學(xué)科交叉背景下《C++程序設(shè)計》課程的教學(xué)改革與研究

◇寶雞文理學(xué)院電子電氣工程學(xué)院 呂 利

本文以C++程序設(shè)計這門課程為例，結(jié)合了該門課程當(dāng)前學(xué)科交叉思維培養(yǎng)的現(xiàn)狀和不足，提出了在該門課程中從教學(xué)大綱、教學(xué)方式以及教學(xué)團隊建設(shè)三方面進(jìn)行學(xué)科交叉改革研究，以此培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科交叉思維，促進(jìn)學(xué)生更好的適應(yīng)新時代發(fā)展。

隨著社會的不斷發(fā)展，越來越多的問題需要多學(xué)科協(xié)作解決，多學(xué)科交叉研究逐漸稱為新時代學(xué)科發(fā)展的重要標(biāo)志[1]?！禖++程序設(shè)計》是工科類的專業(yè)課之一，該門課的課程目標(biāo)是使學(xué)生掌握一門高級的程序編程語言，且能夠掌握面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計思想與方法，為后續(xù)學(xué)習(xí)和多學(xué)科深入研究奠定基礎(chǔ)[2]。因此結(jié)合課程特點和專業(yè)特性，探索如何在課堂中融入交叉研究思維，挖掘這門課在其他學(xué)科中的作用，是每位授課老師應(yīng)該承擔(dān)的責(zé)任。因此作者基于這幾年的一線教學(xué)經(jīng)驗，以C++這門課為例，來探討一下如何在該門課程的教學(xué)過程中融入交叉學(xué)科思維教育。

1 交叉思維培養(yǎng)的教學(xué)現(xiàn)狀

傳統(tǒng)觀念里，交叉學(xué)科教育或者交叉學(xué)科思維培養(yǎng)是學(xué)生在廣泛接觸多學(xué)科知識后自己領(lǐng)悟的思維方式，和平時的專業(yè)課教學(xué)沒什么關(guān)系。因此，以往的專業(yè)課教學(xué)總是以專業(yè)知識講解為主，很少涉及到所學(xué)知識與其他學(xué)科的關(guān)系及所學(xué)知識能為其他學(xué)科的發(fā)展做什么。學(xué)生對“為什么要學(xué)這門課”，“學(xué)了這門課能有什么用”缺少認(rèn)識，因此學(xué)習(xí)缺乏動力，且積極性不高。因此，我們迫切需要在課堂中想學(xué)生之所想，了解學(xué)生的需求。這里所說的培養(yǎng)交叉思維和傳統(tǒng)的學(xué)生自己領(lǐng)悟不同，它是在課堂中讓學(xué)生認(rèn)識到所學(xué)知識能促進(jìn)其他學(xué)科發(fā)展，知道如何去運用所學(xué)知識促進(jìn)其他學(xué)科發(fā)展，“此地?zé)o聲勝有聲”，最終實現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生交叉研究思維這一根本目標(biāo)。

2 交叉思維培養(yǎng)的實施步驟

課程中交叉思維培養(yǎng)不是一蹴而就的，需要有科學(xué)的建設(shè)步伐（圖1）。下面就如何將交叉思維培養(yǎng)融合課堂的步驟進(jìn)行逐一討論。

圖1 課程中交叉研究思維培養(yǎng)的“三步走”

