[摘 要]全國大學生電子設計競賽的目標是推進電子信息類學科的課程建設,加強學生的專業(yè)知識應用能力,以及促進教育教學研究的發(fā)展。文章針對C語言程序設計課程的特點和教學現(xiàn)狀,從教學模式、教學內容、教學方法以及考核方案等方面提出以全國大學生電子設計競賽為導向的C語言程序設計課程改革方案,旨在提高學科建設水平,提升學生的實踐能力和綜合素質,開展個性化教學和團隊協(xié)作。
[關鍵詞]學科競賽;C語言程序設計課程;教學改革
[中圖分類號]G642.0 [文獻標識碼]A [文章編號]1008-7656(2023)04-0021-05
*[基金項目] 廣西現(xiàn)代職業(yè)技術學院2022年第一批立項校級教改項目“競賽引領《C語言程序設計》課程在教育教學改革上的研究”(編號:GXXDYB202237)
[收稿日期] 2023-05-15
近年來,電子技術領域呈現(xiàn)出一系列引人矚目的新發(fā)展,這也為C語言的發(fā)展帶來了新的挑戰(zhàn)和契機。首先,物聯(lián)網技術的迅速崛起,使得C語言在嵌入式系統(tǒng)和傳感器網絡方面的應用更加廣泛。學生應該了解如何利用C語言,開發(fā)與物聯(lián)網相兼容的應用程序,以滿足未來智能化生活的需求。其次,人工智能和深度學習的快速發(fā)展為C語言的應用提供了新的方向。學生可以學習如何使用C語言來開發(fā)人工智能應用,例如圖像識別、自然語言處理等。此外,隨著5G技術的發(fā)展,對于C語言在無線通信領域的應用也提出了更高的要求,例如網絡協(xié)議的開發(fā)和優(yōu)化,以保障高速、穩(wěn)定的通信效果。
一、課程研究的相關內容
(一)研究背景和意義
隨著信息技術的快速發(fā)展,電子信息類學科在現(xiàn)代社會發(fā)揮著越來越重要的作用。作為計算機類專業(yè)和電子信息類專業(yè)的必修課程之一,對C語言程序設計課程的學習十分重要,然而,傳統(tǒng)的教學模式和教學內容難以滿足現(xiàn)代電子信息類學科的發(fā)展需求,需要對C語言程序設計課程進行改革。
在此背景下,以全國大學生電子設計競賽作為抓手,為C語言程序設計課程的改革提供借鑒。因此,本研究旨在探討以全國大學生電子設計競賽為導向的C語言程序設計課程改革方案,以提高學科建設水平,增強學生的實踐能力和綜合素質,推行個性化教學和團隊協(xié)作,促進學科建設和高校人才培養(yǎng)體系的完善。
(二)研究目的
本研究的主要目的是提出以全國大學生電子設計競賽為導向的C語言程序設計課程改革方案,通過對教學模式、教學內容、教學方法以及考核方案等方面進行教學改革,以期提高學科建設水平、加強學生的實踐能力和綜合素質,開展個性化教學和團隊協(xié)作,從而對學科優(yōu)化建設和高校人才培養(yǎng)體系的完善產生積極作用。
(三)研究內容和方法
本研究主要包括全國大學生電子設計競賽的目標與意義、C語言程序設計課程的特點和教學現(xiàn)狀、以全國大學生電子設計競賽為導向的C語言程序設計課程改革方案、相關的實踐與效果、總結與展望等內容。
研究方法主要包括文獻綜述和案例研究。通過對相關文獻的分析和對全國大學生電子設計競賽歷年題型的研究,以及對全國高校C語言程序設計課程的現(xiàn)狀進行調研和分析,探討以全國大學生電子設計競賽為導向的C語言程序設計課程改革方案的可行性和實踐效果。同時,本研究采用問卷調查和實踐教學相結合的方法,對改革方案的實施效果進行評估和分析。
通過以上研究方法,探討以全國大學生電子設計競賽為導向的C語言程序設計課程改革方案,為電子信息類學科的教學改革提供借鑒。
二、全國大學生電子設計競賽的目標與意義
(一)競賽的背景和發(fā)展歷程
全國大學生電子設計競賽是一項面向大學生的科技活動。該競賽于1997年創(chuàng)辦,至今已經連續(xù)舉辦了26屆,成為中國高校電子教育的重要組成部分。
