■江 建，譚明濤

（湖南文理學(xué)院，湖南 常德 415000）

高等教育的主要目的是為社會(huì)輸送人才，伴隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，社會(huì)對(duì)于人才的需求不斷更新。高等教育體系要積極適應(yīng)社會(huì)變化趨勢(shì)，對(duì)教學(xué)體系以及教學(xué)模式進(jìn)行創(chuàng)新與改革，通過這種方式確保高校培養(yǎng)出的人才能夠有效融入社會(huì)，為社會(huì)發(fā)展作出自己的貢獻(xiàn)。中國已成為制造業(yè)大國，傳統(tǒng)的工科人才已經(jīng)無法滿足科技、國防、農(nóng)業(yè)、工業(yè)等支柱產(chǎn)業(yè)旺盛的發(fā)展需求。此種背景下，國家提出“新工科”理念，高校要緊跟社會(huì)發(fā)展步伐，積極圍繞“新工科”理念，對(duì)工科專業(yè)進(jìn)行教學(xué)改革，確保高校人才培養(yǎng)目標(biāo)與社會(huì)發(fā)展對(duì)于工科人才的需求一致。

一、“新工科”背景及內(nèi)涵

（一）“新工科”背景

完善職業(yè)教育和培訓(xùn)體系，深化產(chǎn)教融合、校企合作。加快一流大學(xué)和一流學(xué)科建設(shè)，實(shí)現(xiàn)高等教育內(nèi)涵式發(fā)展[1]。從微觀層面來看，各種細(xì)分的工科專業(yè)，是培養(yǎng)高技能型人才的基礎(chǔ)，高校管理者需要持續(xù)開展專業(yè)建設(shè)工作，只有保證專業(yè)建設(shè)水平，才能培養(yǎng)出高技能、高綜合素養(yǎng)的“雙高型人才”[2]。

（二）“新工科”建設(shè)內(nèi)涵

由于“新工科”這一理念提出的時(shí)間較短，專家學(xué)者對(duì)于該理念的內(nèi)涵理解還存在一定差異。主流學(xué)術(shù)觀點(diǎn)認(rèn)為：工科人才的培養(yǎng)，需要以工程專業(yè)認(rèn)證作為切入點(diǎn)，圍繞“持續(xù)改進(jìn)”“目標(biāo)導(dǎo)向”“以學(xué)生為中心”三大基本點(diǎn)，推動(dòng)高校工科專業(yè)建設(shè)工作的順利開展。以工科專業(yè)認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，兼顧工科專業(yè)補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)，為強(qiáng)化工科專業(yè)建設(shè)指明方向。具體而言，就是要在畢業(yè)目標(biāo)、學(xué)習(xí)目標(biāo)、師資隊(duì)伍、配套設(shè)施、校企合作等方面給出明確的指導(dǎo)意見。

二、構(gòu)建“C語言程序設(shè)計(jì)”創(chuàng)新型教學(xué)框架

針對(duì)“C語言程序設(shè)計(jì)”課程開展創(chuàng)新型教學(xué)改革時(shí)，不能將改革內(nèi)容局限于理論知識(shí)的講解以及知識(shí)點(diǎn)的解讀，要結(jié)合工科專業(yè)學(xué)生的教學(xué)需求以及基礎(chǔ)水平，提升工科專業(yè)學(xué)生的動(dòng)手能力、思維能力、溝通能力以及創(chuàng)新能力[3]，全面提升大學(xué)生核心素養(yǎng)。與其他計(jì)算機(jī)專業(yè)課程相比課程理論性較強(qiáng)，教材中存在很多較為抽象的知識(shí)點(diǎn)，以程序編寫、算法設(shè)計(jì)、程序調(diào)試等功能作為該課程的核心內(nèi)容，工科專業(yè)學(xué)生想要系統(tǒng)性掌握上述知識(shí)，需要具有強(qiáng)大的邏輯思維能力，在頭腦中模擬計(jì)算機(jī)的運(yùn)行方式，構(gòu)建數(shù)學(xué)邏輯模型。此外，該課程具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，學(xué)生需要依據(jù)軟件使用需求，按步驟完成程序設(shè)計(jì)、編寫、調(diào)試、維護(hù)等工作。特別是在完成合作教學(xué)任務(wù)或者參加教學(xué)競(jìng)賽時(shí)，還要依靠良好的溝通能力與同學(xué)開展緊密的合作，共同完成課題。因教學(xué)內(nèi)容體量較大，學(xué)習(xí)任務(wù)繁重，教學(xué)時(shí)長有限，常見的“灌輸式”教學(xué)模式無法滿足工科專業(yè)人才培養(yǎng)實(shí)際需求。因此，要基于“新工科”建設(shè)背景，從教學(xué)形式方面入手，基于互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，在線上教學(xué)平臺(tái)發(fā)布教學(xué)視頻以及實(shí)踐任務(wù)，引導(dǎo)工科專業(yè)學(xué)生能夠靈活安排學(xué)習(xí)實(shí)踐，利用碎片化時(shí)間隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)（如圖1所示）。

