培養(yǎng)計算思維能力的C語言課程教學(xué)改革研究

馬麗娟 李茹

摘? ?要：本文主要介紹了南京高等職業(yè)技術(shù)與金陵科技學(xué)院聯(lián)合培養(yǎng)電氣技術(shù)應(yīng)用專業(yè)“3+4”中本貫通中職階段進(jìn)行C語言程序設(shè)計課程教學(xué)改革的探索研究。在教改過程中對照平行班級，在理論教學(xué)、實訓(xùn)教學(xué)、課堂生態(tài)構(gòu)建等方面進(jìn)行的以培養(yǎng)學(xué)生計算思維能力為核心的教學(xué)改革取得成效，為C語言課程教學(xué)改革提供了可供借鑒的案例。

關(guān)鍵詞：計算思維能力? C語言課程? 教學(xué)改革

中圖分類號：G64? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）06（c）-0176-02

在計算機(jī)技術(shù)進(jìn)入人工智能與大數(shù)據(jù)時代后，計算機(jī)基礎(chǔ)教育變得尤為重要，《C語言程序設(shè)計》課程以其基礎(chǔ)性、應(yīng)用的廣泛性、句法結(jié)構(gòu)的簡潔實用性成為廣大理工類專業(yè)的必修課程。教育部高等學(xué)校計算機(jī)教育研究會經(jīng)過深入調(diào)研提出“大學(xué)計算機(jī)課程改革應(yīng)該以培養(yǎng)學(xué)生的計算思維為核心”，目前在開設(shè)《C語言程序設(shè)計》課程的中職類院校里，計算思維的培養(yǎng)尚未引起足夠的重視。

1? 計算思維

計算思維以計算為核心包括抽象、自動化、設(shè)計、通信、寫作、記憶、評估等基本層次結(jié)構(gòu)，計算思維在幫助學(xué)生認(rèn)識客觀世界、解決問題、創(chuàng)新發(fā)現(xiàn)等方面有著重要意義。在《九校聯(lián)盟計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)合聲明》中提出了要將計算思維能力培養(yǎng)作為計算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革切入點的教改主張[1]，這表明在《C語言程序設(shè)計》課程進(jìn)行計算思維教育已經(jīng)形成普遍共識。

2? 教學(xué)改革現(xiàn)狀與實踐研究

2.1 以計算思維引領(lǐng)C語言程序設(shè)計教材建設(shè)

通過對計算思維基本思想及原理進(jìn)行深入研究，采用計算思維方法進(jìn)行教學(xué)設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、算法思維、效率思維，克服當(dāng)前C語言教學(xué)中只見程序不見思想的弊端。對現(xiàn)行中職教材進(jìn)行梳理，改變把C語言看做“狹義工具論”的傳統(tǒng)錯誤觀念，與金陵科技學(xué)院教師共同編訂融入計算思維，適合“中本貫通”中職階段學(xué)生使用的新教材。

2.2 以培養(yǎng)學(xué)生計算思維為導(dǎo)向進(jìn)行理論教學(xué)改革

針對傳統(tǒng)C 語言教學(xué)重理論知識、輕編程思維的現(xiàn)象，在理論教學(xué)環(huán)節(jié)幫助學(xué)生掌握計算機(jī)處理問題的方法，掌握程序設(shè)計的基本思想。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的思想是自頂向下，逐步細(xì)化，模塊化設(shè)計，結(jié)構(gòu)化編碼，思維具有明顯的層次性[2]。引入合適的案例教學(xué)模式，教學(xué)內(nèi)容要充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，改革教學(xué)手段，充分利用信息化手段，把傳統(tǒng)的講授式方法轉(zhuǎn)變?yōu)閱l(fā)式教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的求知熱情，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，在授課過程中逐步引導(dǎo)學(xué)生掌握分析和解決問題的方法。