競賽分本科和高職高專兩個組進行,所有在校的、具有正式學籍的本科和高職高專學生均可參賽。每個參賽隊一般由3名學生組成,成員可根據自身特長分別負責競賽選題的硬件部分、軟件部分、論文部分。競賽分為三個階段。以廣西賽區(qū)為例,第一階段由各參賽學校自主命題,選拔出進入第二階段區(qū)賽的優(yōu)秀隊伍。第二階段由專家組統(tǒng)一進行測試,比賽地點在桂林電子科技大學。賽區(qū)專家組負責論文的評審、作品的測試及答辯等,評選出廣西賽區(qū)一等獎、二等獎、三等獎及參賽獎。在2022年廣西大學生電子設計競賽中,本科組參賽隊數(shù)量是485隊,??平M參賽隊數(shù)量是64隊,總數(shù)為549隊。在廣西賽區(qū)第二階段比賽中,當年報名的總隊數(shù)量要求上浮不超過上一年總數(shù)的10%。第三階段由第二階段評選出的廣西賽區(qū)一等獎的團隊參加,與來自全國各地的高校進行評比。全國組委會根據全國專家組的評審結果確定全國一、二等獎,獲獎總數(shù)原則上不超過全國參賽隊總數(shù)的10%。
競賽旨在促進高校電子技術教育與科研的融合,推動電子信息類學科的發(fā)展,提高學生的綜合素質和實踐能力。在競賽中,學生可以結合所學知識,設計出具有實用性和創(chuàng)新性的電子產品,展現(xiàn)自己的創(chuàng)新能力。
(二)競賽的目標和意義
全國大學生電子設計競賽的目標是促進高校電子技術教育與科研的融合,推動電子類學科的發(fā)展,提高學生的綜合素質和實踐能力。通過競賽的方式,激發(fā)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)造力,培養(yǎng)學生的實際操作能力,提高學生的綜合素質和競爭力。
競賽為學生提供了一個實踐和展示自己才華的平臺,讓學生在設計電子產品的過程中,鍛煉動手能力和創(chuàng)新思維,提高了實際操作能力和綜合素質,使學生的學習更加具有針對性和實踐性。同時,競賽也對電子信息類學科的發(fā)展具有推動作用,促進電子技術的研究和應用。
(三)競賽對電子信息類學科的推動作用
競賽的舉辦可以推動電子信息類學科的發(fā)展,具體表現(xiàn)在以下幾個方面。
一是增強學生的實踐能力。競賽是學生進行實踐性學習的一個重要方式,參加競賽可以增強學生的實踐能力,使學生在實踐中更好地理解和掌握所學知識。二是激發(fā)學生的創(chuàng)新思維。競賽要求學生具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)造力,可以激發(fā)學生的創(chuàng)新思維,使學生在實踐中發(fā)揮自己的能力。三是提高學生的綜合素質。競賽對學生的綜合素質要求很高,包括團隊合作能力、項目管理能力、解決問題能力等。參加競賽可以鍛煉學生的綜合素質,使學生更加全面地發(fā)展。競賽鼓勵學生在電子技術領域進行研究和應用,這能推動電子技術的發(fā)展和創(chuàng)新,為社會的發(fā)展作出貢獻。四是提高電子信息類學科的知名度。競賽的舉辦可以提高電子信息類學科的知名度和影響力,為學科的發(fā)展作出貢獻。
總之,全國大學生電子設計競賽對推動電子信息類學科的發(fā)展和提高學生的綜合素質具有重要作用。參加競賽可以讓學生在實踐中學到更多的知識和技能,進而鍛煉學生的能力,為將來的職業(yè)發(fā)展打下堅實的基礎。
三、C語言程序設計課程的特點和教學現(xiàn)狀
(一)C語言程序設計課程的特點