圖1 “C語言程序設(shè)計(jì)”課程教學(xué)設(shè)計(jì)

三、創(chuàng)新教學(xué)模式

“新工科”建設(shè)背景下，想要實(shí)現(xiàn)教學(xué)體系的轉(zhuǎn)型升級(jí)，其基礎(chǔ)就在于對(duì)課堂教學(xué)方法的多元化發(fā)展，“C語言程序設(shè)計(jì)”課程包含的知識(shí)點(diǎn)較多，不同的知識(shí)點(diǎn)其切入點(diǎn)存在很大差異[4]。在開始課堂教學(xué)活動(dòng)時(shí)，應(yīng)根據(jù)知識(shí)點(diǎn)的特征，采用具有針對(duì)性的教學(xué)模式，幫助工科學(xué)生更好地吸收該知識(shí)點(diǎn)，推動(dòng)課堂教學(xué)模式多元化發(fā)展。

（一）項(xiàng)目分析教學(xué)法

項(xiàng)目分析教學(xué)法，實(shí)質(zhì)上就是對(duì)一個(gè)完整的軟件項(xiàng)目進(jìn)行細(xì)分，將項(xiàng)目拆分為若干個(gè)子項(xiàng)目，通過逐步完成子項(xiàng)目，培養(yǎng)工科學(xué)生的編程水平，并在此過程中讓工科學(xué)生切實(shí)了解軟件項(xiàng)目的構(gòu)成方式，為日后參與真正的軟件研發(fā)工作提供實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。實(shí)際開展項(xiàng)目分析教學(xué)活動(dòng)時(shí)，教師先要對(duì)各個(gè)子項(xiàng)目的難度進(jìn)行分類，依照難度“由低到高”的順序?yàn)楣た茖I(yè)學(xué)生布置子項(xiàng)目，讓學(xué)生獨(dú)立運(yùn)用所學(xué)知識(shí)完成子項(xiàng)目。在此過程中，教師可以通過巡查的方式了解每一位學(xué)生對(duì)于“C語言程序設(shè)計(jì)”的掌握程度，為下一步教學(xué)計(jì)劃的調(diào)整提供參考。例如，教師可以為學(xué)生布置一個(gè)“在虛擬機(jī)上設(shè)計(jì)包含超鏈接、結(jié)構(gòu)體、文字圖像文件以及指針操控的軟件系統(tǒng)”。該項(xiàng)目內(nèi)容較多，教師可以將該項(xiàng)目拆分為“指針運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)”“鏈表設(shè)計(jì)”“文件嵌入”“結(jié)構(gòu)體設(shè)計(jì)”等子項(xiàng)目，學(xué)生在完成上述子項(xiàng)目之后，將全部子項(xiàng)目進(jìn)行集中整合，最終完成教師布置的學(xué)習(xí)任務(wù)。需要注意的是，該任務(wù)中指針設(shè)計(jì)是重點(diǎn)內(nèi)容，也是C語言教學(xué)體系的核心內(nèi)容。教師要有針對(duì)性講解指針設(shè)計(jì)邏輯思路以及設(shè)計(jì)流程，幫助工科學(xué)生意識(shí)到指針設(shè)計(jì)的重要性，通過這種方式提升工科學(xué)生對(duì)于指針設(shè)計(jì)知識(shí)的理解能力，為其后期編寫出更為簡(jiǎn)潔、靈活的軟件程序奠定基礎(chǔ)。

