面向新工科建設(shè)的計(jì)算機(jī)專業(yè)競(jìng)賽管理

盧 玲，楊 武，王 勇

（重慶理工大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院，重慶 400050）

0 引 言

計(jì)算機(jī)專業(yè)競(jìng)賽（以下稱專業(yè)競(jìng)賽）包括學(xué)科競(jìng)賽及各類創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)競(jìng)賽等，競(jìng)賽類別多、涉及領(lǐng)域廣。其中，學(xué)科競(jìng)賽包括大學(xué)生數(shù)學(xué)建模、ACM程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽等；創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)競(jìng)賽包括“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等。近年來(lái)，隨著分布式計(jì)算平臺(tái)[1]、人工智能技術(shù)研究及應(yīng)用的爆發(fā)式增長(zhǎng)，更多以大數(shù)據(jù)、并行計(jì)算技術(shù)為主題的創(chuàng)新競(jìng)賽涌現(xiàn)，如阿里天池大數(shù)據(jù)競(jìng)賽、ASC世界大學(xué)生超算競(jìng)賽等。這些競(jìng)賽旨在推動(dòng)我國(guó)大學(xué)生計(jì)算機(jī)新技術(shù)的創(chuàng)新、應(yīng)用水平，反映了產(chǎn)業(yè)對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)人才的需求，這不僅是重要的人才培養(yǎng)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)，同時(shí)也對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)具有極大的啟發(fā)性和指導(dǎo)意義，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力、拓展綜合素質(zhì)的重要手段[2-3]。

2017年，《教育部高等教育司關(guān)于開展新工科研究與實(shí)踐的通知》指出，希望各地高校開展新工科研究實(shí)踐活動(dòng)，并將新工科研究?jī)?nèi)容歸納為“五個(gè)新”，即工程教育的新理念、學(xué)科專業(yè)的新結(jié)構(gòu)、人才培養(yǎng)的新模式、教育教學(xué)的新質(zhì)量、分類發(fā)展的新體系。對(duì)地方高校來(lái)說(shuō)，新工科研究不僅指開展人工智能、智能制造等新專業(yè)建設(shè)，同時(shí)也要求傳統(tǒng)工科專業(yè)以深化高等工程教育改革為目標(biāo)，積極開展面向產(chǎn)業(yè)需求的教學(xué)改革與升級(jí)[4]。

1 專業(yè)競(jìng)賽存在的問題

目前專業(yè)競(jìng)賽開展的流程如圖1所示。首先由院系發(fā)布競(jìng)賽信息，學(xué)生自愿報(bào)名及選取指導(dǎo)教師；參賽隊(duì)在教師指導(dǎo)下開展競(jìng)賽活動(dòng)；當(dāng)競(jìng)賽評(píng)比及結(jié)果公布后，由指導(dǎo)教師組織進(jìn)行競(jìng)賽總結(jié)。其中，院系主要負(fù)責(zé)發(fā)布競(jìng)賽信息，對(duì)競(jìng)賽的服務(wù)、組織力度較小，使專業(yè)競(jìng)賽面臨如下兩方面問題。

圖1 現(xiàn)有專業(yè)競(jìng)賽流程

（1）示范效應(yīng)弱，學(xué)生受益面小，難以形成學(xué)習(xí)導(dǎo)向。許多學(xué)生對(duì)專業(yè)競(jìng)賽有畏難情緒，一是由于對(duì)各類競(jìng)賽的技術(shù)背景了解不足；二是擔(dān)心自身能力不夠，無(wú)法獲獎(jiǎng)，因此導(dǎo)致興趣不足、競(jìng)賽參與意愿低。例如，我校計(jì)科專業(yè)自2013年至今，連續(xù)5年參加CCF舉辦的NLP&CC中文信息評(píng)測(cè)，年均參賽隊(duì)6個(gè)，年均參與本科學(xué)生30人，約占該專業(yè)學(xué)生總數(shù)5.8%。雖然專業(yè)參與該評(píng)測(cè)的次數(shù)多、力度較大，且參與學(xué)生均得到了自然語(yǔ)言處理、大數(shù)據(jù)處理技術(shù)的鍛煉，但大部分未參與該評(píng)測(cè)的學(xué)生仍然對(duì)相關(guān)技術(shù)及應(yīng)用知之甚少，甚至完全不了解。究其原因，主要是專業(yè)系所對(duì)競(jìng)賽活動(dòng)的組織，尤其是宣講力度小，未能以競(jìng)賽為契機(jī)調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)興趣，使專業(yè)競(jìng)賽脫離于教學(xué)環(huán)節(jié)之外，類似于小部分學(xué)生和教師參加了一次有組織的課外活動(dòng)，其示范效應(yīng)弱，難以形成學(xué)習(xí)導(dǎo)向，大部分學(xué)生無(wú)法通過競(jìng)賽受益。

