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新工科背景下“C语言程序设计”课程教学改革与实践

新工科背景下“C语言程序设计”课程教学改革与实践

摘要:本文以新工科为背景分析了“C语言程序设计”课程教学现状及高职教育职业性,以“需求为导向、能力为核心”建立培养模式和教育体系,从产学融合、校企共建、赛练结合、形成性评价等方面进行教学模式的改革,遵循技术技能人才成长规律,突出知识与技能的高层次,激发学生的学习热情,帮助学生掌握过硬的技能,以适应新技术快速发展的新时代。

关键词:新工科;C语言程序设计;产学互融;形成性评价

Teaching Reform and Practice of "C Language Programming" Course under the Background of New Engineering

SHAN Meiling

(Jilin Engineering Vocational College, Siping, Jilin Province,136000)

Abstract: based on the background of new engineering, this paper analyzes the current teaching situation of "C Language Programming" course and the professionalism of higher vocational education. It establishes a training model and education system based on "demand-oriented, ability-core", reform the teaching mode from the aspects of integration of industry university, co-construction of schools and enterprises, combination of competition and practice and formative evaluation, follow the growth law of technical and skilled talents, highlight the high level of knowledge and skills, stimulate students' learning enthusiasm and help students master excellent skills, to adapt to the new era of rapid development of new technology.

Key Words: New engineering; C language programming; Industry university integration;  Formative evaluation

自2017年以來,国家教育部先后提出“复旦共识”“天大行动”“北京指南”,积极推进新工科专业建设[1]。新工科专业是指相对于传统工科专业而言,主要包括近些年新出现的以互联网为核心技术的专业,涵盖了云计算、AR/VR、人工智能等相关的工科类专业[2]。在这些工科类专业中,程序设计是解决工程技术问题的重要工具。所以,对于工科类高职学生而言,程序设计能力是极其重要的。C语言作为编程语言的一种,有其独特的优点,如灵活性、可移植性好,还可以很好地支持结构化程序设计。作为高职学生来说,在低年级的时候掌握C语言不仅能满足现阶段学习目标,同时也能为未来学习其他编程类语言(如C++、Java)奠定良好的基础。

1. 教学现状

“C语言程序设计”课程是工科类专业学生在低年级时所学习的第一门编程类语言。由于大一学生在此之前基本上从来没有接触过程序设计类的相关知识,并且C语言的概念抽象难懂,形式多种多样,很多第一次触碰本门课程的新生都感到无从下手。高职教育的职业性和学生的理论知识基础薄弱的特点,传统教学偏理论,为了巩固所讲语法,实例讲解和课堂实验也都是验证一些经典的数学问题,与生活中的实际应用脱节,学生意识不到C语言的实用性,从而没有更多积极性。学生主动性不强,影响后续相关课程的学习,甚至使得学生对所学专业产生质疑。现在的学生需要多样化的学习,这种传统的知识导向的传授方式已经暴露出它天生的缺陷,所以C语言程序设计课程的教学模式需要改革。学生需要通过大量的编程实践,提高自己解决实际问题的能力,真正了解面前的这台计算机的工作原理,了解如何使用计算机去解决问题。当今社会需要的是一种能力标准,一种尽快适应社会变化的能力。如果想要培养学生的这种能力,就需要教师在学校中提供给不同学生不同的帮助及引导,因材施教,遵循素质培养,提高学生的综合实践能力。

2. 教学改革

众所周知工科类相关专业特点是应用技术性强,因此制定了以“需求为导向、能力为核心”的培养模式和教育体系,以程序设计为重点进行课程设计,以此来培养学生动手能力及职业岗位能力。

2.1 产学互融

教师可以事先通过考察,给出某些具体的实际项目,然后把实际的工作过程作为导向去设计应用实例。高职学校教师可以通过假期实践的方式进入到当地对口的企业中,不仅可以提升自己的技术业务能力,又可以与时俱进的了解到企业的最新用人需求。在学校中可以采用工学结合产学互融的模式,一方面可以教授学生基本的编程能力,另一方面可以锻炼学生尽早的适应用人单位的编程规范操作,为今后工作做好良好的铺垫。