（二）“線上+線下”混合教學(xué)模式

隨著高速網(wǎng)絡(luò)以及信息化技術(shù)的快速發(fā)展，線上教學(xué)體系越發(fā)成熟?！靶鹿た啤苯ㄔO(shè)背景下，工科專業(yè)課堂教學(xué)也要積極嘗試網(wǎng)絡(luò)化轉(zhuǎn)變，構(gòu)建“線上+線下”多元化教學(xué)矩陣。與其他專業(yè)課程相比，“C語言程序設(shè)計(jì)”專業(yè)課在構(gòu)建線上教學(xué)模式方面具有一定的優(yōu)勢(shì)，課程的大部分內(nèi)容都是在電腦機(jī)房中進(jìn)行。因此，教師要充分利用機(jī)房中的多媒體教具，通過更為直觀的動(dòng)畫演示、電子白板講解等方式，運(yùn)用多種形式對(duì)某知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行深入分析，幫助工科專業(yè)學(xué)生加深對(duì)于該知識(shí)點(diǎn)的印象[5]。此外，基于“電子教室”平臺(tái)，教師可以為學(xué)生定期推送優(yōu)秀的教學(xué)資源，并在校內(nèi)論壇開設(shè)“C語言程序設(shè)計(jì)”學(xué)習(xí)板塊，為不同班級(jí)、不同學(xué)年的學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)提供平臺(tái)，提升其學(xué)習(xí)效率。例如，在學(xué)習(xí)“輸出幾何圖像”課程的時(shí)候，如果只從程序編寫的角度介紹幾何圖像輸出方式，會(huì)給一些學(xué)生帶來困惑，無法了解課本中記錄的各項(xiàng)操作的實(shí)際運(yùn)行規(guī)律，加大知識(shí)記憶難度。針對(duì)這一問題，可以使用電子白板，教師每輸入一條指令，電子白板上的幾何圖形就會(huì)呈現(xiàn)出相應(yīng)的變化，通過這種直觀的方式讓學(xué)生了解每一條程序指令的具體用法。此外，在對(duì)指令進(jìn)行調(diào)試工作的時(shí)候，可以借助電子白板實(shí)時(shí)展示程序命令被調(diào)用的過程，激發(fā)工科專業(yè)學(xué)生對(duì)于程序設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)積極性，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。

（三）問題導(dǎo)學(xué)法

“新工科”建設(shè)視域下，如何提升工科人才綜合素養(yǎng)成為教學(xué)工作的重要目標(biāo)。僅依靠傳統(tǒng)的被動(dòng)學(xué)習(xí)模式，無法發(fā)揮大學(xué)生的主觀能動(dòng)性。針對(duì)這一現(xiàn)象，需要利用問題導(dǎo)學(xué)法，以問題作為切入點(diǎn)，引導(dǎo)工科專業(yè)學(xué)生獨(dú)立思考、獨(dú)立解決問題。與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比，問題導(dǎo)學(xué)法將學(xué)生放在了教學(xué)活動(dòng)的核心位置，教師由“施教者”蛻變?yōu)椤耙I(lǐng)者”，教學(xué)問題的分析研究、對(duì)策制定、實(shí)踐反饋以及經(jīng)驗(yàn)總結(jié)等工作，均由學(xué)生獨(dú)立完成，通過這種方式培養(yǎng)大學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)的好習(xí)慣，經(jīng)過長時(shí)間的獨(dú)立學(xué)習(xí)訓(xùn)練，大學(xué)生會(huì)逐漸摸索出一整套適合自己的學(xué)習(xí)方法論，并逐步養(yǎng)成自己的學(xué)習(xí)節(jié)奏，對(duì)于專業(yè)能力以及綜合素養(yǎng)的全面提升大有裨益。想要學(xué)好C語言，學(xué)生需要具有良好的邏輯思維能力，而問題導(dǎo)學(xué)法是培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力的有效方式。因此，在實(shí)際開展教學(xué)活動(dòng)過程中，需要積極采用問題導(dǎo)學(xué)法鍛煉學(xué)生邏輯思維能力。例如，在學(xué)習(xí)“循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)”一課的時(shí)候，很多學(xué)生對(duì)于“循環(huán)結(jié)構(gòu)”這一概念較為陌生，盡管教材上已經(jīng)解釋了“循環(huán)結(jié)構(gòu)”的含義，但是大部分學(xué)生無法從枯燥的文字?jǐn)⑹鲋辛私狻把h(huán)結(jié)構(gòu)”真正的內(nèi)涵，也無法運(yùn)用循環(huán)結(jié)構(gòu)解決實(shí)際問題。采用問題導(dǎo)學(xué)法之后，教師會(huì)在課程正式開始前提出問題，要求學(xué)生利用軟件程序輸出整數(shù)1～10，這是C語言中十分基礎(chǔ)的內(nèi)容，所有學(xué)生都能在短時(shí)間內(nèi)得出正確答案。在得到上述答案之后，教師提出下一個(gè)問題“這十條命令中，哪些部分是重復(fù)的？”學(xué)生們會(huì)帶著問題分析這十條指令，并標(biāo)注出其中的重復(fù)部分。此時(shí)，教師給出結(jié)論：利用循環(huán)結(jié)構(gòu)，可以對(duì)程序命令中的重復(fù)部分進(jìn)行循環(huán)處理，壓縮命令體積。為了提升運(yùn)算效率，可以將輸出指令中的十個(gè)不同的目標(biāo)，定義為一個(gè)變量，令該變量在每次循環(huán)的時(shí)候自動(dòng)加“1”通過這種方式完成整數(shù)1～10的輸出，通過循環(huán)結(jié)構(gòu)完成輸出任務(wù)。利用問題的一步步引導(dǎo)，讓學(xué)生了解循環(huán)結(jié)構(gòu)的大致框架以及基本用途，并思考如何在日常生活中運(yùn)用循環(huán)結(jié)構(gòu)解決實(shí)際問題[6]。

