理工类专业“赛学”教学模式的探索与实践

罗荣辉　任晓燕　田勇志　王晓川　马冰　闫磊磊　单崇新

摘  要：“赛学”教学模式旨在入学早期，依托专业课程教学和过程化考核要求，开展课程作业答辩赛，营造浓厚的专业学习氛围，促进师生、学生之间交流，激发学习动力和专业志趣，尽快让学生从中学时期的“目标”学习（被动学习）过渡到“兴趣”学习（主动学习），防止学习热情断崖式下跌。在此基础上鼓励学生参加国内外大学生学科竞赛，培育创新能力，突出大学生中心地位，彰显授人以“鱼”，不如授人以“渔”，更不如启人以“欲”的理念，以赛导学、以赛促教、以赛督创、以赛正风。文章主要探讨教改团队在理工类专业采用“赛学”教学模式的主要内容、主要措施和特点以及实施几年来学生培养方面取得的成效和成果。

关键词：赛学;教学模式;作业答辩;过程考核;培养质量

中图分类号：G642       文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2022）05-0117-04

Abstract： By carrying out homework defense competition on course assignments based on the requirements of professional course teaching and process assessment in the early stage of college enrollment， "Learning in Competition" teaching mode aims to create a flourishing professional learning atmosphere， promote the communication between teachers and students， stimulate students' learning motivation and professional interest， and enable them to transition from "target" learning （passive learning） to "interest" learning （active learning） as well， thus naturally prevent the students' learning enthusiasm dramatically down as they progress from middle school to university. In doing so， we encourage students to participate in domestic and international discipline competitions， cultivate their innovative ability， highlight their central position in this teaching mode， and emphasize the idea that teaching one to fish is better than giving him fish， ultimately stimulate "their interest in fishing". The "Learning in Competition" teaching mode not only plays an effective role in learning and teaching process， but also in stimulating the student's innovation and activity. The paper discusses the main contents， the methods and features， and the remarkable achievements of the teaching mode adopt on science and engineering majors by our teaching reform team over the past several years.

Keywords： Learning in Competition; teaching mode; Homework defense; process assessment; cultivation quality

習近平总书记在全国教育大会上指出，坚持深化教育改革创新[1]，新时代全国高等学校本科教育工作会议强调坚持以本为本，推进四个回归，其中之一就是回归常识。即突出学生中心地位，围绕刻苦读书来办教育，引导学生求真学问、练真本领，合理“增负”，提升大学生的学业挑战度，激发学生的学习动力和专业志趣[2]。目前，大学早期尤其是一、二年级，社会、家长、学校的促学压力大大弱化，在此关键窗口期，如果没有有效的机制和措施对刚入大学校门的年轻学生进行干预和引导，及时激发专业学习兴趣，他们大多数容易迷失方向，导致学习热情断崖式下跌，部分学生晚上打游戏、白天逃课睡觉等，学习成绩下降，造成挂科，甚至不能正常毕业，影响自己的前途，还会影响周围的同学，恶化学校学习氛围。

为了解决高校多年来普遍存在的这些痼疾，郑州大学物理学院（微电子学院）教改团队，积极践行四个回归，潜心“赛学” 教学模式的探索与实践，根据大学生认知规律和接受特点，从初入大学的第一学期起，即依托学院Matlab与数学建模等课程教学和过程化考核要求，开展二至三次课程作业答辩赛，营造浓厚的专业学习氛围，促进师生之间、学生之间交流互动，宿舍之间相互比拼，尽快让学生从原来中学时期的“目标”学习（被动学习）过渡到“兴趣”学习（主动学习），弘扬和延续高中时期的刻苦学习精神，养成自主学习习惯，力图改变中国教育“玩命的中学、快乐的大学”现象，激发学习动力和专业志趣，彰显授人以“鱼”，不如授人以“渔”，更不如启人以“欲”的理念;在此基础上积极鼓励学生参加与专业相关的国内外大学生学科竞赛，培育创新意识，以赛导学、以赛促教、以赛督创、以赛正风[3]，督促强化学习效果，真正地严起来、难起来、实起来和忙起来。增强学生经过刻苦学习收获创新能力和专业水平提高的成就感，扎实提高理工类专业本科人才培养质量。