2.1.1 “学”的环节

(1)项目导向。教师可以挑选一些适合高职学生特点的实际项目,引导学生去分析项目,到学生独立的完成整个项目,这样可以将枯燥无味的语法学习变得生动化、具体化,并且能充分发挥学生的主观能动性,使学生充分了解到自己学习到了什么知识,以及这些知识能够解决什么问题。教师引导学生依次完成各个任务,从易到难,在问题的解决中消化知识点,最后完成整个项目,既能培养学生解决问题的动手能力,又可以给学生带来成就感及满足感。

(2)混合式教学方法。采用启发式、互动式、讨论式教学,即在上述案例教学过程中,又以引导、启发学生充分发挥其主动性,进行现场讨论、现场编程。教师先给出案例,引导启发学生利用已有知识进行分析讨论、提出各自的见解、尝试找到解决问题的方法、提出相应的算法,提倡学生之间合作学习、自主学习、探究学习,最后在互动的过程中共同来完成程序的编写。混合式教学改变了节奏,从学生被迫跟着教师走,到自如地按照自己的节奏走,这种方式比传统的看书自学的效率更高,学生之间讨论时对彼此都受益良多。

(3)采用慕课(MOOC)的教学手段。慕课是高等教育信息化在大学课程教学这一细胞层面的质变,它能够用一台移动设备即可享受全球优质教育资源。教师不但要关注慕课对教育的宏观影响,还要关注它对课堂教学的微观影响,基于建构主义、行为主义、认知主义等教学理论,从而形成由教师主导、学生主体参与的线上线下混合教学模式[3]。中国大学MOOC这个平台给学生群体带来非常多的益处,学生在教室里没有掌握的知识点可以在课后登录慕课平台继续学习;或者可以在正式上课之前自己先观看慕课上的视频课,遇到难以理解的问题,可以带着问题去听教师在课堂上的讲授,这样使学习更有效率和针对性。

2.1.2 “产”的环节:

(1)以实际生产控制任务为线索设计基于工作过程的“任务驱动”的实验实训,合理设计并分解实验内容和综合性实训内容。

(2)学习具有社会属性[4]。“师傅领进门,修行在自身”,鼓励开放的、互帮的社交化学习不仅有助于学习,也对学生的全面发展起到至关重要的作用。教师可以适当设计社交化的学习行为如讨论课或者小组学习。小组学习时教师可以将全班学生混合分组,4人小组为最佳,分组后自行讨论协作完成复杂的实验实训,明确个人责任及小组责任,教师需要精心设计任务,需要每一位成員参与才能确保完成,通过这种“设计”可以提高学生的团结协作能力及社会性,有意的培养人际和小组交流技巧;讨论课时要求学生提问、探索并作出相应的反响,讨论能对学生的需求做出敏感反应,因此可以能全身心地投入到学习中,讨论课要求教师能够设计并把控好讨论,要避免讨论变为汇报展览,最好可以将讨论与翻转课堂有机地结合在一起,使学生有足够的时间和精力做好准备。

(3)要求学生上机前做好预习和准备工作,下机后写出实验实训的总结,教师引导学生总结合作学习经验,并在课后及时复盘。

2.2校企共建

学院可以邀请附近省市的知名相关企业研究员专家或工程技术人员来学院里举办讲座、参与本学院的课程建设与设计,通过多次开展讲座使本专业的高职学生了解C语言的主要应用背景,使学生,明确用人单位对C语言程序设计人才的相关需求标准,为每一次的实践指明前进方向;派遣青年骨干教师到本地相关企业工厂进行实习,了解领域内最新的技术要求[5]。

2.3赛练结合

师生具有相关独立性,知识是学会的不是教会的,可以以本专业的技能竞赛去开阔教学平台,比如教师可以带领学生去参加一些省级国家级别计算机专业相关的竞赛,提高学生的创新动手能力,赛练结合、以赛促学、以赛促教。

