魯邦定 張宏梅

（1.江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學(xué)院通州分院，江蘇 南通 226300；2.江蘇省通州中等專業(yè)學(xué)校，江蘇 南通 226300）

1 引言

智能設(shè)備、傳感器、軟件、通信、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和機(jī)器人等新技術(shù)的發(fā)展，不僅深刻地改變著產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，也讓我們的日常生活變得更加智能高效和多姿多彩。機(jī)器人技術(shù)是衡量一個(gè)國(guó)家科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的一個(gè)重要指標(biāo)，世界各國(guó)都在大力推動(dòng)機(jī)器人技術(shù)的創(chuàng)新和行業(yè)快速發(fā)展?！拔磥淼氖澜纾菙?shù)字化的世界，人類各種信息的開發(fā)和存儲(chǔ)，都在借著數(shù)字化的編程方式，加工、傳輸、存儲(chǔ)和檢索?！彪S著新技術(shù)不斷應(yīng)用、新產(chǎn)業(yè)不斷涌現(xiàn)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)在不斷轉(zhuǎn)型升級(jí)，過去的知識(shí)與技能正在快速失效，每個(gè)職業(yè)對(duì)技術(shù)人才的要求都在不斷變化之中。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)是伴隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展而出現(xiàn)的新興電子信息類專業(yè)，本專業(yè)畢業(yè)生主要從事物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的生產(chǎn)、物聯(lián)網(wǎng)工程施工、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備或產(chǎn)品維護(hù)維修、物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目輔助研發(fā)。迫切需要從電子信息類專業(yè)和實(shí)踐工程應(yīng)用的角度出發(fā)，強(qiáng)調(diào)以有趣的實(shí)驗(yàn)過程和真實(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為主導(dǎo)，對(duì)C語言課程進(jìn)行教學(xué)改革的研究，以便適應(yīng)智能新時(shí)代對(duì)人才的要求。

2 C語言課程教學(xué)現(xiàn)狀探析

C語言作為五年制高職物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，是一門理論和實(shí)踐并重的核心基礎(chǔ)課程。其教學(xué)目標(biāo)是幫助學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)語言的基本知識(shí)和程序調(diào)試的基本方法，樹立模塊化程序設(shè)計(jì)的基本思想，使學(xué)生初步具備程序設(shè)計(jì)能力，為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)其他專業(yè)課程和今后從事輔助開發(fā)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。但，在實(shí)際教學(xué)實(shí)踐中面臨著多個(gè)值得思考和解決的問題，主要集中體現(xiàn)在以下四個(gè)方面：

一是幾乎所有教材都是建立在C語言本身所擁有的一些語言規(guī)則上，注重語法語義的滲透、講解和驗(yàn)證。枯燥的語法學(xué)習(xí)和單一的數(shù)學(xué)問題求解會(huì)降低學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使得學(xué)生對(duì)C語言望而生畏，甚至?xí)霈F(xiàn)厭學(xué)的情緒。二是C語言對(duì)軟件編程和硬件編程的語法知識(shí)側(cè)重點(diǎn)有很大不同。作為電子信息類學(xué)生來說，大部分學(xué)生對(duì)傳統(tǒng)C語言教學(xué)知識(shí)感到困惑，也不能為后續(xù)嵌入式課程服務(wù)。三是隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)應(yīng)用已從單純的計(jì)算和信息系統(tǒng)應(yīng)用逐步轉(zhuǎn)向大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、機(jī)器人技術(shù)與人工智能。在這樣的新時(shí)代背景下，各學(xué)科知識(shí)的交叉融合需求越來越強(qiáng)烈，如果C語言還是按傳統(tǒng)套路，以語法語義和基本的編程方法為重，則課程知識(shí)技能的教學(xué)就脫離物聯(lián)網(wǎng)軟硬件輔助研發(fā)的核心能力需求。四是中等職業(yè)學(xué)校人才培養(yǎng)的目標(biāo)定位早已不再是簡(jiǎn)單的技能型人才培養(yǎng)，發(fā)展面向未來的、集科學(xué)探究和工程實(shí)踐于一體、以解決復(fù)雜真實(shí)情境問題為目標(biāo)的新人才定位正呼之欲出[1]。

