楊春蘭 吳水才 周著黃 賓光宇 吳寶晶 廖滿媛

（1.北京工業(yè)大學環(huán)境與生命學部；2.北京工業(yè)大學馬克思主義學院；3.北京工業(yè)大學創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學院）

一、《C語言程序設(shè)計》課程思政教育創(chuàng)新背景

（一）時代背景與要求

習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上提出：“高校思想政治工作關(guān)系高校培養(yǎng)什么樣的人、如何培養(yǎng)人以及為誰培養(yǎng)人這個根本問題。要堅持把立德樹人作為中心環(huán)節(jié)，把思想政治工作貫穿教育教學全過程，實現(xiàn)全程育人、全方位育人，努力開創(chuàng)我國高等教育事業(yè)發(fā)展新局面”[1]。而隨著我國經(jīng)濟社會發(fā)展進入新發(fā)展階段，貫徹“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”的新發(fā)展理念，要求理工類專業(yè)課程更要聚焦科學思維方法的訓練和科技倫理的教育，更需要培養(yǎng)學生探索未知、追求真理、勇攀科學高峰的責任感和使命感，更需要培養(yǎng)學生精益求精、持之以恒的大國工匠精神。

以往國內(nèi)計算機類課程教學實踐只注重操作技能以及專業(yè)知識的培養(yǎng)，難以適應新時代新發(fā)展階段下對人才培養(yǎng)的新要求。如何將科學思維、工匠精神、創(chuàng)新意識、奮斗精神等思政元素融入計算機類課程教學，是當前工科應用型人才培養(yǎng)面臨的重要任務(wù)和亟待解決的主要問題[2-4]。

（二）課程定位

《C語言程序設(shè)計》是工程類學科有關(guān)程序設(shè)計知識和能力培養(yǎng)的重要課程，也是生物醫(yī)學工程本科教學計劃的公共基礎(chǔ)課。面向非計算機專業(yè)學生的計算機基礎(chǔ)教育，將直接影響我國各領(lǐng)域中計算機應用的發(fā)展水平。大力提高我國高校計算機基礎(chǔ)教育的水平，培養(yǎng)出符合信息時代要求的人才，已成為廣大計算機教育工作者的重要使命。該課程并非純理論課程，而是應用實踐類課程，因此課程教學更著眼于能力培養(yǎng)，即培養(yǎng)分析問題的能力、構(gòu)造算法的能力、編程的能力和調(diào)試程序的能力[5]。

具體來講，《C語言程序設(shè)計》面向生物醫(yī)學工程專業(yè)本科生，期望通過該課程學習，使學生能夠循序漸進地掌握C語言的語法規(guī)則、算法的基本結(jié)構(gòu)和程序設(shè)計的基本技能，初步積累編程經(jīng)驗；注重培養(yǎng)學生的自學能力、動手能力以及解決相關(guān)生物醫(yī)學領(lǐng)域?qū)嶋H問題的計算機綜合應用能力；同時，期望培養(yǎng)學生良好的程序設(shè)計風格及團隊協(xié)作精神。該課程教學以學生為中心，激發(fā)學生開展研究性學習的積極性；重點期望提高學生閱讀并編寫C語言程序代碼的能力，進而增強其利用編程工具解決生物醫(yī)學領(lǐng)域?qū)嶋H問題的水平。

（三）課程特點

基于上述課程背景分析，該課程具有如下特點：一是該課程十分重視實踐環(huán)節(jié)。學習該課程既要掌握概念，又必須勤于動手編程。因此，上機環(huán)節(jié)是影響學習效果的重要一環(huán)。針對生物醫(yī)學工程專業(yè)教學培養(yǎng)目標，在原有課程基礎(chǔ)上重點強化上機環(huán)節(jié)實踐內(nèi)容，特別是與信息類相關(guān)的系列課程教學內(nèi)容相結(jié)合，突出具有專業(yè)特色的程序設(shè)計。二是提倡和培養(yǎng)創(chuàng)新精神，在學習時力求活學活用，教師應啟發(fā)學生的學習興趣和創(chuàng)新意識。三是必要的語法規(guī)則是編程基礎(chǔ)，該課程要求學生養(yǎng)成認真嚴謹?shù)膶W習作風。四是該課程針對生物醫(yī)學工程專業(yè)學生，立足生物醫(yī)學工程專業(yè)就業(yè)出口和職業(yè)發(fā)展規(guī)劃，緊密結(jié)合生物醫(yī)學信息類系列課程內(nèi)容，對生物醫(yī)學信號分析和處理等專業(yè)課程涉及的教學知識點，開展并加強專業(yè)特色程序案例實踐等教學環(huán)節(jié)。

