新工科背景下《C語言程序設(shè)計》課程教學(xué)體系改革探索

潘飛 付景順 李強 楊赫然

摘要：《C語言程序設(shè)計》是工科機械類專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握現(xiàn)代機械設(shè)計方法的公共基礎(chǔ)課程，也是一門理論性和實踐性均較強的課程。文章首先對新工科理念進(jìn)行闡述，并分析本專業(yè)《C語言程序設(shè)計》課程的特點及現(xiàn)在教學(xué)過程中存在的問題。在此基礎(chǔ)上對《C語言程序設(shè)計》課程教學(xué)體系改革方式進(jìn)行了探索。針對教學(xué)過程中的問題，提出了教學(xué)過程、實踐過程和考核方式等方面的改革方案。

關(guān)鍵詞：新工科;教學(xué)體系改革;公共基礎(chǔ)課程

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2020）14-0163-02

為滿足國家的重大戰(zhàn)略需求，支持新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求，高等工程教育迫切需要培養(yǎng)高層次工科創(chuàng)新人才。而“新工科”教育需要從工程教育改革的新理念、專業(yè)的新結(jié)構(gòu)、人才培養(yǎng)新模式、教育教學(xué)新結(jié)構(gòu)和發(fā)展的新體系等五個方面進(jìn)行推進(jìn)[1，2]。符合“新工科”理念的新型人才需要具備終身學(xué)習(xí)的能力，引領(lǐng)技術(shù)進(jìn)步的想象力和創(chuàng)造力[3]。

《C語言程序設(shè)計》課程在教學(xué)內(nèi)容方面著重C語言程序設(shè)計的基本方法和編程技巧的講解，使學(xué)生掌握傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的一般方法和良好的程序設(shè)計風(fēng)格;培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S能力、靈活的思維方式以及較強的動手能力，鍛煉學(xué)生運用計算機解決實際問題的能力，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下扎實的理論和實踐基礎(chǔ)。

一、教學(xué)現(xiàn)狀分析

1.學(xué)生學(xué)習(xí)熱情不高。一般高等院校在第一學(xué)年開設(shè)C語言程序設(shè)計課，很多學(xué)生幾乎沒有編程基礎(chǔ)。有些學(xué)生的英語不好，而程序代碼幾乎均是英文或者以字母進(jìn)行編譯，這讓部分英語差的學(xué)生無法對程序語言課提起濃厚興趣[4]。

本課程通過CAI與板書結(jié)合的教學(xué)方式進(jìn)行教學(xué)。傳統(tǒng)的授課方式是教師講課，學(xué)生做筆記，教學(xué)過程往往出現(xiàn)“填鴨式”教學(xué)的現(xiàn)象，限制了學(xué)生的思維和創(chuàng)造力，教學(xué)效果不理想，抑制了學(xué)生參與教學(xué)的熱情，不利于學(xué)生主體地位在教學(xué)中的建立。

2.上機實踐環(huán)節(jié)與理論教學(xué)聯(lián)系不緊密。課程設(shè)有上機實踐環(huán)節(jié)，通過上機環(huán)節(jié)鍛煉學(xué)生自己編程和調(diào)試的能力，能更加直觀地了解課堂教學(xué)內(nèi)容。

目前的實踐環(huán)節(jié)主要存在的問題是理論與實踐聯(lián)系不夠緊密，上機的內(nèi)容基本局限于教材的課后習(xí)題，缺少本專業(yè)的實際工程案例的講解，不能使學(xué)生直觀地體會本課程對于專業(yè)學(xué)習(xí)的幫助。上機實踐教學(xué)容易流于形式，學(xué)生未得到充分的實踐鍛煉，不能滿足與時俱進(jìn)的新型工程師的培養(yǎng)目標(biāo)。

3.考核方式不利于調(diào)動學(xué)生積極性。課程的考核由幾個方面組成：平時作業(yè)成績、上機成績、期末成績。其中平時作業(yè)成績占比10%，上機實驗成績占比10%，期末考試成績占據(jù)總成績的80%。

從考核方式可以看出，期末考試成績所占的比例較大，容易造成學(xué)生在上機實踐的過程中，不主動思考如何用程序來解決問題，自己動手編程的積極性不高。很多學(xué)生依舊像學(xué)習(xí)其他理論課程一樣，在期末考試前突擊復(fù)習(xí)，知識點掌握得不牢固，不能達(dá)到課程預(yù)期的教學(xué)效果。

二、教學(xué)體系改革優(yōu)化方案

針對以上教學(xué)過程中出現(xiàn)的問題，課程組在總結(jié)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，對教學(xué)體系進(jìn)行了改革。

1.教學(xué)過程改革方案。綜合運用講授、上機以及自學(xué)的模式，以分析問題、建立數(shù)學(xué)模型、確定算法、上機實踐、調(diào)試程序等過程為主線，使學(xué)生能夠針對實際問題提出多種解決方案，選擇不同的解決方法，并預(yù)判問題結(jié)果的可行性，在鍛煉學(xué)生計算機編程思維的同時，培養(yǎng)學(xué)生獨立分析問題、解決問題的能力。

注重培養(yǎng)學(xué)生的外語能力，結(jié)合C語言的特點，鼓勵學(xué)生圍繞課堂教學(xué)內(nèi)容，充分利用互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字圖書館等現(xiàn)代化手段，自主搜尋和查閱相關(guān)參考資料，從而提高學(xué)生快速獲取新知識和新信息的能力。