3 C語言課程教學(xué)改革基本思路

傳統(tǒng)理念下，程序設(shè)計(jì)的教學(xué)項(xiàng)目和任務(wù)用于各知識(shí)點(diǎn)的講解，多數(shù)是數(shù)值計(jì)算、驗(yàn)證性的實(shí)踐。人工智能背景下，程序設(shè)計(jì)的融合項(xiàng)目參照課程知識(shí)體系，重點(diǎn)是服務(wù)于問題解決，不再糾結(jié)于單一學(xué)科和單個(gè)知識(shí)點(diǎn)，將散亂的專業(yè)知識(shí)按需組合，巧妙融合于工程項(xiàng)目應(yīng)用，形成跨學(xué)科知識(shí)系統(tǒng)。融合項(xiàng)目可以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力，有一定的創(chuàng)新空間和創(chuàng)新載體，而不是統(tǒng)一的、呆板的輸入輸出形式。

3.1 以人才培養(yǎng)方案改革教與學(xué)的內(nèi)容

根據(jù)“五年制高職物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)實(shí)施性人才培養(yǎng)方案職業(yè)能力要求”，依據(jù)課程目標(biāo)和崗位需求，結(jié)合學(xué)生職業(yè)生涯發(fā)展、終身教育等需要，注重課程內(nèi)容與后續(xù)課程銜接、教學(xué)過程與崗位對(duì)接、書證融通，按理論教學(xué)與實(shí)踐訓(xùn)練并重的原則，突出專業(yè)實(shí)踐能力的培養(yǎng)，確定課程教學(xué)內(nèi)容。圍繞物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的生產(chǎn)、工程施工、設(shè)備或產(chǎn)品維護(hù)維修、物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目輔助研發(fā)崗位要求，結(jié)合課程的性質(zhì)和以生為本的教學(xué)理念，確定課程目標(biāo)，突出計(jì)算思維核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

3.2 以“三教改革”為契機(jī)開發(fā)融合課程

在STEM理念指導(dǎo)下，以學(xué)習(xí)者為中心、以能力培養(yǎng)為主線、以機(jī)器人為教學(xué)平臺(tái)，組建融合課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)，開展融合教學(xué)實(shí)踐。將語法語義、控制結(jié)構(gòu)、算法、流程圖和模塊化程序設(shè)計(jì)思想融入開發(fā)實(shí)踐中，使學(xué)生在有趣有用的實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)習(xí)C語言。不局限于知識(shí)的系統(tǒng)性，側(cè)重于課程的實(shí)用性和可操作性，著眼于項(xiàng)目與問題的解決，充分挖掘課程的核心內(nèi)涵及核心知識(shí)，融合各學(xué)科、各課程的學(xué)習(xí)資源，開發(fā)新型智能化項(xiàng)目，以項(xiàng)目為載體，融合進(jìn)課程核心知識(shí)與技能，著力培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維能力和創(chuàng)新思維品質(zhì)，充分體現(xiàn)專業(yè)特色和新時(shí)代特色。

3.3 以“軸翻轉(zhuǎn)”的理念改革教與學(xué)方式

高效融入斯坦福大學(xué)提出的“軸翻轉(zhuǎn)（Axis Flip）”[2]理念，將“先知識(shí)后能力”反轉(zhuǎn)為“先能力后知識(shí)”。遵循學(xué)生認(rèn)知和技能形成規(guī)律，將輔助研發(fā)職業(yè)崗位能力中用到的知識(shí)點(diǎn)融合在項(xiàng)目中，在項(xiàng)目中，把專業(yè)理論知識(shí)、職業(yè)技能、過程與方法有機(jī)融合穿插起來。讓學(xué)生知道實(shí)現(xiàn)一個(gè)項(xiàng)目或解決一個(gè)問題，需要哪些知識(shí)技能，再針對(duì)性地學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)的應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，以學(xué)定教，先學(xué)后教，注重問題的求解和知識(shí)的綜合運(yùn)用。