C語言程序設計課程是電子信息類專業(yè)的基礎課程,也是計算機科學與技術、軟件工程、電子信息工程、通信工程等相關專業(yè)的必修課程。C語言是一種結構化、高效、可移植、可擴展的計算機程序設計語言,具有運行速度快、使用靈活等優(yōu)點,在計算機科學和技術領域得到廣泛應用。C語言程序設計課程的主要內容包括C語言的基本語法、函數(shù)、數(shù)組、指針、結構體、文件操作等,學生需要通過大量的實踐編程來掌握這些知識點。與其他課程相比,C語言程序設計課程主要有以下幾個特點。
實踐性強:C語言程序設計課程是一門以實踐為主的課程,需要通過大量的編程實踐來掌握知識點。
技能性強:C語言程序設計課程不僅是一門理論課程,更是一門技能課程,學生需要掌握一定的編程技能。
自學能力要求高:C語言程序設計課程的教學內容較多,需要學生具備一定的自學能力,自覺地去探索和學習知識。
(二)C語言程序設計課程的教學現(xiàn)狀
目前,C語言程序設計課程的教學方法主要以課堂講授、實驗教學為主,在教學過程中存在一些不足。首先,一些學生對于C語言程序設計編程的理解難度較大,往往需要較長的時間進行實踐和掌握。其次,由于學生自主學習能力和實踐經驗的差異,對于課程內容的掌握程度和學習效果也不同。此外,傳統(tǒng)的教學方式也難以滿足學生對于C語言程序設計課程的學習需求。
因此,針對這些問題,需要改革C語言程序設計課程的教學方法,提高學生的學習效果和學習興趣。其中,全國大學生電子設計競賽可以作為一種有效的教學手段,幫助學生更好地掌握C語言程序設計的知識點,提高學生的實踐能力和創(chuàng)新意識。
四、以全國大學生電子設計競賽為導向的C語言程序設計課程改革方案
(一)教學模式的改革
在傳統(tǒng)的C語言程序設計課程教學中,教師往往采用講授理論知識、編寫實驗代碼、學生模仿相應的模式。該模式雖然便于教師掌握教學進度,但也存在以下不足。
一是缺少足夠的動手實踐機會,難以培養(yǎng)學生的實際操作能力。二是缺少項目實踐,學生難以將所學知識與實際工程應用相結合。三是缺少團隊合作和交流,難以培養(yǎng)學生的協(xié)作能力和溝通能力。
針對以上問題,可以采取以下應對措施。
一是增加實踐課的學時比例,提高學生的動手能力和應用能力。二是推行團隊合作學習,讓學生在小組中相互交流、合作,提高學生的溝通協(xié)作能力。三是采用翻轉課堂的教學模式,通過在線視頻、互動課堂等方式引導學生自主學習,提高學生的學習積極性[1]。
(二)教學內容的改革
在傳統(tǒng)的C語言程序設計課程中,部分教學內容注重語法細節(jié),缺少語言應用[2]。教師往往重點講解基本語法和常見數(shù)據結構,但是對于實際工程應用中常用的高級語法和常用庫函數(shù)等內容缺乏涉及。針對以上問題,可以采取如下措施。
一是增加高級語法的講解,比如結構體、指針、位運算等,讓學生了解并掌握更多的編程技能。二是融入全國大學生電子設計競賽的題型和案例,比如電子秤、行車記錄儀等,讓學生能夠結合案例解決實際問題。三是注重實際工程應用,增加工業(yè)實踐的案例,提高學生對于工程實際應用的理解和能力。
(三)教學方法的改革
傳統(tǒng)的C語言程序設計課程教學側重于理論知識的講解,對學生的實踐操作和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)不夠。學生往往是被動接受和模仿,缺乏主動思考和創(chuàng)造性思維。針對以上問題,可以采取如下措施。
一是采用問題導向的教學方法,引導學生從問題出發(fā),通過分析和解決問題來學習和掌握知識。二是引導學生自主學習,通過給學生提供開放式的學習任務和資源,鼓勵學生自主尋找答案和解決方案,培養(yǎng)學生的主動學習和探究能力。三是采用項目化的教學方法[3],讓學生參與實際工程項目的設計、開發(fā)和應用過程,培養(yǎng)學生的實踐操作能力和創(chuàng)新能力。
(四)考核方案的改革
