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摘要：如今程序设计课程已经成为各个专业的基础课程，作为科技落后的西部地区如何在大学生程序设计课程上有所发展，本课程改革以学科竞赛为导向对教学体系进行改革，从而提升了学生的分析和解决实际问题的能力、程序设计能力以及创新能力。
关键词：学科竞赛;大学生程序设计课程;西部地区教学改革
中图分类号：TP311 文献标识码：A
文章编号：1009-3044（2021）27-0172-03
也许你听过雅丹地貌、魔鬼城、独库公路这些位于祖国最西端的旅游胜地，但是你知道吗，在这块戈壁中还藏着一所大学，信息闭塞，学术交流几乎为零。我校的特殊地理位置决定了我校在计算机学科上势必会落后于内地的高校，在师资上，计算机系缺少高水平人才，很多教师为短期的援疆教师，本地教师年轻化缺少教育教学经验;在生源上，学生计算机基础水平较差，大部分学生来自农村以及小县城，在中学阶段几乎没有接受过计算机教育;在就业上，当地常住人口在40万左右，IT公司非常少且规模小。这些因素导致我们开展程序设计课程非常困难，常常出现“学生学得消极，教师教得累”的现象，因此我们因地制宜做了相应的大学生程序设计课程的改革，这些改革同样也适用于和我们情况相同的高校。
本校原先的程序设计类课程教学模式是以普通教室上课为主，老师站在讲台上演示并进行语法讲解，学生呆呆地坐在下面听，学生上机时间仅占总课时的1/3，有的甚至连1/3都不到，期末考试也是以笔试为主。学生投入大量精力和时间在背概念和刷题上面，而忽视了真正的实际应用和操作的能力，更别提计算思维的训练了。这就好比学习打篮球中的三步上篮，学生看老师演示过程以及分析每一个动作细节一百遍，都不如让学生自己拿着篮球实际操作一遍效果好。程序设计类课程不仅需要学生多动脑，同样也需要多动手，让学生通过实际案例或者项目自己去体会编程的魅力，才能达到真正的编程学习的效果，这也是我们改革中的一部分。
程序设计类竞赛，如中国大学生计算机设计大赛、团体程序设计天梯赛等，竞赛题目与实际现实问题联系紧密，常常出现热点问题，涉猎内容广，并且学生可以组团参加。学生在参与这些竞赛的过程中，锻炼了分析和解决实际问题能力、团队协作能力、领导能力等。[1]通过向学生介绍编程竞赛，组织学生参与编程竞赛等相关活动，从而让学生了解竞赛的优点，愿意参与到竞赛当中。
1 大学生程序设计竞赛
1.1 程序设计竞赛的优势
程序设计竞赛多为知名IT公司、高校、组织举办，题目来源更加前沿，涉及的知识范围更加广泛，参赛学生需要对已储备的知识进行整合从而解决实际问题。[1]参加这些比赛的有来自全国各个高校的学生，相同的赛题和评分制度，学生平等公平参赛，可以让西部地区的学生能够在比赛中发现自己与内地学生的差距，以及对自身竞争力有较为清晰地认识，从而努力提升自己，避免盲目自信，坐井观天。
此外，尽管现在网络发达，但是由于我校地处偏远，学生感知前沿科技和学术发展仍然有较大的滞后性。通过参加计算机学科竞赛，能让学生对自身以及未来的发展有更明确的规划。同时，学生通过参加竞赛的机会，也可以开阔视野，增长见识，而且像微软、百度等国内外知名IT公司非常青睐参加过相关程序设计竞赛的学生，每年都会为参加过此类竞赛的学生开辟绿色招生通道，因此竞赛不仅可以激发学生的学习热情和动力，而且可以促进就业。
1.2 提高教师的知识储备与教学水平