4 C語言課程教學(xué)改革實(shí)施策略

在人工智能背景下，以“三教改革”為契機(jī)，以項(xiàng)目課程為載體，融合多種教學(xué)方法，重構(gòu)專業(yè)課程知識(shí)與技能框架，把產(chǎn)教融合落實(shí)到課程與課堂，開展新一輪的教學(xué)改革實(shí)踐。

4.1 以融合項(xiàng)目為引領(lǐng)，“做學(xué)教”合一

建構(gòu)主義理論認(rèn)為，知識(shí)的獲得關(guān)鍵在于學(xué)習(xí)者在一定的學(xué)習(xí)情境下，借助必要的學(xué)習(xí)資源，借助他人的援手，通過意義建構(gòu)的方式而獲得，不是完全通過教師傳授得到的?！白觥保w驗(yàn)學(xué)習(xí)、創(chuàng)新探索，體現(xiàn)職業(yè)性；“學(xué)”，自主學(xué)習(xí)、合作探究，體現(xiàn)主體性；“教”，答疑解惑、積極引導(dǎo)，體現(xiàn)主導(dǎo)性；做是學(xué)、教的基礎(chǔ)，三者合一、相輔相成。運(yùn)用項(xiàng)目情境下的“做學(xué)教”合一教學(xué)模式，能把學(xué)習(xí)變?yōu)橐粋€(gè)體驗(yàn)成功、寓教于樂的過程。

4.2 以智能小車為平臺(tái)，知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐

在教學(xué)實(shí)施過程中打破傳統(tǒng)的學(xué)科知識(shí)體系，以智能小車的控制為主線重構(gòu)知識(shí)、技能框架，使知識(shí)的傳授過程更加貼近學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，能力的訓(xùn)練過程更加符合職業(yè)能力發(fā)展規(guī)律。我們相信：能做什么比知道知識(shí)更重要，我們將教材中知識(shí)點(diǎn)巧妙融入測(cè)距、避障、循跡、花樣LED、光控LED、聲控LED、數(shù)碼管、LCD顯示、交通燈、入侵檢測(cè)、無線通信等模塊中。在體驗(yàn)式學(xué)習(xí)中，掌握程序C語言的語法規(guī)范，理解程序控制結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)順序存儲(chǔ)以及模塊化程序設(shè)計(jì)，激發(fā)學(xué)生對(duì)程序設(shè)計(jì)的興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，讓學(xué)生會(huì)認(rèn)識(shí)到編程不再是枯燥的事情，激起了學(xué)生的創(chuàng)造性，同時(shí)凸顯個(gè)性。此外，還培養(yǎng)了他們軟硬件聯(lián)合調(diào)試開發(fā)的能力，以及感知、處理、執(zhí)行的專業(yè)邏輯思維。

4.3 以微型游戲?yàn)槭侄?，促進(jìn)高效課堂的構(gòu)建

在“做學(xué)教”合一的項(xiàng)目基礎(chǔ)上，為突出重點(diǎn)突破難點(diǎn)，根據(jù)學(xué)情的開展需要，教學(xué)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性開發(fā)了微型拼圖游戲、算法演繹動(dòng)畫等，將枯燥抽象的重點(diǎn)難點(diǎn)直觀化、形象化。學(xué)生在輕松愉快的游戲活動(dòng)中掌握設(shè)計(jì)思路、語法格式與規(guī)范，完成代碼編寫與調(diào)試。微型游戲的引入，降低了學(xué)習(xí)門檻，調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)程序設(shè)計(jì)的興趣，讓學(xué)生快樂學(xué)習(xí)，在玩樂中完成知識(shí)技能的意義建構(gòu)，促進(jìn)高效課堂的構(gòu)建。

