基于新工科人才培養(yǎng)的“C語言程序設(shè)計”創(chuàng)新型教學改革研究

楊業(yè)娟 鄭棣 史汶澤 龔茂康

摘 ?要： C語言程序設(shè)計是工科類專業(yè)一門重要的實踐應用類課程，根據(jù)新工科人才培養(yǎng)對學生應用和創(chuàng)新能力的需求，提出了基于新工科人才能力培養(yǎng)的C語言程序設(shè)計課程應用創(chuàng)新型教學框架。在該創(chuàng)新型教學框架下，提出課程教學設(shè)計的基本原則，即以網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化教學手段改革課程教學模式;提倡知識點碎片化，引導學生自主化高效學習;以項目實踐和學科競賽為抓手，全面培養(yǎng)學生的專業(yè)綜合創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞： C語言程序設(shè)計; 新工科; 教學改革; 學科競賽; 創(chuàng)新能力

中圖分類號：G642 ? ? ? ? ?文獻標志碼：A ? ?文章編號：1006-8228（2019）10-80-03

Abstract： Aiming at the characteristics of C language programming course which is the core of computer science courses and the need of the new engineering talent training，an innovative and applied teaching framework of C language programming course for the training of the new engineering talent is presented.Under this framework， the basic principles of teaching design for the course are proposed， i.e.， the course teaching model is reformed with networked and virtualized teaching means; the knowledge fragmented and autonomous and efficient learning are advocated; focusing on project practice and discipline competition， cultivate the students with comprehensive quality and creation ability.

Key words： C language programming; new engineering; teaching reform; discipline competition; innovation ability

0 引言

自20世紀末以來，信息技術(shù)的迅速發(fā)展和應用推廣不斷改變著社會經(jīng)濟結(jié)構(gòu)以及人們的生產(chǎn)生活方式，人們獲取知識和鍛煉技能的途徑也發(fā)生著天翻地覆的變化。這些改變必然影響著高等教育的發(fā)展，2017年我國多所高校在教育部的積極推動下達成了關(guān)于新工科建設(shè)的一致意見;2018年教育部在新時代全國高等學校本科教育工作會議上，強調(diào)了發(fā)展新興工科專業(yè)、改造升級傳統(tǒng)工科專業(yè)的規(guī)劃，并進一步部署了新工科建設(shè)的實施方案[1-4]。

新工科建設(shè)的提出和實施加速了高等學校專業(yè)建設(shè)改革的步伐，進一步推動了新的教學理念、新的教學手段和新的教學模式在教學中的嘗試和完善。

C語言程序設(shè)計作為工科類專業(yè)的實踐應用型課程，在人才培養(yǎng)中有非常重要的地位[5-7]。課程要適應新工科人才培養(yǎng)的需要，適應新時代教學目標的要求，學習C語言程序設(shè)計課程不僅能培養(yǎng)學生思考、分析、解決問題的工程設(shè)計能力和實踐操作能力，還可以通過與新技術(shù)、新應用相結(jié)合，鍛煉學生創(chuàng)新思維能力;通過對項目和學科競賽的鍛煉，培養(yǎng)學生的團隊合作能力。針對上述目標，本文提出了基于新工科人才能力培養(yǎng)的C語言程序設(shè)計創(chuàng)新性應用型教學模式，進行了創(chuàng)新型教學改革的嘗試。

1 C語言程序設(shè)計創(chuàng)新型教學框架

在C語言程序設(shè)計創(chuàng)新型教學活動中，對學生的培養(yǎng)不僅僅停留在課堂理論講解和知識點的傳授上，而應綜合考慮學生學習、實踐、綜合以及能力提升等多個教學目標的實施與考核上。該課程具有很強的理論性，課程中涉及的各種算法設(shè)計、程序編寫、程序調(diào)試分析都需要學生動用邏輯思維能力，以計算機的工作方式來思考問題，構(gòu)建數(shù)理邏輯模型，解決實際問題;同時課程也具有很強的實踐性，學生需要了解和掌握程序開發(fā)的過程，按部就班地完成整個開發(fā)過程，編寫程序代碼和開發(fā)文件，進行代碼的調(diào)試與檢測;在項目開發(fā)過程和學科競賽中，還需要與團隊成員合作，培養(yǎng)協(xié)作與交流能力。

C語言程序設(shè)計課程課時有限，教學目標大、任務(wù)重，傳統(tǒng)的教學模式已很難滿足人才培養(yǎng)的需求。利用新興的網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化教學手段，改變課程傳統(tǒng)的學習和綜合提高過程。例如通過獲取在網(wǎng)上發(fā)布教學視頻、知識點作業(yè)等教學資源，引導學生在課外利用碎片時間自主學習;通過網(wǎng)絡(luò)上的知識點自測資源評估自己的學習效果;通過網(wǎng)絡(luò)答疑解決學生自主學習中的困難。這樣課堂時間就可以被解放出來，課堂教學過程就要重新設(shè)計，可以真正面向?qū)W生的多種能力培養(yǎng)，設(shè)計研討案例、作品展示與答辯、任務(wù)協(xié)作等新型課堂的交互教學形式，并加深學生的學習深度和調(diào)動學生的學習熱情。

C語言程序設(shè)計創(chuàng)新型教學設(shè)計，首先需要構(gòu)建課程實施的教學體系框架，如圖1所示。與傳統(tǒng)教學方式不同，基于新工科人才能力培養(yǎng)的C語言程序設(shè)計創(chuàng)新型教學中，教師的教學活動將從課堂轉(zhuǎn)向課堂之外，大量的教學材料、教學過程設(shè)計和組織的工作需要教師在課堂之外準備;知識傳授的形式也從面對面的課堂直接傳授，轉(zhuǎn)變?yōu)榻柚W(wǎng)絡(luò)教學平臺，通過組織教學資源、建設(shè)教學環(huán)境、進行教學過程的引導與考核來實現(xiàn)教學的監(jiān)控與推進。

