，具体可以收集一些 ACM 的真题，或者采用一些 OJ 系统进行排位赛等方 式来选拔优胜者 。有的学生对硬件编程兴趣浓厚，则 可以让其在硬件上突出自己的优势，如通过购买不同 的硬件开发平台引导其进行实际操作，同时提供一些 不常用的设备，如逻辑分析仪、示波器等，让其深入理 解硬件原理 。有的学生逻辑思维能力很强，语言组织 能力很好，则需要对其在论文写作，语言表达等方面 进行训练 。教师应提供优秀的竞赛获奖论文，或者是 一些学术论文，以提升学生的论文写作能力 。差异化 授课的目的是尽可能做到人尽其才、物尽其用，最终 使一个竞赛队伍能够保持最好状态。
在整个授课过程中，笔者探索出来的培养方式有以下四种。①课堂讲述。这种方式是一种传统方式，对 于学生系统学习专业知识有较好的帮助。②学习资料 的提供。教师可以根据自身经验提供一些必要的学习 资料，如视频、文档，让学生课后能够自主学习，避免 盲目学习 。③实践指导 。通过实训、实验，包括跟随高 年级学生参加竞赛等多种实践方式，提升学生的学习 兴趣 。④实施老队员带新队员的培训机制 。一个成熟 的学生团队一定是梯度化的，老队员定期对新队员进 行培训，可以让新队员在学习专业知识的过程中尽快 进入角色，少走很多弯路 。这些培养方式贯穿整个授 课阶段，可以灵活运用。
有针对性地授课不拘泥于教学计划和培养方案 设定的培养模式，具有很好的灵活性和针对性，对于 学生迅速掌握专业技能和动手操作能力具有一定的 效用 。经笔者实践可知，这样可使团队形成浓厚的学 习氛围，为每年的竞赛提供优质队员。
(三)竞赛过程指导
1.对学生选题进行初筛。学科竞赛有多种形式，有 技能竞赛，也有创意类的竞赛 。技能竞赛考查的是学 生的知识掌握水平、灵活运用能力，学生是不需要选 题的。而创意类竞赛需要学生进行选题并尽可能实现 项目。学生在选题过程中并不知道自己是否和以往比 赛选题相同或类似， 这样就会造成一定的差异性，即 有些学生觉得难，而有的学生觉得简单 。有学生选了 之前选过的选题， 其在竞赛过程中就没有竞争压力。 初筛学生选题使用的三个原则具体如下。①选题的创 新性 。在国家创新创业的大背景下，创新性越强的选 题无疑可以获得更高的得分 。创新性不是标新立异， 而是在与同类型产品、软件等的比较下，具有更好的 性能或更低的成本。②实用性。在市场经济体制下，实 用性成为一个很重要的评判标准。一个选题能被社会 接收的程度体现了它的应用场景是否广泛。③难易程 度 。竞赛队伍一般是几个人一起组成，在完成选题的 过程中个人的能力、学识水平各不相同，这样相同的 题目对于不同的队伍来说难易程度不同。故在筛选学 生选题过程中，要充分考虑到队伍的组成、学生能力 的高低、题目本身的难易程度等因素。
初筛选题需要教师具有相关的专业背景知识，对 新技术和产业有一定的了解，这对教师提出了很高的 要求 。结合不同竞赛，在选题阶段需要根据实际情况 选择适合竞赛的题目 。总的来说，创新性占 50%的权 重。若某个学生创新性足够，但是技术实现上有难点，则需要对其进行针对性的培训 。另外，实用性占 30% 的权重，难易程度占 20%的权重。
2.阶段性检查 。阶段性检查对于参加一项比赛具 有很重要的意义 。对于不同的竞赛，采取的阶段性检 查策略也不一样。竞技类的竞赛考核的是学生在赛场 上的基础知识掌握能力，因此在检查时可以采用分阶 段检测法 。如湖南省 ACM 竞赛中的机器人高尔夫球 赛项可以分为编程和调试两个阶段。编程阶段的检查 可以采用要求一些机器人做规定动作的方式进行。调 试阶段学生需要对各种意外发生的情况进行分析，确 定程序的偏差，发现错误在哪里，有的时候需要用更 好的方案重写程序。这个阶段的检查采用非常规操作 方式进行考核，如设置场地障碍、更换场地粗糙程度 不同的地毯等来训练学生的应变能力 。又如，制作类 的竞赛更多倾向于检查作品的完善程度。该类型的比 赛采用的检查策略是模拟答辩方式， 即通过模拟答 辩，发现学生作品中的缺点，从而让其逐一进行改正。 在答辩过程中，教师要对学生作品的创新性、实用性、 难易程度进行综合评判，指导学生改进 。如在北斗导 航科技竞赛中，学生被要求制作一个应用场景下的北 斗导航系统。基本功能实现阶段包括检查学生的单片 机数据通信、数据处理等功能是否实现 。在模拟答辩 这个过程中应针对应用场景确定创新点，同时检查学 生对于基本功能的实现情况。
概言之，阶段性检查对于学生的专业知识综合应 用有着指导性作用，学生在这个过程中能够对所学专 业知识进行取舍，并对某个领域进行深入研究。
3.赛前准备 。学生竞赛的指导对于教师来说是全 方位的，一般来说，竞赛准备阶段包括软件方面和硬 件方面。
硬件方面，需要学生准备自己做的作品，并进行 相关调试，使其达到最好的状态 。若作品要求提交论 文，则需要对撰写的论文进一步修改，做到逻辑清晰、 论述合理，且对内容要烂熟于心。
软件方面，即学生在临场发挥方面要做好充足的 准备 。学生的口才在这个时候无法快速提高，因此可 以采用制作展板、演示文档等方式提升自己的展示能 力，为现场答辩加分 。 同时，学生需要对作品进行包 装，为作品找到一个合适的应用场景，通过场景切入 的方式来介绍自己的作品，让评委有沉浸式的体验。
三、学科竞赛培训效果
在多年的竞赛培训过程中，笔者取得了一定的成绩，下面以参赛时间最长的湖南省大学生程序设计大 赛机器人赛项的数据来进行说明 。如表 1 所示，这里 统计了笔者从 2017 年第一次指导学生参赛开始到最 近一次竞赛的数据 。从中可以看出，这种培养方式效 果逐渐体现，高水平的学生被陆续培养出来，而且形 成了一定的梯队， 竞赛团队朝着良性循环的方向发 展 。 同时，在 2021 年的竞赛中，笔者获得了优秀指导 教师奖。
总之，学科竞赛的目的是更好地培养学生，这个宗 旨也是国家设立学科竞赛的初衷 。故教师在指导学生 参与学科竞赛时，要牢记这个宗旨不动摇，一切以培养 学生的专业技能为最终目的， 这样才能为国家输送大 量掌握专业技能且具有一定创新能力的多学科融合的 复合型人才。经过多年实践，在学科竞赛培养方式下， 学生在多层次跨专业的学科竞赛中取得了多项国家级 和省级奖项， 而且在后期的职业和学习生涯中均有较 好的表现。
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