一、“赛学”教学模式的主要内容

“赛学”教学模式的主要内容可以归纳为“一”“二”“三”“四”。

“一”就是一个核心抓手“赛”，包括基于课程学习的二至三次作业答辩赛（旨在夯实基础）和参加相关国内外大学生学科竞赛（旨在提升能力）。

“二”就是着力培养理工类专业学生两个基本素质（软、硬）：针对大一年级以Matlab与数学建模课程学习为抓手，举办Matlab与数学建模作业答辩赛，强调数学建模对学生早期科研思维启蒙、创新素质培养的重要性，尤其是训练规范的科技论文写作、模型构建、算法与计算机软件设计等能力（软），鼓励学生在大一时参加全国大学生数学建模竞赛;针对大二年级结合实践性较强的单片机原理等课程，举办单片机与电子设计作业答辩赛等，培养学生硬件应用和系统设计工程实践创新能力（硬），一方面培养选拔优秀选手参加全国大学生大学物理实验比赛、全国大学生电子设计竞赛等;另一方面为学生申报郑州大学大学生创新训练计划项目创造条件，引导鼓励参加相关学科竞赛。

“三”就是形成三个层次的育人理念：授人以“鱼”，不如授人以“渔”，更不如启人以“欲”。

“四”就是达成四个目标“以赛导学、以赛促教、以赛督创、以赛正风”[4]。

二、“赛学”教学模式的主要措施和特色

（一）突出学生中心地位，打造良好学风

突出学生中心地位。“赛学”教学模式突出学生中心地位，参与主体是学生自己，包括作业答辩赛组织工作、专业课程辅导、作业命题、评判团队除了有老师参与外，更多的是从高年级或研究生专业成绩优秀同学中选拔承担，这样增加了高、低年级同学之间，同级同学之间的交流机会。一来可以进一步提高促进优秀学生的自身专业水平;二来可以增加他们的荣誉感;三来低年级学生所疑惑的问题往往正是他们当时遇到的问题，因此辅导解答更有针对性;四是纵向打通加强了同专业上下级学生之间的良性互动交流，形成学生间的“传、帮、带”的学习传统;五是有效缓解老师的教学辅导工作压力，赛事整个过程只需一、两位老师指导把关即可，操作性强。

打造良好学风。作业答辩赛既有个人赛奖项，也设置以男女宿舍为基本学习单元的团体奖项，有效地营造出学生个人之间、宿舍之间“比学赶帮超”的专业学习氛围，打造风清气正的宿舍文化环境和学习小气候，增强集体团队意识。既是精英赛，更是吸引更多同学参与的大众赛。

（二）建设高阶性、创新性和挑战度“金课”，实行个性化培养

“赛学”模式努力提升理工类专业大学生的学业挑战度，依托Matlab与数学建模等课程具有高阶性、创新性和挑战度的“金课”特征[5]，强调知识、能力和素质的有机融合，注重培养学生解决复杂问题的综合建模能力和高级数学思维，引导学生求真学问、练真本领。作业赛题包括基本题、高阶题和挑战题三种类型，内容与时俱进，如2019年秋季学期的作业赛题涉及人工智能、猪肉价格波动因素分析等社会热点题目，充分体现了前沿性和时代性。而挑战题突出创新性，一般比赛前才发布，有一定难度，需要跳一跳才能够得着，对少数学有余力的拔尖学生合理“增负”，满足个性化需求，为其提供较高的学习目标，培养他们攻坚克难的能力。同时为了兼顾不同能力的同学，作业答辩赛借鉴足球联赛机制，设置了超级组、甲级组和乙级组，其他同学以挑战题为参考标杆，量力而行，除了基本题外做多少并没有统一要求，自主自愿，贵在参与。

（三）开展过程化答辩式成绩评价，知名教授参与督导考核

（1）“赛学”教学模式的赛期实质就是一门课程的学习过程，贯穿整个学期始终，原则上举办二至三次作业答辩赛（每个月一次），每次比赛本质就是这个月的课程作业答辩赛，把原来由老师批改作业变成由一个评委团队，面对面报告答辩式批改讲评。赛事累计成绩大比例计入课程总成绩，把期未考试压力分解到平时的课程学习过程中。“考得好”和“做得好”同时并重，弱化对期末考试成绩过于功利化的追求，将着眼点定位到真正有益于自身长远发展的创新能力和素质的提升上来。

