1、 电 子 元 器 件 与 信 息 技 术|241技术应用与管理基于SPSS的学科竞赛视野下层次化教学实践研究张桂花，张蕙，李卫成都锦城学院计算机与软件学院，四川成都，611731摘要：学科竞赛作为人才培养的重要抓手，以中国大学生发展核心素养为目标，从知识、能力、思维三个层次研究影响人才培养质量的内部因子和外部因子。从学生在认知层面和非认知层面的影响因子出发，采用SPSS数据分析技术研究其与外部因子之间的相关性，以结果导向研究教学环境、教学措施、教学设计改革，在教学实践过程中落实深度学习思想和高阶教学理论，根据学科竞赛类别的不同设计层次化培养目标，培养学生的科研精神和实践创新能力，最终提高人才培
2、养质量。关键词：学科竞赛；人才培养；层次化；SPSS中图分类号:G420文献标志码:ADOI:10.19772/ki.2096-4455.2023.1.056 0引言中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要明确提出深化新时代教育评价改革，建立健全教育评价制度和机制，发展素质教育，更加注重学生爱国情怀、创新精神和健康人格的培养。落实到具体教育教学，需加强创新型、应用型、技能型人才培养，实施知识更新工程、技能提升行动，全面提高人才培养质量。早在2011年，教育部同财政部共同制定关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见（以下简称意见），在意见当中，明确指出了强
3、化学科竞赛建设的内容，意见还提出要积极开展大学生学科竞赛相关活动，扶持和帮助影响较大的学科竞赛，充分发挥大学生学科竞赛在大学生创新能力、实践能力等方面培养的重要作用。意见认为，学科竞赛在大学生的创新能力、实践能力以及团队协作等方面的培养具有较强的作用和意义1。1理论支撑1.1学科竞赛在20世纪末，美国学者劳里萨默斯和苏珊卡伦对60个学科和数学竞赛进行了调查，并且仔细研究了36个竞赛项目。从参赛者规模、参与年级、竞赛领域、项目目标、事件类型、筛选、竞赛成果、评比标准、裁判、奖项、竞赛发起人、评估12个维度进行分类，总体可以归纳为6类，大致归纳如下：一是关于学科和基础数学的竞赛；二是关于研究方法和
4、问题处理的竞赛；三是关于工作情况和流程的竞赛；四是关于科技事业的竞赛；五是关于发掘未来技术的竞赛；六是关于现有技术使用的竞赛。在大学生中进行的学科竞赛，一般以活动的方式进行，带有体育竞赛的特点，所以又称为大学生学科竞赛活动。目前对大学生学科竞赛的概念有多种定义：大学生学科竞赛主要是指在高教课堂教学外开展与课程有密切关系的各类学科竞赛活动，是综合基金项目：本文系成都锦城学院 2022 年教研教改重点课题三位一体层次化学科竞赛人才培养模式探索（项目编号：2021JCKY0123）作者简介：张桂花，女，汉族，四川成都，硕士，中级工程师，研究方向：大数据；张蕙，女，汉族，四川成都，硕士，中级工程师，研
5、究方向：UI；李卫，男，汉族，四川成都，本科，研究方向：计算机技术。dianzi yuanqijian yu xinxijishu 电 子 元 器 件 与 信 息 技 术242|运用多门课程的知识去设计解决问题的大学生竞赛活动2。学科竞赛是教师以指导为主，学生以实践为主，按照大学生学科竞赛项目的要求完成大学生学科竞赛项目的内容和要求，并注重学科竞赛项目的创新性，突出在研究性教学下所培养出来的创新型人才3。综上所述，结合学科竞赛实践经验，本文认为学科竞赛是一项大学生在某个领域之内按照既定规则开展的竞技性活动，突出以指导老师为关键，以学生参与为核心，根据所涉及的不同领域，从多个层面锻炼学生的综合能