对于教师而言，教学内容偏基础简单，与实际的竞赛辅导差异很大。竞赛题目与实际应用更加紧密，很多问题来源于生活和现实世界，需要对知识的理解和应用更为透彻和灵活，因此，教师在竞赛辅导的过程中也是对自己储备知识的更新和总结。此外，要想学生积极学习，首先教师要起到表率作用，教师也要做到不断学习，追求进步。就本人而言，通过对竞赛的辅导，自己的专业知识得到了进一步的巩固，同时也发现了编程中的乐趣，并且在把这份乐趣带给学生的同时获得了作为教师的满足感和成就感。此外，在鼓励和培养更多的年轻教师参与竞赛指导的过程中，也促进了专业建设和提升了师生凝聚力。
此外，我们也通过外出培训来提高教师自身能力。2019年7月我们派教师去广州参加了《第十届蓝桥杯暑期教师集训会》，并与竞赛取得好成绩的高校进行了交流，例如广东工业大学教练分享了竞赛队伍训练管理机制，福州大学分享了学科竞赛師生的奖励，鼓励机制等，从这些高校中获得了非常多的经验和帮助，为后续我校开展竞赛机制建立提供了理论指导和支持。
2 程序设计课程的教学改革实践
本校传统的程序设计类课程只强调从理论上对知识和概念的理解，对程序的实现和具体应用重视不够，造成很多学生只会做题不会应用，编程能力差，不会调试程序;作业形式单一以及作业内容枯燥，导致学生抄作业现象严重;考试主要还是以笔试为主，对实践操作不重视，缺乏完整的科学的实践考核体系，出现很多学完编程仍然不会编程的情况;全校一刀切教学，忽视学生实际情况，导致课程的最终结果分化严重。
因此，我们计算机系教师付出大量心血来改革程序设计课程体系结构，加强程序设计基础课程的教学和实践环节，从而提高学生们的编程能力。
2.1 教学形式的改革
改革后的教学形式是将传统的教室大班授课改为机房小班教学，采用少讲多练的方式，以学生自主上机练习为主，启发并引导学生自己发现问题并解决问题。为了与竞赛结合更紧密，我们将课程中的例题和练习题描述成程序设计竞赛题目的形式，按照背景描述、输入输出格式、测试用例几个部分提供给学生，将课堂知识与实际应用紧密联系起来，内容生动有趣，例如在讲到函数章节时，以给奶茶店设计一个接受用户需求的程序为例进行函数设计的讲解，从而调动了学生的学习积极性，以及达到了训练学生分析和解决问题能力的目的。此外，也向学生们介绍计算机领域目前的最新技术和发展，例如虚拟现实技术，区块链等，以此激发学生们的探索兴趣。 2.2作业形式的改革
作业形式仿照竞赛形式，在在线判题系统上进行，不再让学生手写代码，题目也更加偏向于实际应用，学生可以多次修改反复提交验证自己的程序，在线判题系统对学生提交的代码实时反馈分数和评价，分数和排名能激起学生的竞争心理，从而提高学生的学习动力;很多学生也是第一次接触这种形式的作业，对其充满好奇和探索的兴趣。2019年-2020年我校购买的在线判题系统为蓝桥杯VIP练习系统和Python123系统，题目丰富趣味性足，学生们在课后通过此练习系统完成作业和编程训练。
2.3 考核体系的改革
改革课程的考核体系，以过程考核为主、笔试为辅的考核方法（等到后续客观条件允许我们会将笔试全部改为机试），在暑假小学期增加了课程设计环节。除教学计划内的时间，规定学生课余时间必须完成多少编程任务，并给予额外平时分加分奖励。评分标准改为：50%过程成绩，50%期末考试成绩，其中过程成绩包含了实践成绩，作业成绩以及考勤。新的考核体系更受学生欢迎，学生们也不再考前突击复习，而是把更多的精力和时间放到平时的学习和实践中。
全校不再统一学习同一门编程语言，计算机专业主修C语言程序设计，非计算机专业主修Python语言程序设计。课程与专业培养方案相结合，因材施教，不同专业学习的程序设计课程侧重点不同，例如经济类侧重于数据分析，石油工程类侧重于模拟仿真。改革后学生们的学习兴趣有了明显的提升，课程评教也反映了学生对该课程体系的认可。
3 对学科竞赛的支撑和保障