（2）競(jìng)賽內(nèi)容轉(zhuǎn)化為教學(xué)內(nèi)容不足，難以推動(dòng)教學(xué)內(nèi)容改革。雖然專業(yè)競(jìng)賽的問題新、數(shù)據(jù)多、涉及多種新技術(shù)及研究領(lǐng)域，但競(jìng)賽結(jié)束后，由于缺乏有組織的競(jìng)賽后處理環(huán)節(jié)，使競(jìng)賽相關(guān)技術(shù)及應(yīng)用問題反饋到教學(xué)的力度小，難以成為教學(xué)內(nèi)容改革的推動(dòng)力。

2 規(guī)范專業(yè)競(jìng)賽的組織結(jié)構(gòu)

針對(duì)目前專業(yè)競(jìng)賽的組織力度小、學(xué)生參與意愿低、競(jìng)賽受益面小的問題，通過規(guī)范組織結(jié)構(gòu)，突出專業(yè)對(duì)競(jìng)賽的服務(wù)、組織、管理功能，設(shè)計(jì)了如圖2所示的專業(yè)競(jìng)賽組織結(jié)構(gòu)。

以我校計(jì)科專業(yè)為例，如圖2所示，競(jìng)賽由該專業(yè)系所進(jìn)行統(tǒng)一管理，為各類競(jìng)賽分設(shè)負(fù)責(zé)教師，由富有競(jìng)賽指導(dǎo)經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)教師擔(dān)任，負(fù)責(zé)制定競(jìng)賽進(jìn)度計(jì)劃；每位負(fù)責(zé)教師配備學(xué)生助理，由富有競(jìng)賽經(jīng)驗(yàn)的高年級(jí)學(xué)生、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室學(xué)生擔(dān)任，負(fù)責(zé)進(jìn)行資料分發(fā)、搜集、匯總；學(xué)生參賽隊(duì)、指導(dǎo)教師在負(fù)責(zé)教師的組織及學(xué)生助理的協(xié)助下，開展競(jìng)賽活動(dòng)。這改變了以往完全由指導(dǎo)教師獨(dú)立指導(dǎo)競(jìng)賽的形式，通過規(guī)范組織結(jié)構(gòu)，明確參與競(jìng)賽各方的職責(zé)，凸顯了三類主體對(duì)競(jìng)賽的保障功能，一是明確了專業(yè)對(duì)競(jìng)賽的服務(wù)、組織、管理功能；二是通過負(fù)責(zé)教師的組織，進(jìn)一步規(guī)范了競(jìng)賽實(shí)施流程；三是通過學(xué)生助理的參與，在專業(yè)學(xué)生中形成一定示范作用。由此保證了專業(yè)競(jìng)賽組織有序，有利于擴(kuò)大競(jìng)賽影響力，形成示范效應(yīng)，進(jìn)而提高學(xué)生的參與意愿和參與度。

3 重構(gòu)專業(yè)競(jìng)賽的管理流程

基于圖2所示的組織結(jié)構(gòu)，將圖1所示傳統(tǒng)專業(yè)競(jìng)賽流程重構(gòu)為圖3所示流程。

圖2 專業(yè)競(jìng)賽組織結(jié)構(gòu)

圖3 重構(gòu)的專業(yè)競(jìng)賽流程

與以往流程相比，重構(gòu)流程進(jìn)行了“兩個(gè)新增”和“兩個(gè)改變”，如圖3灰色圓角矩形所示，即新增“進(jìn)度計(jì)劃制定”“競(jìng)賽案例提煉”兩個(gè)環(huán)節(jié)；并將“學(xué)生報(bào)名”變?yōu)橛蓪I(yè)系所“組織、動(dòng)員和報(bào)名”；將“競(jìng)賽總結(jié)”，變?yōu)椤案?jìng)賽總結(jié)、資料搜集和整理”，同時(shí)調(diào)整各環(huán)節(jié)的參與主體。通過這一改變，使專業(yè)競(jìng)賽達(dá)成如下3個(gè)目標(biāo)。