（2）邀请资深专家教授参与课程教学督导和成绩评价，提高课程教学质量。

（四）第一时间激发学生学习动力和专业志趣

基于兴趣培养的“赛学”模式的工作宜早不宜晚，主要在大学第一学期展开，第一时间尽快做到同高中学習状态的无缝对接。大学生刚入学的第一学期学习热情高涨，进行目标学习（被动学习）转化到兴趣学习（主动学习）的工作正当其时。这种内生性的兴趣驱动力要远比外部强加的力量大得多，也有效得多。

（五）强化现代信息技术与育人模式深度融合，全程智能高效

整个学期举办二至三次作业答辩赛，大大增加了教学和赛事组织工作量，为了确保实施常态化，本团队自主设计开发了信息化系统，使赛事全流程数字化、智能化、无纸化，实现了现代信息技术与“赛学”模式深度融合。

（1）自主设计开发竞赛智能管理系统（CIMS）具备以下功能：

赛前。系统支持作业答辩赛参赛选手网上报名、作业提交，完成信息填报后系统可生成初步参考分数。

赛中。具有虚拟主席人、电脑随机抽签排序功能，评委用手机、平板电脑或笔记本电脑即可实时评分，赛事结果及时显示并自动语音播报，比赛成绩自动排序并可导出。

赛后。具备选手作业查重、成绩智能修正核准等功能。 竞赛智能管理系统（CIMS）大大提高了办赛效率和公正性，最大程度减少了作业答辩赛工作量。

（2）自主设计开发了活动官方网站https：//zzu-saixue.com，可发布通知公告、新闻和荣誉榜等;设立赛事QQ群等社交平台进行辅导交流，形式灵活方便。

三、“赛学”教学模式取得的成效

学院开展“赛学”教学模式几年来，拔尖优秀学生脱颖而出、受益学生整体培养质量显著提升、社会认可度高，推广应用效果显著，独具特色。先期实施的郑州大学电子科学与技术专业成功入选首批河南省一流本科专业建设序列，该模式受到教育部《2018年度全国创新创业50强高校》评审专家组的充分肯定并写入典型经验，相关内容及取得的成果被新华网、人民网、东方卫视、《中国科学报》等媒体报道。

（一）一些“赛学”教学模式受益本科拔尖学生脱颖而出，成功发表一作高水平学术论文

受益于Matlab与数学建模课程的学习，并参加美国大学生数学建模竞赛等建模类大赛，一些拔尖本科学生早早就培育了科研思维和自主学习习惯，打下了规范的中英文科技论文写作基础，一旦有自己感兴趣的课题方向，进入实验室后很快就能跟上导师的节奏进入良好状态，潜能爆发力非常突出，如：

（1）学院2015级、2017级两位本科生以共同第一作

者在SCI一区期刊发表论文。

（2）学院2015级本科生的一作论文在SCI一区期刊发表。

（3）学院2015级本科生的一作论文受邀信号与信息处理领域的权威国际峰会2019APSIPA宣读。

（4）学院2016级本科生的一作论文在SCI三区期刊发表。

（二）一批“赛学”教学模式受益优秀学生获得大学生学科竞赛大奖

受益于早期具备了论文写作、模型构建、算法与计算机软件设计等能力（软）以及单片机等硬件应用和电子设计工程实践创新能力（硬），截至目前，学院一批优秀学生在全国大学生数学建模竞赛、全国大学生电子设计竞赛和美国大学生数学建模竞赛等国内外大学生学科竞赛上取得丰硕成绩，共获国家级大赛特等奖、一等奖十三项，获二等奖以上奖励九十余人次。其中在2018年美国大学生数学建模竞赛上，2015级本科生获得了比例仅为0.16%的特等奖（O奖）;2015级本科生斩获有三千多支队伍参加的2018年第八届MathorCup高校数学建模挑战赛特等奖;2017级本科生斩获有四千多支队伍参加的2019年第九届亚太地区大学生数学建模竞赛“亚太杯”创新奖（最高奖），取得河南高校参加这三项赛事有史以来的最好成绩。

（三）“赛学”教学模式受益学生整体培养质量显著

提升

受益于“赛学”教学模式营造了浓厚的“比学赶帮超”专业学习氛围，不仅培养了一批拔尖和优秀学生，整体学生培养质量也显著提升。本团队先期在学院电子科学与技术专业开展“赛学”教学模式探索实践，经过对2017-2018学年（1）学期2017级学院物理学类、测控技术与仪器和电子科学与技术三个专业共有的七门课程成绩统计分析，电子科学与技术专业学生的不及格率、总分均值、每门均分、微积分+线性代数均分、优良率等指标都是三个专业中最好的，数据表明“赛学”模式实施后电子科学与技术专业学生整体培养质量相较其他两个专业明显提高。