学科竞赛是一项系统性的工程，不会一蹴而就，需要时间来积累经验，尤其对于新成立的在计算机学科上没有优势的大学，想要在学科竞赛上做出成绩，可以说是非常难的，需要坚持和毅力。除了需要积累经验，也需要学校各个组织机构配合以及领导支持，才可能有所发展，因此想要开展学科竞赛的领头人最好是有威望的教师或者领导，对于年轻老师来说是非常困难和充满艰辛的事情。
3.1 竞赛辅导与集训
为了帮助学生能够更好地参与到学科竞赛中，我们专门开设了《算法艺术与信息学竞赛》选修课，旨在强化专业知识、增加难度和补充基础课程以外的内容，同时传授一些竞赛技巧和心理辅导。
举办了相关讲座，请具备经验的老队员或者指导教师来分享参赛经验和参赛感想。同时，也定期派指导教师去内地高校培训和参与教师集训会，学习先进的培训知识和专业技能，从而更好地指导学生。
此外，由于竞赛类编程类书籍价格较贵且校图书馆内资料有限，指导教师购入大量竞赛类和编程类书籍与学生一起分享，在办公室建立起小型图书馆，供学生借阅，满足学生查阅资料和自学的需求，如图1所示。
3.2 建立学科竞赛的长效机制
为方便学生组织集训和培训以及宣传工作，计算机系成立了ACM社团，通过社团来推动学生的学习兴趣，促进学科竞赛的持续发展。在社团中实行以老带新政策，让高年级有经验的学生为新学生传授比赛经验和技巧，营造互相帮助、互相竞赛的健康比赛氛围，使学科竞赛具有延续性。
建立了三级竞赛机制：第一级是基础课程的学习，讲座和竞赛以基础和趣味性为主，旨在让师生感受编程的乐趣;第二级是定期进行全院和全校的程序设计竞赛，以计算机专业学生为主，达到以学科竞赛提高学生对专业知识的深入学习和促进其创新和实践动手能力提高的目的;第三级是高水平学生的培养，利用课余时间进行集中、系统地集训，达到为参加高层次比赛选拔队伍的目的，如图2所示。
3.3 学科竞赛激励机制
学科竞赛激励机制包括参赛学生和指导教师。对获奖的学生，给予一定综合测评加分以及报销报名费等奖励措施;对教师给予工作量的补助和现金奖励。通过学科竞赛激励机制可以充分调动各方的积极性，使学科竞赛走向健康、可持续发展的轨道上[2]。
激励机制同样也会带来负面效果，会促使一些学生以加分保研为目的参与竞赛，而忽视了竞赛的真正意义，从而导致出现采用不正当手段，恶性竞争，过分计较输赢等问题，影响了比赛的公正性和健康的竞赛氛围。这就需要指导教师帮助学生建立一个正确的价值观，正确看待学科竞赛，在竞赛辅导之余也要做好学生的心理辅导工作。
3.4 本校在改革后取得的竞赛成绩
2020年，我校成功舉办了中国大学生计算机设计大赛校内选拔赛和ACM校内选拔赛; 团体程序设计天梯赛我校获得了省级特等奖1项，一等奖1项，二等奖1项;蓝桥杯获得了省级一等奖8项、二等奖21项、三等奖11项;全国“发现杯”软件设计大赛二等奖1项;中国大学生计算机设计大赛省赛二等奖3项，国赛二等奖2项、三等奖1项;这是我校学生在这些比赛中获得的历史最好成绩。此外，参加这些比赛的不仅仅是计算机专业的学生，还有金融学，机械等专业的学生，并且他们在比赛中也取得了较好的成绩。以上成绩说明此项教学改革是成功有效的。
4 结束语
结合学科竞赛提升学生程序设计能力的教学实践，我们以学科竞赛为导向，对教学体系进行改革，从而提升了学生的分析和解决实际问题的能力，程序设计能力以及创新能力，让学生认识到了自身的不足和差距，提高了人才培养质量。实践表明，开展大学生程序设计竞赛以及相应的改革措施，能弥补科技落后地区的计算机实践教学中的不足和与社会需求脱节的问题，同样也希望本文的教学改革能为和我们情况相同的高校提供参考和帮助。
参考文献：
[1] 徐胜舟. 以学科竞赛驱动程序设计类课程教学改革研究[J]. 软件导刊， 2015，14（5）：180-181.