2 C語言程序設(shè)計課程教學設(shè)計原則

C語言程序設(shè)計創(chuàng)新型教學設(shè)計的重點是將教學過程從傳統(tǒng)的教師傳授轉(zhuǎn)換為學生自主學習，將傳統(tǒng)課程的知識傳遞轉(zhuǎn)換為能力培養(yǎng)，將教學過程的動力從教師轉(zhuǎn)移到了學生身上，這樣更容易激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生終生學習的能力[8]。但是由于不同學生的學習能力不同，學習效果差別很大;課程眾多教學資源的制作、組織、發(fā)布和教學過程的管理仍然習慣于讓使用傳統(tǒng)教學方法的教師來完成;課程教學中一些知識聯(lián)系不密切，這些影響了學生將所學知識融會貫通。因此，在C語言程序設(shè)計創(chuàng)新型教學中，如何進行教學設(shè)計是改革順利實現(xiàn)的關(guān)鍵。

2.1 課程知識點碎片化

C語言程序設(shè)計在教學設(shè)計上要按照學生的基本認知和學習規(guī)律，結(jié)合信息化社會學習和信息傳播的特點，改造原有集中式課堂學習的模式。國外行為學和心理學研究表明，人類在知識獲取過程中學習效率最高的持續(xù)時間一般在6～7分鐘，如果學習時間超過這個時間，學習和記憶的效率就會快速衰減。因此，需要根據(jù)這一認知規(guī)律對課程的知識點進行分解，對課程的網(wǎng)絡(luò)學習資源進行制作的過程中，要注意時長的控制。

2.2 教學資源的組織和管理便于學生自主學習

學生是學習的主體，他們需要能夠自主把握學習進程。但是學生的學習能力和學習主動性差別很大，因此教學資源的組織和發(fā)布必須保證教學內(nèi)容的完整性和連貫性，使不同學習能力的學生都可以方便地把握個人學習進度，更好地理解和掌握課程知識要點。同時在教學資源中要有充分的指導內(nèi)容，指導學生順利、高效地開展自主學習。設(shè)計足夠的考核節(jié)點，幫助學生在自主學習中進行自我檢查和評估。

2.3 教師在學習評估與能力培養(yǎng)中起著主導地位

基于新工科人才能力培養(yǎng)的C語言程序設(shè)計教學中，教師在教學過程中采用的教學手段因?qū)W習方法和過程的改變而改變。教師通過考核把握教學過程，通過教學內(nèi)容的設(shè)計、組織和指導來引導教學。同時，教師還應注意通過相關(guān)的學習效果檢查和學習過程信息的采集及時了解學生的學習效率和效果?？梢酝ㄟ^網(wǎng)絡(luò)論壇、微信等通信手段及時地指導和改進，增強教學效果。

2.4 以項目和學科競賽為抓手提升學生創(chuàng)新能力

在C語言程序設(shè)計教學中，學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是課程教學的最終目的。能力的培養(yǎng)不是僅靠知識傳授與轉(zhuǎn)移就能獲得的，通常要通過從小到程序大到項目的全面實踐，讓學生在項目實踐過程中體會、總結(jié)和領(lǐng)悟，在深入的訓練中得到全面的鍛煉，才能最終得到提高。

學科競賽是政府教育主管部門和科技協(xié)會、知名企業(yè)一起針對專業(yè)應用需求和學生能力培養(yǎng)而舉辦的一種綜合性鍛煉活動。近年來揚州大學廣陵學院工科類學生主要參加與“C語言程序設(shè)計”相關(guān)的學科競賽主要有：全國大學生電子設(shè)計競賽、中國大學生計算機設(shè)計大賽、全國大學生“恩智浦”杯智能汽車競賽、藍橋杯全國軟件和信息技術(shù)專業(yè)人才大賽等。學科競賽對學生的學科綜合能力進行全方位考驗，注重考查學生運用所學知識解決實際問題的意識和能力，同時學科競賽的廣泛性和跨學校對抗性也使得這一活動可以有效激發(fā)學生學習熱情，提高學習積極性，提升學生的創(chuàng)新能力，增強團隊協(xié)作精神。因此將學科競賽與課程教學有機融合，能夠有效推動課程教學改革，提高人才培養(yǎng)的質(zhì)量。

3 結(jié)束語

通過基于新工科人才培養(yǎng)的C語言程序設(shè)計的創(chuàng)新型教學改革研究，對“C語言程序設(shè)計”的課程教學模式進行了實踐探索。將以教師講授為核心的傳統(tǒng)課堂教學活動組織形式，變?yōu)橐詫W生的自主學習為主導，學生利用碎片化時間充分學習課程的網(wǎng)絡(luò)資源，這樣可以極大地提高學生學習的自主性，并且將教師從繁重的課堂教學中解放出來，更多地去關(guān)注“C語言程序設(shè)計”課程的教學方法以及教學資源的優(yōu)化、組織和管理，提高課程的教學效果。同時以項目和學科競賽為抓手，在課堂內(nèi)外加強學生動手能力、專業(yè)思維能力、合作能力等專業(yè)能力的鍛煉。今后，我們將進一步結(jié)合我院學生的特點以及學科競賽的經(jīng)歷，總結(jié)教學改革經(jīng)驗，完善教學內(nèi)容、方法和手段，提升學生的專業(yè)實踐應用能力和綜合創(chuàng)新能力，更加切合社會、企業(yè)對新工科人才的需求。

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