（四）優(yōu)化考核措施

為了印證“C語言程序設(shè)計(jì)”教學(xué)改革的有效性，應(yīng)對(duì)教學(xué)改革具體措施進(jìn)行跟蹤分析，需要對(duì)考核措施進(jìn)行優(yōu)化與完善。具體而言就是要將其考點(diǎn)進(jìn)行細(xì)化，采用“平時(shí)成績+期末成績+實(shí)踐成績”的考核體系，從更為多元化的角度對(duì)學(xué)生綜合能力進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)。注意，由于該課程具有很高的實(shí)踐性，因此可以適當(dāng)提高“實(shí)踐成績”在總成績中的占比，引導(dǎo)大學(xué)生更加注重實(shí)踐能力的提升。條件允許的情況下，可以利用“實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目成績”取代“平時(shí)成績”，以小組為單位，每學(xué)期為學(xué)生布置一道綜合性項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)類題目，在期末通過對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目成果的考核，判斷學(xué)生對(duì)于該課程內(nèi)容的實(shí)際掌握情況。此外，還可以利用大數(shù)據(jù)技術(shù)以及云計(jì)算系統(tǒng)，為每一位學(xué)生建立“成績跟蹤檔案”，讓任課教師可以掌握學(xué)生學(xué)習(xí)成績的起伏變化，通過面對(duì)面交流等方式了解學(xué)生真實(shí)學(xué)習(xí)情況，幫助教師為大學(xué)生制定具有針對(duì)性的學(xué)習(xí)計(jì)劃，并提出相應(yīng)的學(xué)習(xí)意見，提升“C語言程序設(shè)計(jì)”課程改革的針對(duì)性。

四、基于項(xiàng)目化教學(xué)視角開展教材改革

從宏觀層面來看，對(duì)“C語言程序設(shè)計(jì)”課程進(jìn)行的教學(xué)改革，就是對(duì)傳統(tǒng)的課堂教學(xué)進(jìn)行項(xiàng)目化升級(jí)，以項(xiàng)目作為驅(qū)動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)能力，并在探究項(xiàng)目過程中掌握各種基礎(chǔ)知識(shí)。想要完成這一目標(biāo)，需要對(duì)課程教材進(jìn)行改革。C語言作為計(jì)算機(jī)專業(yè)基礎(chǔ)課程，其教材內(nèi)容較為繁雜，需要以項(xiàng)目教學(xué)作為切入點(diǎn)，從“如何完成軟件開發(fā)項(xiàng)目”的視角重新解讀教材。

C語言作為一種工具類語言，學(xué)習(xí)C語言的主要目的是為后續(xù)的軟件開發(fā)工作奠定基礎(chǔ)，而在軟件系統(tǒng)開發(fā)行業(yè)中，軟件研發(fā)時(shí)間十分寶貴，因此在學(xué)習(xí)C語言時(shí)，工科類學(xué)生就要養(yǎng)成用最為簡(jiǎn)單便捷的方式解決實(shí)際問題的思維習(xí)慣。C語言課程的知識(shí)體量十分龐大，為了提升學(xué)習(xí)效率，需要將C語言知識(shí)分割為若干個(gè)模塊，以軟件編程邏輯，將每一個(gè)模塊串聯(lián)起來形成一個(gè)完整的教學(xué)體系。其中每一個(gè)教學(xué)模塊都有明確的教學(xué)目標(biāo)，學(xué)生們能夠利用線性思維追溯教學(xué)模塊的前置知識(shí)，并對(duì)該教學(xué)模塊后續(xù)知識(shí)進(jìn)行預(yù)測(cè)，借助這種方式幫助學(xué)生理順C語言知識(shí)總體脈絡(luò)，幫助其在頭腦中構(gòu)建起C語言知識(shí)基礎(chǔ)框架。

