学科竞赛驱动下的专业课程教学改革与探索

2024-09-24潘志刚费叶奇

物联网技术 2024年5期

摘要：为了在无线传感网络课程中有效地培养学生的实践动手能力和综合设计能力，以学科竞赛为驱动开展了课程教学改革探索。提出课程改革的三个阶段，即课题启动、课程实施和课程评价，针对教学方式、课程组织形式、评价方式等方面给出了具体的改革措施。采用课赛结合的教学模式可以充分利用竞赛，以行业项目和创新产品为导向，激发学生的创造、创新、创业活力，培养学生团队合作意识、实践能力和创新精神。课程以教师为主导，以学生为主体，以赛促学，深化素质教育，切实提高学生创新实践能力。

关键词：课赛结合；课程改革；无线传感器网络；实践能力；项目驱动；考核体系改革

中图分类号：TP393.1 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2024）05-0-03

0 引言

无线传感网络是一门实践性和综合性很强的课程[1-2]，要求学生能够针对技术需求，确立合理的研发目标和方案，并使用和开发现代工具，解决复杂工程问题。它综合了传感器、计算机和通信等技术，不仅需要学生具备扎实的理论基础，还要有较强的实践动手能力和综合设计能力。传统的以“教”为主、以“考”为评价的方式以及验证性的实验环节，难以达到有效锻炼学生上述能力的目的，更无法支撑高素质创新型人才的培养目标。因此，改变传统教学模式迫在眉睫[3-4]。

课赛结合的教学模式可以充分利用竞赛，以行业项目和创新产品为导向，激发学生的创造、创新、创业活力，推动创新创业教育的开展，以学科竞赛推动专业建设、培养大学生创新能力[5-7]。将竞赛内容和知识能力需求以项目化等方式融入专业课程教学，积极开发符合专业需求的综合性、创新性实验/实训/设计项目，实施以科创或竞赛作品等为主要形式的多元化评价手段，进而培养学生团队合作意识、实践能力和创新精神。

1 课赛结合的课程改革内容

基于竞赛的课程改革并不是对课程内容的简单加减，比如与竞赛相关的知识点就增加，与竞赛无关的内容就删减，而是将竞赛内容和知识能力需求以项目化等方式融入到专业课程教学。引入竞赛的目的就是为了给课程找一个高阶性的输出，充分调动学生对知识的输入。因此，为实现基于课赛结合的无线传感网络课程改革，必须开展以学科竞赛为牵引的教学方法研究、以竞赛项目为驱动的课程组织形式研究以及以竞赛作品等为主要形式的多元化评价研究，如图1所示。

1.1 以学科竞赛为牵引的教学方法研究

明确教学过程中导入竞赛项目的教学方法，建立以“学生为中心、竞赛为牵引”的新模式。通过课程实训的方式，合理安排学生组队进行实践，激发学生的主动性和积极性，提高学生动手能力，从单纯的知识传授向综合能力培养转变，以达到提高课程的教学质量，真正促进学生创新能力提高的目标。

1.2 以竞赛项目为驱动的课程组织形式研究

针对无线传感网络课程的特点，以项目教学为主线，在教学内容的组织上，探索竞赛项目和知识能力需求相融合的课程教学；按照阶梯化的教学难度，研究阶段性、模块化、系统化的教学内容划分；针对现有以验证性实验为主的实践教学，探索层次化、进阶式的竞赛项目[8-10]。

1.3 以竞赛作品等为主要形式的多元化评价研究

对现有考核体系进行改革，研究以竞赛项目为驱动的考核方式及评分标准的合理制定。根据实际教学情况增加竞赛成绩，并调配平时成绩、实验成绩、理论考试等部分的比例，积极促进学生从观念上改变应试教育的习惯，强调学生的综合能力提升。

在课赛结合的课程改革过程中，要根据课程目标达成情况，不断完善教学方式、组织形式和评价方式，并以“两性一度”的“金课”标准不断持续改进。

2 课赛结合的实施方案

基于课赛结合的无线传感网络课程实施方案如图2所示。课程改革可以分为三个阶段，即课题启动、课程实施和课程评价，分阶段逐步推进，以评促改，不断完善。

2.1 课题启动阶段

在课题启动阶段，要对课程拟结合的竞赛章程做充分调研。首先要分析历年竞赛命题，充分把握课题的难易程度，掌握竞赛组织形式、赛事流程、赛事赛制和交流活动，做到有的放矢、因材施教和知己知彼。基于前期调研，合理规划教学内容，教学难度阶梯化，明确课程组织形式。