2.3 以培養(yǎng)學(xué)生計算思維為目標(biāo)進(jìn)行實訓(xùn)教學(xué)改革

在《C語言程序設(shè)計》實訓(xùn)教學(xué)過程中，設(shè)置開放性編程題目加強學(xué)生的動手實踐能力及創(chuàng)新能力。授課教師在安排編程實訓(xùn)時要善于把握契機(jī)，做到“不憤不啟，不悱不發(fā)”，抓住學(xué)生對所學(xué)理論知識有動手實踐欲望的敏感期安排學(xué)生上機(jī)編程。

2.4 引入新的計算思維教與學(xué)模型構(gòu)建全新的課堂生態(tài)

采用理論與實踐相結(jié)合的方法，將計算思維方法與教育教學(xué)相結(jié)合，引入基于計算思維的探究式教學(xué)模型（ITMCT模型）、基于計算思維的任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)模型（TDTMCT模型）和基于計算思維的網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)模型（OILMCT模型），構(gòu)建教、學(xué)、做一體化的課堂生態(tài)，并將不同教學(xué)模型和學(xué)習(xí)模型有機(jī)融合，并成功地實施到C語言教學(xué)當(dāng)中，在該模式下師生互動充分，既凸顯出學(xué)生的課堂主體地位，又發(fā)揮出教師的主導(dǎo)作用，學(xué)生在主動求知的過程中更有利于計算思維能力的提升。

2.5 以計算思維能力為考核重點，完善課程評價機(jī)制

在傳統(tǒng)教學(xué)模式下突出對C語言的語法知識考核而忽視對學(xué)生的系統(tǒng)建模能力和算法設(shè)計能力的考察。課程的考察方式應(yīng)該更加靈活，采取過程性考核方式，提高實訓(xùn)課程所占比重，把教師評價與學(xué)生自評互評有機(jī)結(jié)合，保障評價機(jī)制的公平性，充分調(diào)動學(xué)生參與課堂的積極性[3]。建立科學(xué)的考核評價機(jī)制，利用開放性題目，充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性，有利于培養(yǎng)學(xué)生的計算思維和創(chuàng)新思維，為學(xué)生后續(xù)本科階段的學(xué)習(xí)做好知識和能力儲備。

3? 教學(xué)改革實施成效

在2017級（2）班作為試點開展C語言程序設(shè)計教學(xué)改革的過程中，我們選取了平行班級（1）班作為參考對照班級，對學(xué)生參加由金陵科技學(xué)院組織的轉(zhuǎn)段驗收成績進(jìn)行分析處理，如圖1所示：實施教學(xué)改革班級的及格率與優(yōu)分率分別為98%和24.3%，均高于平行班級的86%與14.1%。如圖2所示：教改班級的平均分和分?jǐn)?shù)眾數(shù)分別為82.3分和85分，分別高于對照班級7.8分和9分。對比以上兩組數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)：在中本貫通中職階段實施以培養(yǎng)學(xué)生計算思維核心能力為導(dǎo)向的C語言教學(xué)改革成效顯著。此外，實施計算思維能力教學(xué)改革班級的學(xué)生在本科階段的《高等數(shù)學(xué)》、《大學(xué)物理》等課程成績也明顯優(yōu)于對照班級。

4? 結(jié)語

基于培養(yǎng)學(xué)生計算思維能力的《C語言程序設(shè)計》課程教學(xué)改革實踐與研究，將計算思維能力的培養(yǎng)作為與C語言課程教學(xué)的核心目標(biāo)，并對教學(xué)改革實施的效果進(jìn)了多維度的量化分析，教學(xué)改革成效顯著。C語言教學(xué)改革的目標(biāo)是將計算思維能力轉(zhuǎn)化成學(xué)生的思想，幫助學(xué)生形成有獨立學(xué)習(xí)和研究的能力，這對他們后續(xù)本科階段的學(xué)習(xí)至關(guān)重要。通過不斷深化教學(xué)改革，增加具備計算思維的創(chuàng)新型技能人才的供給，對區(qū)域經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級有重要意義。

參考文獻(xiàn)

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