6、力、创新能力、实践能力和知识应用能力。1.2人才培养高等教育经历了几个世纪的发展，内容、质量、方式等都或多或少发生了变化，但人才培养作为其基本职能始终没有改变4。国内众多学者对于人才培养质量展开了系列研究。综合众多学者观点，结合实际教学实践经验，本文认为人才培养是教育的基本职能，通过规范的教育措施，从知识、能力、思维三个层面发展学生的认知，从精神思想、人格、品德多个维度发展学生的非认知能力，进而塑造全面发展的高质量人才。1.3深度学习和高阶思维1.3.1“一基两轴三阶递进”高阶教学框架近十年，高阶思维在教学研究领域逐渐升温，形成了理论研究、模式开发、实践应用和评价测量四个研究领域，研究者认为，
7、在面向高阶思维的教学设计和高等教育应用领域还需要进一步突破和深化5-6。高阶思维在教学目标分类学上表现为分析、综合、评价等高阶认知能力，即高阶思维是发生在较高认知水平层次上的心智活动或较高层次的认知能力，是指问题求解、决策制定、批判性思维和创造性思维能力，是综合运用分析性、创造性和实践性思维的能力7。高阶思维是一种思维层次，有基础，有前提。以“一基两轴三阶递进”为指导思想8，创造性地从知识、能力、思维三个维度展开，描述了高阶教学框架的设计理念。该框架以布鲁姆教育目标分类学为理论出发点，创造性、系统性地将教育目标进行科学分类、把认知目标进行了分层，它回答了“要把学生带到哪里”“怎样把学生带到那里
8、”和“如何证明把学生带到了那里”三个核心问题，即教学内容、教学方法和教学评价。以高阶教学设计为龙头，推行教学内容、教学方法和教学评价“三大改革”。“一基两轴”是以知识为基础，思维和能力为两翼，共同助力教和学。“三阶递进”是指在思维和能力发展上从低阶、中阶到高阶的螺旋式递进，培养学生的批判性、创造性高阶思维，增强学生的综合运用知识解决复杂问题的高阶应用能力。1.3.2深度学习策略研究深度学习在国内外得到了系统研究，学者从概念理解、评价维度和发生条件三方面进行了探索。在概念理解上，美国研究委员会、Bransford、LeAnnNickelsen认为深度学习是“一个个体能够形成这样的一种能力，即把从
9、某一个情境当中所学习到的东西应用于一个新的情境当中”9-10，这一论述侧重于使用知识迁移应用解释深度学习。NelsonLaird、Shoup、Kuh&Schwarz将深度学习理解为一种策略，即深度学习策略是指对新思想进行批判性分析，并将其与已知的概念和原则联系起来，从而更好地理解和保留概念，该论述侧重于对知识重构，在知识内化过程中实现深度学习。从而可以看到，深度学习有助于促进学习者能力提升。目前，在教学领域，存在浅层学习的问题，学生不能更好地领悟和感知，如表1所示。2学科竞赛与人才培养的相关性经过大量实践证明，学科竞赛促进人才培养，与人才培养质量正相关。从学生层面来说，学科竞赛促进学生能力发展
10、，包括认知能力和非认知能力双向发展。通过调查研究，设置学科 电 子 元 器 件 与 信 息 技 术|243技术应用与管理竞赛与学生能力发展相关问卷，了解学生在学科竞赛上所获得的能力及认可度。调查对象为120个学生，实际收回100份有效问卷，学生涵盖大一到大四，从多个维度设置问卷，全方位了解学科竞赛对学生能力的影响。2.1层次化设计以学科竞赛为手段，在教学设计上突出层次性和个性化。通过问卷分析（图1），可以看到大一、大二、大三学生为学科竞赛的主力军，其中大二学生占比最高，为53.4%，其次是大三学生，占32.04%，最少为大一学生，占14.56%。为此，通过学生访谈，并结合学科竞赛种类及要求，可
11、以了解到大二和大三学生已经具备专业基础知识，有一定的动手实践能力，很适合参加专业性强的比赛和综合类比赛。为此，从竞赛反哺教学的思路出发，在教学设计上根据学生层次设计不同的教学方法和教学内容，体现教学层次性和个性化的特点。图 1学科竞赛参赛学生层次化分析2.2三位一体共促根据问卷结果分析，学科竞赛在认知能力和非认知能力方面都有不同程度的影响。2.2.1学科竞赛对认知能力发展的影响认知能力是以知识为基础，以能力达成为目标。从知识的领悟、运用、分析到综合和评价，思维层次逐步递进，知识深度逐渐提升，能力体现逐步升级。通过学科竞赛，更充分地演绎了认知能力的发展，包括学生基本知识应用能力、学科技能实操能力