基于上述課程特點，在課程教學中，思想政治改革的重點在于培養(yǎng)學生不畏困難、主動探索的自主學習意識，踏實認真的職業(yè)素養(yǎng)，以及廣闊的國際視野和家國情懷。以培養(yǎng)學生形成積極向上的價值觀為主要出發(fā)點，在教學過程中通過小組討論和作業(yè)展示等環(huán)節(jié)激發(fā)學生的創(chuàng)新意識并培養(yǎng)其團隊合作精神。

（四）開展“課程思政”創(chuàng)新的主要優(yōu)勢

該課程包括理論講授和上機實踐兩個部分，課堂理論教學以教師講授為主，采用啟發(fā)式教學。思政改革設(shè)計中重點引入目前醫(yī)療軟件行業(yè)發(fā)展等視頻內(nèi)容，通過邀請醫(yī)療軟件研發(fā)工程師講解產(chǎn)品開發(fā)的背景、流程、注意事項等（可以騰訊會議形式或者錄制視頻播放等），與學生進行互動，進而調(diào)動其自主學習積極性。

上機實踐環(huán)節(jié)以學生自主完成上機作業(yè)為主線，在重點章節(jié)和難點章節(jié)輔以拓展性較強的題目和與實際應用結(jié)合的題目，這部分鼓勵團隊合作。

學習方法方面，充分調(diào)動學生主動學習的內(nèi)驅(qū)力，也是思政改革的重要目標之一。擬在各章節(jié)內(nèi)容的教學方式上做出重要的調(diào)整，以充分發(fā)揮學生自主學習的主動性為設(shè)計目標，重點培養(yǎng)學生實踐動手能力和自主探索的創(chuàng)新意識。

考試方式方面，在以往傳統(tǒng)的筆試考試基礎(chǔ)上，增加上機環(huán)節(jié)的考核內(nèi)容，讓學生真正明白學以致用的重要性和嚴謹認真，一絲不茍遵守語法規(guī)則的重要意義?？荚嚦煽冊黾由蠙C環(huán)節(jié)測試和拓展作業(yè)、口頭匯報展示部分。

二、《C語言程序設(shè)計》課程思政教育創(chuàng)新內(nèi)容

（一）總體思路與規(guī)劃

1.總體思路

《C語言程序設(shè)計》課程思政教育創(chuàng)新總體思路是：以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導，以全面落實貫徹立德樹人、“三全育人”指導思想為根本宗旨，以切實提高生物醫(yī)學工程專業(yè)學生程序設(shè)計能力和計算機基礎(chǔ)知識為教學培養(yǎng)目標，發(fā)揮教學團隊科研優(yōu)勢，梳理信息類系列課程群的內(nèi)在聯(lián)系，以激發(fā)和提高學生主動學習自主性內(nèi)驅(qū)力為長期發(fā)展目標，重點培養(yǎng)學生實踐動手能力和自主探索的創(chuàng)新意識，突出培育程序設(shè)計過程所要求的嚴謹務(wù)實的職業(yè)素養(yǎng)和工匠精神，在教學內(nèi)容中融入家國情懷、培育學生愛國主義精神，同時開拓學生國際視野、增強創(chuàng)新意識，并通過具體應用案例激發(fā)其民族自信心、培養(yǎng)社會責任感和團隊合作精神。

2.實施規(guī)劃

一是將課程教學內(nèi)容分為理論基礎(chǔ)知識講授、上機應用實踐和團隊拓展交流三個板塊。二是充分發(fā)揮教學團隊承擔生物醫(yī)學工程專業(yè)信息類教學系列課程群的優(yōu)勢，集中力量探討各門課程在編程方面需要的前期基礎(chǔ)和能力要求、期望目標，從而進一步進行課程教學內(nèi)容的調(diào)整和設(shè)計。三是加大醫(yī)療器械行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀的背景知識介紹，通過具體實例提升課程教學過程的趣味性和實用性，豐富課堂教學模式，創(chuàng)建活潑開放的課堂文化。四是通過拓展具有生物醫(yī)學工程專業(yè)特色的程序設(shè)計和開發(fā)實例，培養(yǎng)學生的自主創(chuàng)新意識和團隊合作能力。