根據(jù)本課程的教學(xué)內(nèi)容可采用模塊化教學(xué)的模式，分為五個模塊，模塊一：C語言的基礎(chǔ)知識，模塊二：三種基本的控制結(jié)構(gòu)，模塊三：數(shù)組和函數(shù)，模塊四：指針，模塊五：用戶自己建立數(shù)據(jù)類型和文件。

在模塊教學(xué)過程中加入實際案例。在模塊化教學(xué)的過程中，每個模塊可以加入相應(yīng)的實際案例。學(xué)生通過對實際問題的解決，能夠更好地掌握理論知識。在教學(xué)的過程中采用和學(xué)生相關(guān)的案例，從課程的開始貫穿課程的結(jié)束。每完成一個模塊的教學(xué)要求學(xué)生完成案例中的一部分內(nèi)容，這樣學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性提高，教學(xué)效果明顯。

在作業(yè)環(huán)節(jié)中，教師根據(jù)教學(xué)計劃恰當(dāng)設(shè)計作業(yè)，使學(xué)生能夠充分發(fā)揮思維，突出其主體作用，讓學(xué)生主動思維，最后由教師批改、歸納總結(jié)，進(jìn)行師生互動，有效地培養(yǎng)學(xué)生的分析問題與解決問題的能力。

在自學(xué)教學(xué)環(huán)節(jié)中，對課程中某些有助于進(jìn)一步拓寬C語言程序設(shè)計的內(nèi)容，通過教師的指導(dǎo)，由學(xué)生自學(xué)完成。培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、與其他同學(xué)合作解決問題的能力、發(fā)現(xiàn)問題與解決問題的能力、獲取和整理信息的能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

2.上機實踐改革方案。本課程的原理論教學(xué)為32學(xué)時，上機8學(xué)時，根據(jù)學(xué)生的掌握情況，增加了上機的學(xué)時，改為理論教學(xué)為28學(xué)時，上機12學(xué)時。上機實踐的改革應(yīng)該確立以學(xué)生為本的思想，使學(xué)生真正成為實踐教學(xué)的活動人和受益人。以全面提高學(xué)生素質(zhì)和啟發(fā)學(xué)生思維為宗旨，以培養(yǎng)學(xué)生分析與解決問題的能力、協(xié)作能力、社交能力、創(chuàng)業(yè)能力以及創(chuàng)新能力為導(dǎo)向，為培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)做好充實的準(zhǔn)備。上機實驗部分采用分組合作的模式，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力以及團(tuán)隊合作的能力。鼓勵學(xué)生對同一問題提出多種解決方案，編制不同的程序解決問題。增強實驗題目趣味性，調(diào)動學(xué)生的積極性，可以建議學(xué)生提出自己感興趣的實驗題目，并通過程序設(shè)計解決問題。

上機過程按照模塊化教學(xué)的五個模塊，完成每個模塊理論教學(xué)后安排一次上機，使學(xué)生更好地掌握課堂教學(xué)中的知識點。

3.考核方式改革方案。為充分調(diào)動學(xué)生的主動性，課程組對各考核所占的比例進(jìn)行了調(diào)整，平時作業(yè)成績、上機成績、期末成績分別占比10%、50%及40%。

從考核的各部分比例可以看出，增加了上機實踐考核的比例，根據(jù)每個模塊的教學(xué)，對每次上機的完成情況進(jìn)行考核，主要考核學(xué)生綜合運用所學(xué)知識點解決實際問題的能力等。在上機實踐的過程中能夠反映出學(xué)生理論學(xué)習(xí)中遇到的問題。通過對和專業(yè)相關(guān)的實際問題的解決，學(xué)生能更加理解C語言程序設(shè)計課程對后續(xù)課程的幫助。通過以上的努力，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情明顯增強。

三、結(jié)論

本文針對新工科背景下，高等工科院校C語言程序設(shè)計課程的教學(xué)體系改革進(jìn)行了探索，并取得了初步效果，該方式對其他課程也具有借鑒意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]李秀紅，李文輝.新工科背景下機械類專業(yè)基礎(chǔ)課程改革研究[J].教育理論與實踐，2019，39（3）：36-38.

[2]龍奮杰，邵芳.新工科人才的新能力及其培養(yǎng)實踐[J].高等工程教育研究，2018，（5）：35-40.

[3]張秋昭，張書畢，高井祥，等.新工科背景下產(chǎn)學(xué)研協(xié)同培養(yǎng)特色行業(yè)人才模式探討[J].教育教學(xué)論壇，2019，（11）：169-170.

[4]趙娟.C語言理論教學(xué)中師生互動模式研究[J].教育教學(xué)論壇，2019，（9）：193-194.

Abstract："C Language Programming" is a public basic course for engineering mechanical students to learn and master modern mechanical design methods，and it is also a course with strong theory and practicality.This paper first expounds the concept of Emerging Engineering Education，and analyzes the characteristics of the "C Language Programming" course and the problems existing in the current teaching process.On this basis，the reform mode of "C Language Programming" course teaching system is explored.In view of the problems in the teaching process，this paper puts forward the reform scheme of the teaching process，the practical process and the examination method.

Key words：Emerging Engineering Education;teaching system reform;public basic courses