1）通過“組織、動(dòng)員和報(bào)名”，擴(kuò)大專業(yè)競(jìng)賽受益面，推動(dòng)“以賽促學(xué)”理念形成。

針對(duì)學(xué)生對(duì)競(jìng)賽有畏難情緒、參與意愿低的問題，專業(yè)系所通過加大動(dòng)員、宣講力度，調(diào)動(dòng)學(xué)生的參與意愿。競(jìng)賽報(bào)名期間，專業(yè)系所安排負(fù)責(zé)教師及學(xué)生助理，對(duì)競(jìng)賽進(jìn)行相關(guān)背景、技術(shù)宣講，使大部分學(xué)生有機(jī)會(huì)接觸、了解競(jìng)賽的新技術(shù)需求，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)意愿，轉(zhuǎn)變學(xué)生為獲獎(jiǎng)而參賽的觀念，倡導(dǎo)“以賽促學(xué)”理念，使專業(yè)競(jìng)賽成為學(xué)習(xí)的導(dǎo)向。另外，競(jìng)賽報(bào)名時(shí)，采用自愿參賽與組織參賽兩種方式。除自愿參賽外，專業(yè)還統(tǒng)一組織學(xué)生參賽，以提高競(jìng)賽參與度，擴(kuò)大受益面。

例如，我校計(jì)科專業(yè)在歷年重慶市“合泰杯單片機(jī)大賽”的報(bào)名階段，均安排富有競(jìng)賽經(jīng)驗(yàn)的教師進(jìn)行集中動(dòng)員，開展競(jìng)賽相關(guān)技術(shù)講座。2016、2017年參加講座的本科二、三年級(jí)學(xué)生累計(jì)達(dá)190人；2017年，該項(xiàng)競(jìng)賽除學(xué)生自愿報(bào)名外，專業(yè)還統(tǒng)一組織16隊(duì)、共計(jì)63名二、三年級(jí)本科學(xué)生參賽，占該專業(yè)當(dāng)年參賽學(xué)生總數(shù)的61.2%，較好地推動(dòng)了一批學(xué)生開展智能控制、智能計(jì)算相關(guān)的新技術(shù)學(xué)習(xí)、創(chuàng)新活動(dòng)，使該項(xiàng)競(jìng)賽在專業(yè)學(xué)生中形成示范效應(yīng)，帶動(dòng)了“以賽促學(xué)”風(fēng)氣形成。

2）通過“案例提煉”環(huán)節(jié)，以專業(yè)競(jìng)賽促教學(xué)內(nèi)容改革升級(jí)。

“案例提煉”是競(jìng)賽的后處理環(huán)節(jié)，旨在將專業(yè)競(jìng)賽有機(jī)融入教學(xué)，推動(dòng)教學(xué)內(nèi)容改革升級(jí)。在競(jìng)賽結(jié)束后，組織指導(dǎo)教師、相關(guān)課程組開展教學(xué)研討，并將搜集的競(jìng)賽資料，交由相關(guān)課程組提煉成教學(xué)案例。其中，案例編碼及維護(hù)工作，可由專業(yè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)協(xié)同課程組進(jìn)行。通過“案例提煉”環(huán)節(jié)，專業(yè)競(jìng)賽可從三方面反饋到課程教學(xué)，一是競(jìng)賽相關(guān)技術(shù)均源于應(yīng)用領(lǐng)域的熱點(diǎn)，因此為專業(yè)課程提供了優(yōu)質(zhì)的、契合產(chǎn)業(yè)需求的教學(xué)資源；二是可提高課程組教師，尤其是非競(jìng)賽指導(dǎo)教師，對(duì)相關(guān)新技術(shù)、新應(yīng)用的理解和運(yùn)用能力；三是通過學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)協(xié)同案例建設(shè)，可培養(yǎng)一批能力強(qiáng)、熟悉多種新技術(shù)應(yīng)用的學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。

例如，我校計(jì)科專業(yè)通過參加NLP&CC中文信息評(píng)測(cè)活動(dòng)，積累了大量自然語(yǔ)言處理的熱點(diǎn)問題及數(shù)據(jù)資源。自2015年起，計(jì)科專業(yè)組織程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程組開展研討和論證，在機(jī)器學(xué)習(xí)與信息檢索創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的協(xié)同下，已逐步將相關(guān)問題提煉為教學(xué)案例，構(gòu)建了如“樸素貝葉斯新聞分類問題”等綜合性教學(xué)案例，用于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等課程的教學(xué)。這些綜合性案例具有真實(shí)的應(yīng)用背景，其實(shí)施極大地拓寬了學(xué)生視野，提高了學(xué)生對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)興趣和熱情。

3）通過專業(yè)主導(dǎo)、多方協(xié)同，形成“以賽促學(xué)”良性循環(huán)。

與傳統(tǒng)競(jìng)賽流程相比，圖3流程更強(qiáng)調(diào)專業(yè)競(jìng)賽中的多方協(xié)同作用。首先，專業(yè)為競(jìng)賽全程提供服務(wù)，競(jìng)賽報(bào)名、資料搜集、案例提煉等，均由專業(yè)組織開展；其次，新增“進(jìn)度計(jì)劃制定”環(huán)節(jié)，由負(fù)責(zé)教師制定競(jìng)賽計(jì)劃，統(tǒng)一組織競(jìng)賽實(shí)施，改變以往由指導(dǎo)教師獨(dú)立組織競(jìng)賽的形式，使競(jìng)賽能更加有序推進(jìn)；三是由學(xué)生助理協(xié)助負(fù)責(zé)教師，進(jìn)行資料分發(fā)、搜集和整理；四是由學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)協(xié)同課程組，開展競(jìng)賽案例的提煉工作。通過專業(yè)主導(dǎo)，教師、學(xué)生、課程組多方協(xié)同，不僅保障競(jìng)賽實(shí)施質(zhì)量，同時(shí)使競(jìng)賽過程富有活力，形成“以賽促學(xué)”的良性循環(huán)。