（二）具體措施

（1）計算機作為現(xiàn)代技術(shù)實現(xiàn)的必備工具，C語言應用范圍廣、基礎(chǔ)性強，是學生解決生物醫(yī)學工程復雜問題的必備知識。通過該課程的講授，增強學生的民族自信和愛國主義精神，使學生具備趕超本領(lǐng)域國際先進技術(shù)的基本競爭力編程技能。（2）強化學生數(shù)字化、算法、模塊化等軟件開發(fā)的核心意識，訓練其對模塊化設(shè)計和從整體到局部的工程項目實現(xiàn)基本素質(zhì)。培養(yǎng)學生將遇到的實際工程問題轉(zhuǎn)化成數(shù)學模型和程序化語言的能力，密切結(jié)合工程問題的關(guān)鍵技術(shù)，提高工程專業(yè)知識的數(shù)學描述能力。（3）培養(yǎng)學生根據(jù)實際問題，通過獨立思考和資料調(diào)研，進一步分解總體任務(wù)和目標，在調(diào)試程序過程中建立獨立提出方案和設(shè)計技術(shù)路線的理念，提高其分析問題的能力。（4）培養(yǎng)學生對多種方法、工具、環(huán)境的比較、評價和選擇的能力。通過分析具體問題找到合適的算法，并給出同類算法優(yōu)缺點比較；針對專業(yè)領(lǐng)域的具體工具和開發(fā)環(huán)境，培養(yǎng)自學能力和合理選擇分析數(shù)據(jù)的能力。（5）鞏固其使用計算機服務(wù)于工程研發(fā)的基本技能，以C語言為軟件類技術(shù)開發(fā)的基礎(chǔ)，逐步培養(yǎng)其它專業(yè)軟件開發(fā)的自學能力。在此基礎(chǔ)上，重視先進人工智能算法在醫(yī)學領(lǐng)域的應用，鼓勵其探索新技術(shù)、新方法解決具體問題。（6）通過在平時程序設(shè)計和調(diào)試的過程中糾察錯誤，培養(yǎng)嚴謹?shù)木幊塘晳T和嚴謹?shù)膶W習態(tài)度，弘揚中華傳統(tǒng)的美好品德和堅韌品質(zhì)。（7）通過按組完成系統(tǒng)設(shè)計，實現(xiàn)培養(yǎng)學生團隊協(xié)作能力。學生需要從分工、設(shè)計、實現(xiàn)、口頭和書面報告等環(huán)節(jié)中相互協(xié)調(diào)、相互配合。（8）通過完成作業(yè)和上機環(huán)節(jié)，提高主動學習的意識和自學能力，特別是動手實踐解決問題的能力，善于在后續(xù)工作中學習新的程序設(shè)計語言和使用相關(guān)軟件工具。

三、《C語言程序設(shè)計》課程思政教育創(chuàng)新主要特點

（一）發(fā)揮課程建設(shè)團隊多專業(yè)、多學科背景優(yōu)勢

該課程教學團隊成員來自生物醫(yī)學工程專業(yè)、馬克思主義理論專業(yè)、學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)專業(yè)一線教師和醫(yī)療軟件研發(fā)公司工程師。師資隊伍以專業(yè)課教師為主導，教學內(nèi)容特別是實踐環(huán)節(jié)均涉及一定的程序設(shè)計基礎(chǔ)知識和編程能力素質(zhì)培養(yǎng)，能夠在生物醫(yī)學工程本科教學過程中，從各自承擔的專業(yè)課程教學內(nèi)容和目標出發(fā)，對學生程序設(shè)計能力的培養(yǎng)進行分級和科學的設(shè)計，并提出合理的系統(tǒng)性指導方案。同時，教學團隊同國內(nèi)多家三甲醫(yī)院、醫(yī)療軟件研發(fā)的企事業(yè)單位具有長期穩(wěn)定的合作關(guān)系，也便于學以致用，豐富技術(shù)實踐與專業(yè)應用場景。馬克思主義理論專業(yè)背景教師，可結(jié)合課程授課對象的專業(yè)背景和特點，為課程思政改革的具體內(nèi)容和實施過程，提出切實可行的具體建議和教學方法指導。學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)專業(yè)教師能夠針對大學生心理發(fā)展特點及思想動態(tài)，樹立“以人為本”的教學目標，可為該課程教學提供關(guān)于職業(yè)道德和職業(yè)素質(zhì)能力方面的建設(shè)指導，共同促進課程創(chuàng)新建設(shè)。醫(yī)療軟件研發(fā)公司算法開發(fā)工程師則具有醫(yī)療軟件程序開發(fā)的實際經(jīng)驗，能夠為該課程教學提供具有專業(yè)特色的實際產(chǎn)品研發(fā)案例介紹，為課程教學提供更加生動的專業(yè)素材。

多專業(yè)、多學科背景的課程建設(shè)團隊使該課程思政改革建設(shè)具有明顯的師資優(yōu)勢，課程建設(shè)團隊可從理論、應用和學生思想素質(zhì)培養(yǎng)等多個方面對該課程思政改革提供多元化的設(shè)計思路和具體方法及素材。這確保了課程教學能夠堅持以“立德樹人”為中心，把思想政治工作貫穿教育教學全過程，進而提高學生思想水平、政治覺悟、道德品質(zhì)、文化素養(yǎng)，為社會培養(yǎng)德才兼?zhèn)涞纳镝t(yī)學專業(yè)合格人才。

