基于新工科人才培养的“C语言程序设计”创新型教学改革研究

杨业娟 郑棣 史汶泽 龚茂康

摘  要： C语言程序设计是工科类专业一门重要的实践应用类课程，根据新工科人才培养对学生应用和创新能力的需求，提出了基于新工科人才能力培养的C语言程序设计课程应用创新型教学框架。在该创新型教学框架下，提出课程教学设计的基本原则，即以网络化、虚拟化教学手段改革课程教学模式;提倡知识点碎片化，引导学生自主化高效学习;以项目实践和学科竞赛为抓手，全面培养学生的专业综合创新能力。

关键词： C语言程序设计; 新工科; 教学改革; 学科竞赛; 创新能力

中图分类号：G642          文献标志码：A    文章编号：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世纪末以来，信息技术的迅速发展和应用推广不断改变着社会经济结构以及人们的生产生活方式，人们获取知识和锻炼技能的途径也发生着天翻地覆的变化。这些改变必然影响着高等教育的发展，2017年我国多所高校在教育部的积极推动下达成了关于新工科建设的一致意见;2018年教育部在新时代全国高等学校本科教育工作会议上，强调了发展新兴工科专业、改造升级传统工科专业的规划，并进一步部署了新工科建设的实施方案[1-4]。

新工科建设的提出和实施加速了高等学校专业建设改革的步伐，进一步推动了新的教学理念、新的教学手段和新的教学模式在教学中的尝试和完善。

C语言程序设计作为工科类专业的实践应用型课程，在人才培养中有非常重要的地位[5-7]。课程要适应新工科人才培养的需要，适应新时代教学目标的要求，学习C语言程序设计课程不仅能培养学生思考、分析、解决问题的工程设计能力和实践操作能力，还可以通过与新技术、新应用相结合，锻炼学生创新思维能力;通过对项目和学科竞赛的锻炼，培养学生的团队合作能力。针对上述目标，本文提出了基于新工科人才能力培养的C语言程序设计创新性应用型教学模式，进行了创新型教学改革的尝试。

1 C语言程序设计创新型教学框架

在C语言程序设计创新型教学活动中，对学生的培养不仅仅停留在课堂理论讲解和知识点的传授上，而应综合考虑学生学习、实践、综合以及能力提升等多个教学目标的实施与考核上。该课程具有很强的理论性，课程中涉及的各种算法设计、程序编写、程序调试分析都需要学生动用逻辑思维能力，以计算机的工作方式来思考问题，构建数理逻辑模型，解决实际问题;同时课程也具有很强的实践性，学生需要了解和掌握程序开发的过程，按部就班地完成整个开发过程，编写程序代码和开发文件，进行代码的调试与检测;在项目开发过程和学科竞赛中，还需要与团队成员合作，培养协作与交流能力。

C语言程序设计课程课时有限，教学目标大、任务重，传统的教学模式已很难满足人才培养的需求。利用新兴的网络化、虚拟化教学手段，改变课程传统的学习和综合提高过程。例如通过获取在网上发布教学视频、知识点作业等教学资源，引导学生在课外利用碎片时间自主学习;通过网络上的知识点自测资源评估自己的学习效果;通过网络答疑解决学生自主学习中的困难。这样课堂时间就可以被解放出来，课堂教学过程就要重新设计，可以真正面向学生的多种能力培养，设计研讨案例、作品展示與答辩、任务协作等新型课堂的交互教学形式，并加深学生的学习深度和调动学生的学习热情。

C语言程序设计创新型教学设计，首先需要构建课程实施的教学体系框架，如图1所示。与传统教学方式不同，基于新工科人才能力培养的C语言程序设计创新型教学中，教师的教学活动将从课堂转向课堂之外，大量的教学材料、教学过程设计和组织的工作需要教师在课堂之外准备;知识传授的形式也从面对面的课堂直接传授，转变为借助网络教学平台，通过组织教学资源、建设教学环境、进行教学过程的引导与考核来实现教学的监控与推进。

2 C语言程序设计课程教学设计原则

C语言程序设计创新型教学设计的重点是将教学过程从传统的教师传授转换为学生自主学习，将传统课程的知识传递转换为能力培养，将教学过程的动力从教师转移到了学生身上，这样更容易激发学生的学习兴趣，培养学生终生学习的能力[8]。但是由于不同学生的学习能力不同，学习效果差别很大;课程众多教学资源的制作、组织、发布和教学过程的管理仍然习惯于让使用传统教学方法的教师来完成;课程教学中一些知识联系不密切，这些影响了学生将所学知识融会贯通。因此，在C语言程序设计创新型教学中，如何进行教学设计是改革顺利实现的关键。