[2] 瞿绍军. 以学科竞赛为载体，培养大学生创新能力——以大学生程序设计竞赛为例[J]. 电脑知识与技术， 2010（15）：3980-3981.
【通联编辑：王力】
关键词：学科竞赛;大学生程序设计课程;西部地区教学改革
中图分类号：TP311 文献标识码：A
文章编号：1009-3044（2021）27-0172-03
也许你听过雅丹地貌、魔鬼城、独库公路这些位于祖国最西端的旅游胜地，但是你知道吗，在这块戈壁中还藏着一所大学，信息闭塞，学术交流几乎为零。我校的特殊地理位置决定了我校在计算机学科上势必会落后于内地的高校，在师资上，计算机系缺少高水平人才，很多教师为短期的援疆教师，本地教师年轻化缺少教育教学经验;在生源上，学生计算机基础水平较差，大部分学生来自农村以及小县城，在中学阶段几乎没有接受过计算机教育;在就业上，当地常住人口在40万左右，IT公司非常少且规模小。这些因素导致我们开展程序设计课程非常困难，常常出现“学生学得消极，教师教得累”的现象，因此我们因地制宜做了相应的大学生程序设计课程的改革，这些改革同样也适用于和我们情况相同的高校。
本校原先的程序设计类课程教学模式是以普通教室上课为主，老师站在讲台上演示并进行语法讲解，学生呆呆地坐在下面听，学生上机时间仅占总课时的1/3，有的甚至连1/3都不到，期末考试也是以笔试为主。学生投入大量精力和时间在背概念和刷题上面，而忽视了真正的实际应用和操作的能力，更别提计算思维的训练了。这就好比学习打篮球中的三步上篮，学生看老师演示过程以及分析每一个动作细节一百遍，都不如让学生自己拿着篮球实际操作一遍效果好。程序设计类课程不仅需要学生多动脑，同样也需要多动手，让学生通过实际案例或者项目自己去体会编程的魅力，才能达到真正的编程学习的效果，这也是我们改革中的一部分。
程序设计类竞赛，如中国大学生计算机设计大赛、团体程序设计天梯赛等，竞赛题目与实际现实问题联系紧密，常常出现热点问题，涉猎内容广，并且学生可以组团参加。学生在参与这些竞赛的过程中，锻炼了分析和解决实际问题能力、团队协作能力、领导能力等。[1]通过向学生介绍编程竞赛，组织学生参与编程竞赛等相关活动，从而让学生了解竞赛的优点，愿意参与到竞赛当中。
1 大学生程序设计竞赛
1.1 程序设计竞赛的优势
程序设计竞赛多为知名IT公司、高校、组织举办，题目来源更加前沿，涉及的知识范围更加广泛，参赛学生需要对已储备的知识进行整合从而解决实际问题。[1]参加这些比赛的有来自全国各个高校的学生，相同的赛题和评分制度，学生平等公平参赛，可以让西部地区的学生能够在比赛中发现自己与内地学生的差距，以及对自身竞争力有较为清晰地认识，从而努力提升自己，避免盲目自信，坐井观天。
此外，尽管现在网络发达，但是由于我校地处偏远，学生感知前沿科技和学术发展仍然有较大的滞后性。通过参加计算机学科竞赛，能让学生对自身以及未来的发展有更明确的规划。同时，学生通过参加竞赛的机会，也可以开阔视野，增长见识，而且像微软、百度等国内外知名IT公司非常青睐参加过相关程序设计竞赛的学生，每年都会为参加过此类竞赛的学生开辟绿色招生通道，因此竞赛不仅可以激发学生的学习热情和动力，而且可以促进就业。
1.2 提高教师的知识储备与教学水平
对于教师而言，教学内容偏基础简单，与实际的竞赛辅导差异很大。竞赛题目与实际应用更加紧密，很多问题来源于生活和现实世界，需要对知识的理解和应用更为透彻和灵活，因此，教师在竞赛辅导的过程中也是对自己储备知识的更新和总结。此外，要想学生积极学习，首先教师要起到表率作用，教师也要做到不断学习，追求进步。就本人而言，通过对竞赛的辅导，自己的专业知识得到了进一步的巩固，同时也发现了编程中的乐趣，并且在把这份乐趣带给学生的同时获得了作为教师的满足感和成就感。此外，在鼓励和培养更多的年轻教师参与竞赛指导的过程中，也促进了专业建设和提升了师生凝聚力。