（二）將思政元素融入具體教學內(nèi)容

（1）醫(yī)療軟件產(chǎn)品的國內(nèi)外現(xiàn)狀分析。通過介紹我國醫(yī)療軟件產(chǎn)品的發(fā)展和現(xiàn)狀，以及與國外相關(guān)領(lǐng)域的橫向比較，培養(yǎng)學生的愛國主義精神和民族自信。（2）心電信號等人體生理信號的讀入和濾波。結(jié)合生物醫(yī)學工程特色，通過具體示例讓學生感性認識程序設(shè)計在專業(yè)領(lǐng)域的重要作用及與其他信息類系列課程的關(guān)系，通過數(shù)組、排序、函數(shù)設(shè)計等上機過程不斷試錯和糾錯以及總結(jié)歸納，培養(yǎng)學生認真嚴謹?shù)膶W習作風和工匠精神，結(jié)合人體信號分析過程，增強其社會責任感。（3）云在線健康監(jiān)護程序模塊重要函數(shù)。通過讓學生感知醫(yī)療云健康監(jiān)護軟件的便捷性和有效性，使學生明白函數(shù)的使用方法及軟件模塊之間的關(guān)系，嘗試組織學生仿照編寫其中包括數(shù)據(jù)讀取、異常警告提示等程序代碼，并鼓勵團隊合作和創(chuàng)新表現(xiàn)形式。

（三）從細節(jié)入手，注重在日常教學中糾正、培養(yǎng)學生嚴謹認真習慣

讓學生在課上積極思考解題思路，通過分段記分的方式，鼓勵學生畫出程序設(shè)計流程圖，并在繪制流程圖的過程中識別學生學習態(tài)度差異，對認真嚴謹性不夠的同學針對性糾正。如有的學生盡管不熟悉文檔繪圖工具的使用，但能夠主動查閱相關(guān)資料，挑選繪圖工具或者插件使用，繪制出流程框架和符號規(guī)范又清晰的流程圖，而有的學生雖使用了word中的基本圖形工具，箭頭、文本框等卻不能做到對齊和端點的連接；有的學生雖然未使用工具繪圖，但能夠手工認真規(guī)范使用直尺等傳統(tǒng)方式完成電子版上傳，而有的學生卻字跡潦草，把草稿紙上的繪圖直接拷貝到報告中。

表1 課程實驗報告成績評定等級說明

對于程序代碼的編寫，有的學生對重點部分的語句進行了認真注釋甚至使用英文，有的則是直接拷貝參考書的代碼。對于循環(huán)結(jié)構(gòu)的設(shè)計，有學生能夠積極思考用多種方法進行代碼編寫，并給出比較；有的或直接拷貝參考資料的代碼，或使用最復雜方式用簡單語句進行累積、未做思考進行代碼優(yōu)化設(shè)計。

問題討論和總結(jié)部分，有的學生針對自己在程序編寫過程中遇到的具體問題，能夠深入剖析原因，并找到相應的解決方案。對自己掌握不扎實的知識點或者之前未涉及到的編程技巧，從概念、結(jié)合程序代碼的對應使用，程序調(diào)試的注意要點，都進行認真分析和總結(jié)歸納，以免后續(xù)再犯相似錯誤。有的學生則敷衍了事，直接把實驗目的重新摘抄了一遍。對于拓展知識點，有的學生不求甚解，直接放棄作業(yè)，有較大的畏難情緒和懶惰思想，不愿意花時間和精力去努力解決。

（四）在成績評定標準中更加突出思路、能力與態(tài)度

課程設(shè)計報告重點關(guān)注學生的解題思路和總結(jié)歸納的能力，以及撰寫設(shè)計報告的工作態(tài)度。每道題目的評分標準如下（通過難點的設(shè)計，掌握學生的學習情況）。

四、小結(jié)

習近平總書記強調(diào)“使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應”是課程思政的核心理念，這就要求梳理《C語言程序設(shè)計》課程蘊含的思政教育元素和思政教育功能，通過多維度創(chuàng)新探索，將思政元素充分融入理論講授、案例教學、上機實踐、團隊設(shè)計、考核評價等教學各個環(huán)節(jié)，從而實現(xiàn)思政教育與知識教育、技能教育的有機統(tǒng)一，有助于培養(yǎng)符合新時代要求、能夠擔當民族復興大任的社會主義建設(shè)者和接班人。