3. 立德树人

习近平总书记曾指出,一个大学的根本就是立德树人,培养我们国家的接班人,其中最重要的是怎么课程教学与爱国、爱自己的家乡、爱事业思想教育联系在一起实现立德树人。因此,课程内学生德育的培养在实际教学过程中尤为重要。课程思政可以划分为4个维度,即时间维度、空间维度、课程维度、实效维度。时间维度是指全时空的,任何时候教书育人都是课程思政;空间维度是指思政教育不仅仅局限于大学课堂中教室里;课程维度上更不局限于要直接体现的政治意识形态;最重要的是实效维度,与所有的课程一样,没有实效一切都是空谈,实效是检验课程思政的唯一标准,要看学生会了什么懂了什么。课前课中和课后大大的丰富了课程思政的内涵,也为课程思政提供了无限的可能。教师可以在案例中穿插思政元素,给学生打造一种身临其境的氛围,潜移默化地去接受思想政治的熏陶与影响。例如,在课程的开篇介绍C语言发展的过程时,就可以适当的引入科技对国家发展的重要作用,激发学生的爱国热情,为实现中华民族伟大的中国梦要更加努力学习拼搏进取。教师一定要充分利用好这4个维度,将课程思政做活、做好、做的有成效,积极鼓励学生探索未知,掌握过硬的本领,全面提高缘事析理、明辨是非的能力,让学生成为德才兼备、全面发展的人。

4 形成性评价

在如今这个互联网时代,教学资源随手可得,小到手机上各种教育类的公众号APP,大到前文里提及到的中国大学慕课MOOC,都可以为学生提供海量的学习资源,所以现在的学生不一定非要在课堂上听教师讲课。旧课在教学上的调整往往克着力点不多。教学设计的起点是以始为终,从评测就应该开始准备。评价是普遍被教师忽视掉的环节,换言之,评价里蕴含着非常多可以改革的地方,评价设计是教学设计中少有的易于量化的部分。评价不是为了甄别,评价是促进学生健康全面发展的重要组成部分。应提倡建立形成性评价,即分数构成多元化、形式多元化、时间多元化,平时分多,打分点多,也就是形成性评价需要“少食多餐”[6]。在作业带动下的学习更有效果。我们以C语言程序设计为例,“总评成绩=70%平时成绩+30%期末卷面成绩,平时成绩=20%课内成绩+30%实验成绩+15%作业成绩+5%期中考试成绩”,平时成绩120个记分点,每周的课前、课内、作业、实验、期中考试都作为组成评价的一部分,研究以2019级移动通信学生的C语言程序设计课程的成绩为例,分析作业与成绩的相关性总结出来习题成绩特征值与最终成绩成正相关且越早完成习题的学生的期末成绩越高,所以分数是学习的主要动力。教师要善于运用分数的手段积极地引导学生学习。

5. 结语

2021年3月5日,第十三届全国人民代表大会第四次会议在人民大会堂召开,国务院总理李克强作政府工作报告时作出重要指示:增强职业教育适应性,深化产教融合、校企合作。在“新工科”背景下,通过产学互融、校企共建、赛练结合、建立形成性评价的形式解决“C语言程序设计”教学中存在的问题,培养未来多元化、创新型卓越的应用技术型人才,实现高职教育人才培养目标。

参考文献

[1] 吕程.新工科背景下的机械专业C语言课程改革[J].科技创新导报,2018,15(4):249,251.

[2] 樊丽霞.新工科背景下工科优势高校课程建设问题及对策研究[D].上海:华东理工大学,2021.

[3] 金兰芳.慕课在线上线下混合教学中的应用研究[J].现代信息科技,2020,4(19):166-169.

[4]吴刚,黄健.社会性学习理论渊源及 发展的研究综述[J].远程教育杂志,2018,36(5):69-80.

[5] 艾斯木比提·阿布力特甫.“项目导入任务驱动”教学法在《C语言程序设计》教学中的应用[D].乌鲁木齐:新疆师范大学,2016.

[6] 王燕,王晓娜.基于创新人才培养的C语言探究式学习研究[J].计算机时代,2018(6):84-87.

中图分类号:TP312.1-4;G434 DOI:10.16660/j.cnki.1674-098x.2108-5640-0146 第一作者:单美玲(1994—),女,硕,助教,研究方向为计算机应用

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