此外，我们也通过外出培训来提高教师自身能力。2019年7月我们派教师去广州参加了《第十届蓝桥杯暑期教师集训会》，并与竞赛取得好成绩的高校进行了交流，例如广东工业大学教练分享了竞赛队伍训练管理机制，福州大学分享了学科竞赛師生的奖励，鼓励机制等，从这些高校中获得了非常多的经验和帮助，为后续我校开展竞赛机制建立提供了理论指导和支持。
2 程序设计课程的教学改革实践
本校传统的程序设计类课程只强调从理论上对知识和概念的理解，对程序的实现和具体应用重视不够，造成很多学生只会做题不会应用，编程能力差，不会调试程序;作业形式单一以及作业内容枯燥，导致学生抄作业现象严重;考试主要还是以笔试为主，对实践操作不重视，缺乏完整的科学的实践考核体系，出现很多学完编程仍然不会编程的情况;全校一刀切教学，忽视学生实际情况，导致课程的最终结果分化严重。
因此，我们计算机系教师付出大量心血来改革程序设计课程体系结构，加强程序设计基础课程的教学和实践环节，从而提高学生们的编程能力。
2.1 教学形式的改革
改革后的教学形式是将传统的教室大班授课改为机房小班教学，采用少讲多练的方式，以学生自主上机练习为主，启发并引导学生自己发现问题并解决问题。为了与竞赛结合更紧密，我们将课程中的例题和练习题描述成程序设计竞赛题目的形式，按照背景描述、输入输出格式、测试用例几个部分提供给学生，将课堂知识与实际应用紧密联系起来，内容生动有趣，例如在讲到函数章节时，以给奶茶店设计一个接受用户需求的程序为例进行函数设计的讲解，从而调动了学生的学习积极性，以及达到了训练学生分析和解决问题能力的目的。此外，也向学生们介绍计算机领域目前的最新技术和发展，例如虚拟现实技术，区块链等，以此激发学生们的探索兴趣。 2.2作业形式的改革
作业形式仿照竞赛形式，在在线判题系统上进行，不再让学生手写代码，题目也更加偏向于实际应用，学生可以多次修改反复提交验证自己的程序，在线判题系统对学生提交的代码实时反馈分数和评价，分数和排名能激起学生的竞争心理，从而提高学生的学习动力;很多学生也是第一次接触这种形式的作业，对其充满好奇和探索的兴趣。2019年-2020年我校购买的在线判题系统为蓝桥杯VIP练习系统和Python123系统，题目丰富趣味性足，学生们在课后通过此练习系统完成作业和编程训练。
2.3 考核体系的改革
改革课程的考核体系，以过程考核为主、笔试为辅的考核方法（等到后续客观条件允许我们会将笔试全部改为机试），在暑假小学期增加了课程设计环节。除教学计划内的时间，规定学生课余时间必须完成多少编程任务，并给予额外平时分加分奖励。评分标准改为：50%过程成绩，50%期末考试成绩，其中过程成绩包含了实践成绩，作业成绩以及考勤。新的考核体系更受学生欢迎，学生们也不再考前突击复习，而是把更多的精力和时间放到平时的学习和实践中。
全校不再统一学习同一门编程语言，计算机专业主修C语言程序设计，非计算机专业主修Python语言程序设计。课程与专业培养方案相结合，因材施教，不同专业学习的程序设计课程侧重点不同，例如经济类侧重于数据分析，石油工程类侧重于模拟仿真。改革后学生们的学习兴趣有了明显的提升，课程评教也反映了学生对该课程体系的认可。
3 对学科竞赛的支撑和保障
学科竞赛是一项系统性的工程，不会一蹴而就，需要时间来积累经验，尤其对于新成立的在计算机学科上没有优势的大学，想要在学科竞赛上做出成绩，可以说是非常难的，需要坚持和毅力。除了需要积累经验，也需要学校各个组织机构配合以及领导支持，才可能有所发展，因此想要开展学科竞赛的领头人最好是有威望的教师或者领导，对于年轻老师来说是非常困难和充满艰辛的事情。