2.1 课程知识点碎片化

C语言程序设计在教学设计上要按照学生的基本认知和学习规律，结合信息化社会学习和信息传播的特点，改造原有集中式课堂学习的模式。国外行为学和心理学研究表明，人类在知识获取过程中学习效率最高的持续时间一般在6～7分钟，如果学习时间超过这个时间，学习和记忆的效率就会快速衰减。因此，需要根据这一认知规律对课程的知识点进行分解，对课程的网络学习资源进行制作的过程中，要注意时长的控制。

2.2 教学资源的组织和管理便于学生自主学习

学生是学习的主体，他们需要能够自主把握学习进程。但是学生的学习能力和学习主动性差别很大，因此教学资源的组织和发布必须保证教学内容的完整性和连贯性，使不同学习能力的学生都可以方便地把握个人学习进度，更好地理解和掌握课程知识要点。同时在教学资源中要有充分的指导内容，指导学生顺利、高效地开展自主学习。设计足够的考核节点，帮助学生在自主学习中进行自我检查和评估。

2.3 教师在学习评估与能力培养中起着主导地位

基于新工科人才能力培养的C语言程序设计教学中，教师在教学过程中采用的教学手段因学习方法和过程的改变而改变。教师通过考核把握教学过程，通过教学内容的设计、组织和指导来引导教学。同时，教师还应注意通过相关的学习效果检查和学习过程信息的采集及时了解学生的学习效率和效果。可以通过网络论坛、微信等通信手段及时地指导和改进，增强教学效果。

2.4 以项目和学科竞赛为抓手提升学生创新能力

在C语言程序设计教学中，学生创新能力的培养是课程教学的最终目的。能力的培养不是仅靠知识传授与转移就能获得的，通常要通过从小到程序大到项目的全面实践，让学生在项目实践过程中体会、总结和领悟，在深入的训练中得到全面的锻炼，才能最终得到提高。

学科竞赛是政府教育主管部门和科技协会、知名企业一起针对专业应用需求和学生能力培养而举办的一种综合性锻炼活动。近年来扬州大学广陵学院工科类学生主要参加与“C语言程序设计”相关的学科竞赛主要有：全国大学生电子设计竞赛、中国大学生计算机设计大赛、全国大学生“恩智浦”杯智能汽车竞赛、蓝桥杯全国软件和信息技术专业人才大赛等。学科竞赛对学生的学科综合能力进行全方位考验，注重考查学生运用所学知识解决实际问题的意识和能力，同时学科竞赛的广泛性和跨学校对抗性也使得这一活动可以有效激发学生学习热情，提高学习积极性，提升学生的创新能力，增强团队协作精神。因此将学科竞赛与课程教学有机融合，能够有效推动课程教学改革，提高人才培养的质量。

3 结束语

通过基于新工科人才培养的C语言程序设计的创新型教学改革研究，对“C语言程序设计”的课程教学模式进行了实践探索。将以教师讲授为核心的传统课堂教学活动组织形式，变为以学生的自主学习为主导，学生利用碎片化时间充分学习课程的网络资源，这样可以极大地提高学生学习的自主性，并且将教师从繁重的课堂教学中解放出来，更多地去关注“C语言程序设计”课程的教学方法以及教学资源的优化、组织和管理，提高课程的教学效果。同时以项目和学科竞赛为抓手，在课堂内外加强学生动手能力、专业思维能力、合作能力等专业能力的锻炼。今后，我们将进一步结合我院学生的特点以及学科竞赛的经历，总结教学改革经验，完善教学内容、方法和手段，提升学生的专业实践应用能力和综合创新能力，更加切合社会、企业对新工科人才的需求。

参考文献（References）：

[1] 伍李春，李廉.新工科背景下的慕课教育[J].高等工程教育研究，2018.6：150-155

[2] 张凤宝.新工科建设的路径与方法刍论——以天津大学为例[J].中国大学教学，2017.7：97-99

[3] 刘鑫桥.新常态下新工科建设形式趋同的制度逻辑[J].黑龙江高教研究，2019.4：1-4

[4] 吕红梅，谷颖.新工科建设中的人文素质教育探讨[J].扬州大学学报，2019.2：12-13

[5] 吴涛，吴福培，包能胜，牛小东.新工科內涵式发展理念的本质溯源[J].高等工程教育研究，2018.6：16-22

[6] 郭银章，王丽芳.基于项目任务驱动的C语言程序设计课程教学改革与实践[J].计算机教育，2017.2：41-44

[7] 曹菊，王东，邓海明，周桂珍，何湘艳.基于微课的C语言翻转课堂教学设计与实践[J].计算机教育，2018.8：117-121

[8] 基于MOOC平台的混合式教学模式探索——以C语言程序设计公共课为例[J].内蒙古师范大学学报，2015.7：144-146