12、、分析问题和解决问题能力、知识综合利用能力和实践创新能力，通过问卷分析，得到图2的结果。图 2学科竞赛对认知能力发展的影响从图中可以看到，学科竞赛充分锻炼了学生的能力，让知识的价值得以提升。从教学设计上看，应紧跟时代特点，结合学科特点，抓住竞赛需求，将教学和竞赛相结合，从内容设计到方法设计上，体现一定的层次性和挑战性，让学生从基础知识的直接感知上升到知识深度理解，进而质疑，提出问题，体现教师高阶教学特征和促进学生深度学习。2.2.2学科竞赛对非认知能力发展的影响分析结果如图3所示。图 3学科竞赛对非认知能力发展的影响表 1浅层学习和深度学习维度（一级指标）二级指标深度学习浅层学习知识记忆理解新
13、旧知识融汇知识体系重构直接感知记忆知识片面理解思维思维广度思维深度关联性思维迁移性思维创造性思维批判性思维接受性思维演绎性思维能力学习能力思维拓展能力广度和深度解决问题能力主动学习举一反三多方案复杂问题解决被动学习按部就班狭窄简单方法简单问题入门dianzi yuanqijian yu xinxijishu 电 子 元 器 件 与 信 息 技 术244|从图中可以看到，学生通过学科竞赛，从赛前准备到赛中奋战，再到赛后心得，在非认知能力方面得到了极大提升。比如，在面对挫折和困难方面，有64.08%的学生认为，他们收获了更强的意志力，能更勇敢地面对困难，迎接挑战，基本具备了创新精神，增强了自己的责
14、任意识。同时，有超过30%的学生通过竞赛整个过程的参与，打磨了自己的心性，让自己更加具有亲和力，更愿意去和别人协作、沟通和交流，这是一个了不起的进步。2.3学科竞赛与人才培养质量正相关2.3.1内部因子和外部因子以结果为导向，从研究内部因子出发，分析外部因子，验证人才培养质量和内外因子之间的相关性和必然性。通过大量文献研究发现，关于人才培养的影响因子众多，从不同角度思考，因子将有所不同。本文从学科竞赛结果出发，通过调查法提取认知层面和非认知层面两大维度作为内部因子，与之紧密相关的环境、资源、教学作为外部因子。2.3.2模型构建与假设通过问卷调查，覆盖面为大一到大四学生，全面了解学生对学科竞赛的
15、相关认知。不同年级的学生所具备的专业特质和知识基础不一样，需要选择性地参加学科竞赛。比如，每年一度的蓝桥杯软件大赛，大二学生在课程上已经学习了数据结构和至少一门编程语言，已具备参加程序设计比赛的基本技能，是程序类比赛的主力军。大一的学生在专业知识上还有很多空缺，参加程序类比赛有一定的难度，但是可以挖掘他们的潜能，比如有些学生擅长写作、策划，那么可以加入创新类团队，发挥自己的优势。大三、大四的学生专业知识扎实全面，可以参加科研类实战项目比赛，比如企业出题的大数据类比赛，通过比赛将专业知识应用于实际问题的解决。通过参加各类比赛，可以明显看到在认知能力和非认知能力上，学生得到了全面的发展，基本具备了
16、应用型、创新型特质。由此出发，本文构建了学科竞赛视野下的层次化教学设计模型，如图4所示。图 4学科竞赛视野下的层次化教学设计模型从图4可知，内部因子包含认知层面和非认知层面两大领域。其中，认知层面主要关注学生的编程能力、逻辑思维能力、理解应用知识的能力和分析创造新知识的能力。非认知层面主要关注学生的交流沟通能力、团队合作能力、责任态度和反思自制能力。外部因子包含环境因素、资源支持和教学导引。其中，环境因素主要指学习环境和氛围，资源支持主要指实验平台和教师指导的支持，教学导引主要指教学内容、教学方法和教学评价策略。由此，本文提出如下假设：假设1：内部因子与人才培养质量正相关；假设2：外部因子与人才培养质量正相关；假设3：外部因子对内部因子的正向发展起关键性作用。2.3.3分析与结论通过问卷调查法收集数据，对数据进行预处理，筛选出正常和正确的数据，有效数据为100份，涉及100个学生的调查结果。以蓝桥杯个人赛为例，通过SPSS进行描述性统计分析和相关性分析，如表2所示。从表2数据可以分析得到结论，与人才培养质量相关性的数值越大，正向影响越强。在学科竞赛中，认知能力和非认知能力起着关键性作用