2.1 教學(xué)大綱融入交叉思維元素

教學(xué)大綱是每門課程的靈魂。所以在制定教學(xué)大綱時，需要根據(jù)專業(yè)特色去挖掘該門課程與其他學(xué)科的交叉點，有針對性的制定教學(xué)大綱，而不是千篇一律的使用同一個教學(xué)大綱。例如，作者平時所帶的《C++程序設(shè)計》這門課就是針對電子信息工程專業(yè)的學(xué)生去開展教學(xué)，因此教學(xué)過程中，會將面向?qū)ο蟮乃枷胱鳛榻虒W(xué)重點，后續(xù)的多門課程也需要用到面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計思想去解決問題。因此在設(shè)計教學(xué)大綱的時候，就要有所取舍和側(cè)重。縮減一些基礎(chǔ)知識的課時，加強面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計部分的授課課時，以保證在目前課時安排的基礎(chǔ)上滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。此外，《C++程序設(shè)計》作為程序設(shè)計基礎(chǔ)課程，在其他諸多學(xué)科發(fā)展中都能發(fā)揮舉足輕重的作用。通過該門課程的教學(xué)，希望能培養(yǎng)學(xué)生交叉學(xué)科思維，能夠發(fā)現(xiàn)程序設(shè)計在其他學(xué)科發(fā)展中的作用，在以后的學(xué)習(xí)和工作中能勤于思考，發(fā)現(xiàn)自身的特色和長處。只有大家團結(jié)一致，各取所長，開拓思想，用交叉創(chuàng)新的思維去解決學(xué)習(xí)和生活中遇到的問題，才能事半功倍。同時，在教學(xué)過程中將該門課程的教學(xué)與其他專業(yè)課的學(xué)習(xí)緊密結(jié)合，融入交叉學(xué)科的思維，能極大的提高學(xué)生的學(xué)習(xí)動力和創(chuàng)新能力，讓學(xué)生知道學(xué)有所用，也有助于學(xué)生形成正確的人生觀和價值觀。

2.2 課堂教學(xué)中融入學(xué)科交叉元素

由于疫情的影響，線上的優(yōu)質(zhì)教育資源如雨后春筍，改變了傳統(tǒng)的完全依靠線下的面授方式。學(xué)生也都掌握了雨課堂、大學(xué)慕課，智慧樹等多種學(xué)習(xí)平臺和資源的使用方法，因此在教學(xué)過程中可以利用這些平臺的資源與優(yōu)勢，有針對性的搜索各類線上資源發(fā)布給學(xué)生，作為學(xué)生預(yù)習(xí)和學(xué)習(xí)的一個有力補充。教師綜合所收集的學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，動態(tài)調(diào)整線下的教學(xué)方式，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。在教學(xué)過程中也可以采用舉例的方式說明C++程序設(shè)計能夠促進(jìn)不同學(xué)科發(fā)展，比如用C++語言編 寫 的BWA[3]、minimap2[4]、HiFiasm[5]等軟件，極大提高了高通量測序數(shù)據(jù)的分析處理，促進(jìn)了生物信息學(xué)的發(fā)展。通過C++語言在不同學(xué)科中所發(fā)揮的作用，引導(dǎo)學(xué)生去思考所學(xué)知識點如何促進(jìn)其他學(xué)科的發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生交叉學(xué)科思維。

2.3 建設(shè)具有交叉學(xué)科思維的教學(xué)團隊

在組建課程的授課團隊時，需要學(xué)院統(tǒng)籌協(xié)調(diào)和整合資源，最好由所有的授課教師和其他各專業(yè)的教師組成。通過小組討論、專題研討等方式挖掘本門課程中所蘊含的學(xué)科交叉點，再由其他學(xué)科專業(yè)老師負(fù)責(zé)升華和凝練，以學(xué)生更容易接受和理解的方式進(jìn)行線下講授。同時，也需要加強授課教師的交叉學(xué)科教育，提高教師的交叉學(xué)科思維和育人意識，真正做到以學(xué)生為中心，以學(xué)生的全面綜合發(fā)展為目的，培養(yǎng)能夠適應(yīng)多學(xué)科高速發(fā)展的且具有交叉學(xué)科思維的人才。只有授課教師的交叉學(xué)科思維和意識提高了，才能在課堂中真正的做到潤無心無聲的將交叉學(xué)科思維融入進(jìn)去。

3 結(jié)束語

學(xué)科交叉并不是空喊口號，而是要將多學(xué)科交叉思維培養(yǎng)融入到日常的教學(xué)中去。因此，在C++程序設(shè)計這門課的授課過程中就可以從以上三點出發(fā)去更好的融入交叉研究思維和課程建設(shè)。而作為一線的授課教師，在平時的授課中，積極引導(dǎo)學(xué)生思考專業(yè)課程中的學(xué)科交叉點，思考如何將本課程知識與其他學(xué)科發(fā)展結(jié)合起來，以小見大，實現(xiàn)交叉學(xué)科思維入課堂，也是我們的使命擔(dān)當(dāng)。