2.2 课程实施阶段

在教学过程中，以竞赛项目为牵引，激发学生的学习兴趣，明确课程的基本概念和应用。充分发挥学生主动性，积极思考和探索技术的潜在应用，并能够根据组委会提供的题目选题或自拟竞赛主题，教师要对选题进行把关和指导。在学生选定题目后，教师要汇总统计分析，进行项目融入的知识传授，积极推进学生的作品构思和设计；通过设置阶段性的实验环节，初步完成作品功能模块的实现。

2.3 课程评价阶段

以“金课”标准实践教学改革思路。教学改革要从“两性一度”的角度设计课程内容和竞赛环节，确保以竞赛为载体的实践性课程符合“金课”的标准。基于课程目标达成度，不断完善教学方式、组织形式和评价方式。通过与参加课赛结合课程的同学进行座谈或问卷调查，及时了解学生满意度和学习效果。

3 课赛结合的实施过程

按照西安邮电大学测控技术与仪器专业的培养方案，无线传感网络作为专业特色课程被安排到大三下学期，此时学生已具备了参与竞赛的理论基础和实验基础。为了将竞赛内容和知识能力需求以项目化等方式融入无线传感网络课程教学，引入与学期安排相对应的全国大学生物联网设计竞赛（赛事举办时间主要在3月～7月）。我们从课程、学生、教师与专业特点出发，按照阶梯化的教学难度进行阶段性、模块化、系统化的教学内容划分，并充分利用全国大学生物联网设计竞赛，以行业项目和创新产品为导向，从选题、技术平台选择、作品构思到完整设计方案和实物演示，激发学生的创造、创新、创业活力，推动创新创业教育的开展，以学科竞赛推动专业建设、培养大学生创新能力。

针对传统以验证性为主的实验环节，我们把竞赛项目分为三个部分，即基础环节、进阶环节与竞赛项目环节，见表1所列。三个环节层层递进，使学生能够熟悉硬件环境，掌握开发技能，在每一次实验成功后都获得成就感，激发学生向下一个目标进阶的动力。竞赛项目驱动的教学方法，将理论知识和前两个环节融入到项目教学过程中去，通过课程实训的方式，检验学生的基础知识掌握情况，提高学生的动手能力和科研素养。

在课赛结合的课程改革中，将竞赛成绩纳入考核标准，对学生真正起到了良好的激励作用。在原有课程考核标准中，通过增加竞赛成绩，调整其他环节占比，让学生改变应试教育的学习观念，避免期末突击学习，更加强调学生的综合能力。

4 结语

以学科竞赛为牵引的课程教学方式，可以使学生在学习中充分发挥潜力，同时也要求教师在教学中将知识点融入教学目标任务之中，以提高课程的教学质量，真正促进学生创新能力的提高。如何将竞赛项目和知识能力需求相融合进行课程教学是课程改革的首要问题。另外，选题对于每个开发小组来说都是极其重要的内容，若对某一主题的项目内容不感兴趣，或者题目太简单，则不能调动小组成员的学习积极性和主观能动性；若选题设置太难，也很难调动学生参与项目工作的热情。因此，教师一定要对竞赛题目进行把关和指导。

总之，无线传感器网络是一门集传感技术、计算机技术和通信等技术于一体的交叉课程，涉及了本专业前面所学的知识内容，因此在专业课程群中占据非常重要的地位。对无线传感器网络课程的教学改革，目的是要起到示范带头作用，促进其他专业课程的教育教学改革，深化素质教育，培养学生创新实践能力[11-13]。将竞赛作为驱动课堂教学改革的抓手，可以有效提高学生上课的积极性，激发创造、创新、创业活力，推动创新创业教育的开展，以学科竞赛推动专业建设、培养大学生创新能力，同时也可以为各类科技竞赛选拔种子选手。

注：本文通讯作者为潘志刚。

参考文献

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