（四）“赛学”教学模式受益毕业生学业成绩优秀

2015级电子科学与技术专业首届实施“赛学”教学模式，受益于此的毕业生学业成绩明显出色。近60%的学生读研深造，获得免推保研资格的同学全部参加了“赛学”活动，录取为研究生的51名学生中，90%参加了“赛学”活动，录取到985高校和中国科学院的学生达29人。

（五）“赛学”教学模式社会认可度高，推广应用效果显著

（1）模式内容和取得的成果分别受邀在中国物理学会2019年秋季学术会议、2018第六届全国高等学校电子信息类专业人才培养高峰论坛上作主题报告，反响热烈。

（2）2016年度教育部电子信息类专业教指委“重大、热点、难点问题”研究课题《我国高等学校电子信息类专业“赛学”教学模式的实践与探索》，本团队同河南工业大学、郑州轻工业学院两所兄弟高校开展了合作研究，进行了应用推广并顺利结题，取得了良好效果。

（3）2019年秋季学期开始，本团队采用“赛学”教学模式，面向郑州大学所有专业学生开设了学习潜能类通识课程MATLAB与智能算法班（任选），该班共接收九十名学生，分布在全校十五个学院，涉及理、工、文、生命科学学科共三十余个专业，选修学生参与热情高涨，效果良好。目前，正积极推进同北京大学物理学院的合作推广工作。

（4）《中国科学报》以《郑大物工院：“赛学”教学模式开花结果》、科学网以《郑大物工院“以赛促学”打造高校育人新模式》对“赛学”教学模式进行了深度报道，相关成果亦被新华网、人民网、东方卫视等媒体宣传，产生了积极影响。

四、结束语

“赛学”教学模式突出理工类专业学生中心地位，坚持“以本为本”，推进“四个回归”，围绕大学生教育教学的思想创新、理念创新、方法技术创新和模式创新进行了探索与实践。模式可复制，操作性强，符合全国教育大会和新时代全国高等学校本科教育工作会议精神，有助于落实教育部关于一流本科专业和一流本科课程建设的实施意见[6]，真正严起来、难起来、实起来和忙起来。对于培育优良学风，打造“金课”，激发大学生的学习動力和专业志趣，提高理工类专业本科教育人才培养质量有重要的现实意义。

参考文献：

[1]习近平：坚持中国特色社会主义教育发展道路 培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人[EB/OL].http：//www.xinhuanet.com/politics/leaders/2018-09/10/c_1123408400.htm.

[2]陈宝生.在新时代全国高等学校本科教育工作会议上的讲话[J].中国高等教育，2018（Z3）：4-10.

[3]于莉，李琼.以赛促学、以赛促赛、以赛促教——参加大学生先进成图技术与创新大赛对促进教学效果的反思[J].课程教育研究，2019

（17）：244.

[4]刘丹丹，孟秀香，苏红，等.临床技能竞赛促进医学人才培养质量的提高——以赛促改、以赛促训、以赛促教、以赛促学[J].中国高等医学教育，2013（6）：20-21.

[5]吴岩.建设中国“金课”[J].中国大学教学，2018（12）：4-9.

[6]钟秉林，王新凤.我国“双一流”建设成效评价的若干思考[J].高校教育管理，2020，14（4）：1-6.

基金项目：2016年度教育部高等学校电子信息类专业教指委“重大、热点、难点问题”研究课题“我国高等学校电子信息类专业‘赛学’教学模式的实践与探索”（2016-Y12）;2019年度河南省高等教育教学改革研究与实践重点项目“理工类专业‘赛学’教学模式改革研究与实践”（2019SJGLX032）

作者简介：罗荣辉（1965-），男，汉族，河南信阳人，硕士，副教授，硕士研究生导师，电子科学与测控系副主任，研究方向为光电及信息技术、高等教育教学。

*通信作者：单崇新（1977-），男，汉族，河南新乡人，博士，教授，博士研究生导师，院长，研究方向为金刚石光电材料与器件、高等教育教学。