3.1 竞赛辅导与集训
为了帮助学生能够更好地参与到学科竞赛中，我们专门开设了《算法艺术与信息学竞赛》选修课，旨在强化专业知识、增加难度和补充基础课程以外的内容，同时传授一些竞赛技巧和心理辅导。
举办了相关讲座，请具备经验的老队员或者指导教师来分享参赛经验和参赛感想。同时，也定期派指导教师去内地高校培训和参与教师集训会，学习先进的培训知识和专业技能，从而更好地指导学生。
此外，由于竞赛类编程类书籍价格较贵且校图书馆内资料有限，指导教师购入大量竞赛类和编程类书籍与学生一起分享，在办公室建立起小型图书馆，供学生借阅，满足学生查阅资料和自学的需求，如图1所示。
3.2 建立学科竞赛的长效机制
为方便学生组织集训和培训以及宣传工作，计算机系成立了ACM社团，通过社团来推动学生的学习兴趣，促进学科竞赛的持续发展。在社团中实行以老带新政策，让高年级有经验的学生为新学生传授比赛经验和技巧，营造互相帮助、互相竞赛的健康比赛氛围，使学科竞赛具有延续性。
建立了三级竞赛机制：第一级是基础课程的学习，讲座和竞赛以基础和趣味性为主，旨在让师生感受编程的乐趣;第二级是定期进行全院和全校的程序设计竞赛，以计算机专业学生为主，达到以学科竞赛提高学生对专业知识的深入学习和促进其创新和实践动手能力提高的目的;第三级是高水平学生的培养，利用课余时间进行集中、系统地集训，达到为参加高层次比赛选拔队伍的目的，如图2所示。
3.3 学科竞赛激励机制
学科竞赛激励机制包括参赛学生和指导教师。对获奖的学生，给予一定综合测评加分以及报销报名费等奖励措施;对教师给予工作量的补助和现金奖励。通过学科竞赛激励机制可以充分调动各方的积极性，使学科竞赛走向健康、可持续发展的轨道上[2]。
激励机制同样也会带来负面效果，会促使一些学生以加分保研为目的参与竞赛，而忽视了竞赛的真正意义，从而导致出现采用不正当手段，恶性竞争，过分计较输赢等问题，影响了比赛的公正性和健康的竞赛氛围。这就需要指导教师帮助学生建立一个正确的价值观，正确看待学科竞赛，在竞赛辅导之余也要做好学生的心理辅导工作。
3.4 本校在改革后取得的竞赛成绩
2020年，我校成功舉办了中国大学生计算机设计大赛校内选拔赛和ACM校内选拔赛; 团体程序设计天梯赛我校获得了省级特等奖1项，一等奖1项，二等奖1项;蓝桥杯获得了省级一等奖8项、二等奖21项、三等奖11项;全国“发现杯”软件设计大赛二等奖1项;中国大学生计算机设计大赛省赛二等奖3项，国赛二等奖2项、三等奖1项;这是我校学生在这些比赛中获得的历史最好成绩。此外，参加这些比赛的不仅仅是计算机专业的学生，还有金融学，机械等专业的学生，并且他们在比赛中也取得了较好的成绩。以上成绩说明此项教学改革是成功有效的。
4 结束语
结合学科竞赛提升学生程序设计能力的教学实践，我们以学科竞赛为导向，对教学体系进行改革，从而提升了学生的分析和解决实际问题的能力，程序设计能力以及创新能力，让学生认识到了自身的不足和差距，提高了人才培养质量。实践表明，开展大学生程序设计竞赛以及相应的改革措施，能弥补科技落后地区的计算机实践教学中的不足和与社会需求脱节的问题，同样也希望本文的教学改革能为和我们情况相同的高校提供参考和帮助。
参考文献：
[1] 徐胜舟. 以学科竞赛驱动程序设计类课程教学改革研究[J]. 软件导刊， 2015，14（5）：180-181.
[2] 瞿绍军. 以学科竞赛为载体，培养大学生创新能力——以大学生程序设计竞赛为例[J]. 电脑知识与技术， 2010（15）：3980-3981.
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