具體開展教材編寫工作之后，可以按照知識(shí)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將“C語言程序設(shè)計(jì)”課程分為三個(gè)模塊。第一個(gè)模塊為基礎(chǔ)模塊，主要內(nèi)容是介紹C語言基礎(chǔ)知識(shí)以及計(jì)算機(jī)邏輯運(yùn)算規(guī)律、常見運(yùn)算符號(hào)等。該模塊的知識(shí)點(diǎn)以語法知識(shí)為主，因此在設(shè)計(jì)教學(xué)任務(wù)時(shí)，應(yīng)該以簡(jiǎn)單的計(jì)算類程序作為案例，在該案例中融入程序表達(dá)式、C語言基礎(chǔ)運(yùn)算符以及數(shù)據(jù)類型等基本內(nèi)容。在完成第一個(gè)任務(wù)項(xiàng)目之后，教師需要為學(xué)生布置第二個(gè)任務(wù)項(xiàng)目，該項(xiàng)目主要基于計(jì)算機(jī)運(yùn)算順序、邏輯選擇以及循環(huán)結(jié)構(gòu)等內(nèi)容構(gòu)成，在分析該任務(wù)時(shí)，應(yīng)將重點(diǎn)放在計(jì)算機(jī)邏輯運(yùn)算原理方面，通過實(shí)際操作，讓大學(xué)生了解計(jì)算機(jī)軟件程序邏輯運(yùn)算基本規(guī)律，掌握選擇結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)、順序結(jié)構(gòu)這三種最基本的邏輯運(yùn)算結(jié)構(gòu)的內(nèi)涵以及適用范圍。并搭配一些生活中常見的邏輯運(yùn)算案例，如數(shù)據(jù)奇偶判斷、成績查詢及劃分、閏年判斷等，讓學(xué)生利用三種基本邏輯運(yùn)算結(jié)構(gòu)解決實(shí)際問題[7]。第二個(gè)模塊為提高模塊，指針、數(shù)組以及函數(shù)等知識(shí)劃分到第二模塊，該模塊內(nèi)容更為復(fù)雜，編寫教材時(shí)應(yīng)編入一些學(xué)生容易理解的簡(jiǎn)短案例，以深入淺出的方式引導(dǎo)學(xué)生掌握指針運(yùn)動(dòng)編輯、數(shù)組調(diào)用、函數(shù)調(diào)用等知識(shí)，針對(duì)難以用文字進(jìn)行完整闡述的知識(shí)點(diǎn)，可以通過圖形內(nèi)容展示，降低教材閱讀門檻。第三個(gè)模塊為應(yīng)用模塊，學(xué)生們?cè)谡莆樟薈語言基礎(chǔ)知識(shí)并進(jìn)行了一定的能力提升之后，教材編寫的重點(diǎn)便轉(zhuǎn)變?yōu)槔肅語言知識(shí)解決實(shí)際問題，本模塊的主要內(nèi)容為文件、共同體以及結(jié)構(gòu)體。需要先闡述上述內(nèi)容在計(jì)算機(jī)軟件程序中發(fā)揮的主要功能，并通過大量的案例證明，幫助學(xué)生理解。與前兩個(gè)模塊不同，第三個(gè)模塊要為學(xué)生預(yù)留出討論內(nèi)容，利用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)模式讓學(xué)生主動(dòng)參與到程序的研發(fā)以及修改工作之中。通過對(duì)教材進(jìn)行模塊化處理，達(dá)到符合任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法的需求。

“新工科”人才培養(yǎng)模式下，如何提升工科類人才邏輯思維能力以及動(dòng)手實(shí)踐能力，成為教學(xué)工作的重點(diǎn)。高校想要培養(yǎng)出符合時(shí)代發(fā)展需求的高素質(zhì)綜合型人才，就要深入剖析“新工科”理念的基本內(nèi)涵，結(jié)合學(xué)校實(shí)際情況以及學(xué)生基本素養(yǎng)，構(gòu)建“C語言程序設(shè)計(jì)”創(chuàng)新型教學(xué)框架，采用多元化的教學(xué)方式提升工科類大學(xué)生實(shí)踐能力，同時(shí)對(duì)教材進(jìn)行改革，促進(jìn)教材與多元化教學(xué)模式相匹配，從多個(gè)維度一同出發(fā)，共同促進(jìn)工科專業(yè)人才成長。