4.4 以學(xué)生為中心，思政元素巧妙融入課程

以“立德樹人”為根本任務(wù)，構(gòu)建課程思政的育人環(huán)境，促進(jìn)“育人育才”有機(jī)統(tǒng)一。①將思想政治教育巧妙地融入項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，例如“智慧選擇，跑贏人生”，潛移默化地告訴學(xué)生：選擇需要智慧，需要樹立正確的人生觀和價(jià)值觀。“循環(huán)啟智，點(diǎn)亮未來”，循環(huán)結(jié)構(gòu)閃爍著人類的智慧，循環(huán)的過程就是不斷累積，以達(dá)到目標(biāo)，以此培養(yǎng)學(xué)生堅(jiān)持不懈、絕不放棄、立志成才的堅(jiān)強(qiáng)意志品質(zhì)。②C語言是非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)囊婚T課程，來不得半點(diǎn)馬虎，有著嚴(yán)格的語法語義和邏輯表達(dá)，差之毫厘，則謬以千里，學(xué)生在編程的過程中能養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和良好的職業(yè)素養(yǎng)。③在項(xiàng)目實(shí)施的過程中，控制程序的設(shè)計(jì)，軟硬件的聯(lián)合調(diào)試，不可能一蹴而就，需要團(tuán)隊(duì)合作、反復(fù)調(diào)試，可以培養(yǎng)學(xué)生的工匠精神和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。④在課堂教學(xué)中，有意識(shí)地引入我國(guó)在信息技術(shù)領(lǐng)域取得的重大成就：超算、5G技術(shù)、麒麟芯片、鴻蒙OS等，激發(fā)學(xué)生的愛國(guó)主義熱情。

5 結(jié)語

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)是伴隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展而新增的新興專業(yè)，具有跨學(xué)科、跨界融合的天然基因，物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的C語言教學(xué)必然側(cè)重于硬件編程的語法知識(shí)和軟硬件的集成創(chuàng)新。隨著區(qū)塊鏈、邊緣計(jì)算、人工智能等新技術(shù)不斷注入物聯(lián)網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)必將迎來跨界融合、集成創(chuàng)新和規(guī)?；l(fā)展的新階段[3]。C語言課程的在教學(xué)實(shí)施過程中，應(yīng)區(qū)別于計(jì)算機(jī)專業(yè)C語言教學(xué)模式，以電子信息類專業(yè)Keil開發(fā)環(huán)境替代Dev-C++或Visual C++開發(fā)環(huán)境，以機(jī)器人平臺(tái)替代傳統(tǒng)printf()和scanf()格式化輸入輸出。從注重程序功能性驗(yàn)證到創(chuàng)新性嵌入式開發(fā)，使物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)學(xué)生明確學(xué)習(xí)C語言目的和意義。

新課改倡導(dǎo)一線教師積極建構(gòu)一種以“學(xué)”為中心的教與學(xué)關(guān)系，讓學(xué)生能采用基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)方式進(jìn)行學(xué)習(xí)，課程項(xiàng)目化、課堂活動(dòng)化和學(xué)習(xí)個(gè)性化已逐漸成為教育發(fā)展的趨勢(shì)。但不容忽視的是，基于智能機(jī)器人的C語言課程教學(xué)，容易出現(xiàn)學(xué)科知識(shí)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)性缺失的問題。在實(shí)際教學(xué)實(shí)踐中，通過學(xué)科知識(shí)圖譜對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行總體規(guī)劃，再補(bǔ)充一些常見算法、文件操作之類的知識(shí)，以實(shí)現(xiàn)學(xué)科知識(shí)的均衡覆蓋。