例如，2017重慶市“合泰杯單片機(jī)大賽”預(yù)賽期間，由計(jì)科專業(yè)安排負(fù)責(zé)教師及學(xué)生助理，并組織報(bào)名及技術(shù)講座；由負(fù)責(zé)教師制定預(yù)賽工作計(jì)劃，各參賽隊(duì)按計(jì)劃開展競(jìng)賽活動(dòng)；由學(xué)生助理收集各類參賽文檔，并在賽后轉(zhuǎn)交課程組。預(yù)賽期間，專業(yè)對(duì)各競(jìng)賽隊(duì)的競(jìng)賽實(shí)施情況進(jìn)行跟蹤、督促和配合；對(duì)參賽隊(duì)的突出問題，如競(jìng)賽文檔編寫規(guī)范問題，安排負(fù)責(zé)教師進(jìn)行集中答疑和指導(dǎo)等。在專業(yè)主導(dǎo)、多方協(xié)同下，2017年計(jì)科專業(yè)參與該競(jìng)賽組織的包括專業(yè)教師9人、課程組兩個(gè)（匯編語(yǔ)言、計(jì)算機(jī)組成原理）、學(xué)生助理兩人及學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)一個(gè)（嵌入式學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室），累計(jì)收集參賽文檔26套。競(jìng)賽過程起到了良好的示范、帶動(dòng)作用，并積累了寶貴的教學(xué)資源。

4 結(jié) 語(yǔ)

上述對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)競(jìng)賽管理方法的改革，是結(jié)合我校計(jì)科專業(yè)組織各類專業(yè)競(jìng)賽的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)提出的，旨在將專業(yè)競(jìng)賽有機(jī)融入教學(xué)，以“以賽促學(xué)”理念，推動(dòng)專業(yè)教學(xué)內(nèi)容改革與升級(jí)。近兩年來(lái)，通過規(guī)范組織結(jié)構(gòu)、重構(gòu)管理流程，結(jié)合以專業(yè)系所為主導(dǎo)，多方協(xié)同，計(jì)科專業(yè)在“以賽促學(xué)”方面取得了一定實(shí)效。近兩年，該專業(yè)學(xué)生參加大數(shù)據(jù)、智能計(jì)算、智能控制類學(xué)科競(jìng)賽的人次逐漸增多，學(xué)習(xí)興趣提高顯著；在2016、2017重慶市“合泰杯單片機(jī)競(jìng)賽”、校級(jí)“開拓杯”等競(jìng)賽中，該專業(yè)學(xué)生所提出的創(chuàng)新理念，均與大數(shù)據(jù)、智能計(jì)算相關(guān)，充分表明專業(yè)競(jìng)賽對(duì)新技術(shù)及應(yīng)用的導(dǎo)向效果。同時(shí)，基于專業(yè)競(jìng)賽所提煉的“樸素貝葉斯新聞分類問題”“基于KNN的新聞文本分類問題”“智能走迷宮小車”等綜合性教學(xué)案例，在計(jì)算機(jī)導(dǎo)論、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、綜合課程設(shè)計(jì)等課程中逐步實(shí)施，也產(chǎn)生了良好的教學(xué)效果，從一定程度體現(xiàn)了專業(yè)競(jìng)賽對(duì)教學(xué)反饋的有效性。

當(dāng)然，專業(yè)競(jìng)賽的學(xué)習(xí)導(dǎo)向功能及其對(duì)教學(xué)的反饋效果，還依賴于學(xué)生個(gè)人的能力特點(diǎn)，以及專業(yè)課程擬達(dá)成的教學(xué)目標(biāo)。文章的方法僅著眼于改革專業(yè)競(jìng)賽的組織結(jié)構(gòu)及管理流程，希望以此保障專業(yè)競(jìng)賽對(duì)教學(xué)形成有效反饋。后續(xù)還將在如何根據(jù)學(xué)生能力特點(diǎn)選擇專業(yè)競(jìng)賽活動(dòng)，以及如何從專業(yè)競(jìng)賽提煉教學(xué)案例的方法方面，展開進(jìn)一步研究。