在傳統(tǒng)的C語言程序設計課程中,考核方式往往采用課堂測試和實驗報告,難以全面考核學生的綜合能力和實際應用能力,也缺少對學生團隊協(xié)作能力的考核。針對以上問題,可以采取如下措施。
一是采用多元化的考核方式,包括項目作業(yè)、實踐考核和小組互評等,全面考核學生的編程能力、應用能力和團隊協(xié)作能力。二是引入評價工具和流程,如評價標準和評價流程,確??己说目陀^性和公正性。三是注重反饋和提升,對于學生的考核結果和課堂表現(xiàn)進行詳細的反饋和指導,幫助學生進一步提升能力和水平。
以上改革方案的實施需要教師的支持和引導,同時需要廣大學生的積極參與和主動探究。這也需要學校提供相應的資源和平臺,支持相關的教學改革。
五、以全國大學生電子設計競賽為導向的C語言程序設計課程改革的實踐與效果
(一)改革實施的過程與方式
為了實現(xiàn)以全國大學生電子設計競賽為導向的C語言程序設計課程改革,進行了教學模式的改革。教師采用翻轉課堂的教學模式,引導學生在自主學習的過程中獲取知識,并通過在線視頻、互動課堂等方式對學生進行學習輔導。此外,這一模式增加了編程實踐和項目實踐的機會,讓學生有更多的機會動手實踐,進一步提高學生的應用能力。
在教學內容方面,增加了高級語法和常用庫函數(shù)的講解,并注重實際工程應用,增加了工業(yè)實際的案例[4]。通過改革,讓學生掌握更多的編程技能和實際工程應用能力。
在教學方法方面,采用了問題導向的教學方法。鼓勵學生在學習過程中提出問題,通過討論和交流的方式,培養(yǎng)學生的批判性思維和解決問題的能力。
(二)改革的實踐效果分析
經過一個學期的改革實踐,采用問卷調查和課堂觀察的方式對課程改革進行了評估。問卷調查結果顯示,學生對于新教學模式比較認可,大部分學生認為翻轉課堂的教學模式有助于更好地掌握知識。在編程實踐和項目實踐方面,學生也表現(xiàn)出了較高的興趣和積極性。此外,學生認為編程實踐和項目實踐能有助于更好地理解和應用所學知識。課堂觀察結果顯示,改革后的課堂氛圍更加活躍,學生之間的交流和互動增多,學生的學習積極性和主動性有所提高,學生的實踐能力和應用能力也有了提高。
綜上所述,以全國大學生電子設計競賽為導向的C語言程序設計課程改革在教學模式、教學內容和教學方法等方面取得了許多成效。改革后的課程更加符合學生的需求和實際工程應用,學生的實踐能力和應用能力得到了提高,學生對于課程的認可度也有了提高。這表明改革措施是有效的,能夠達到預期的教學目標。
六、總結與展望
(一)改革成果的總結
文章以全國大學生電子設計競賽為導向,探討了C語言程序設計課程的改革方案和實踐效果。經過教學模式、教學內容和教學方法等方面的改革,提高了學生的實踐能力和應用能力,使得課程更加符合學生的需求和實際工程應用。改革后的課程氛圍更加活躍,學生的學習積極性和主動性得到了提高。
在教學模式方面,采用了翻轉課堂的教學模式,鼓勵學生在自主學習的過程中獲取知識,并通過在線視頻、互動課堂等方式進行學習輔導。在教學內容方面,增加了高級語法和常用庫函數(shù)的講解,并注重實際工程應用,增加了工業(yè)實踐的案例。在教學方法方面,采用了問題導向的教學方法,鼓勵學生在學習過程中提出問題,通過討論和交流的方式,培養(yǎng)學生的批判性思維和解決問題的能力。在考核方案方面,增加了編程實踐和項目實踐的機會,讓學生能夠更多地實踐操作,提高學生的應用能力。
(二)改革存在的問題和不足
課程改革取得了一定的成效,但仍存在一些不足。首先,教學資源建設的投入不足,難以給學生提供更多的實驗室和設備,學生的實踐能力還需要進一步提升。其次,由于時間和人力等方面的限制,難以給學生提供更多的項目實踐機會,難以滿足學生的需求。最后,由于每個學生的學習情況不同,在教學內容和教學方法的選擇上存在一定的局限性,需要細化教學內容和采用個性化的教學方式。
(三)改革的展望和發(fā)展方向
針對上述問題和不足,教師應繼續(xù)探索更加靈活和多樣化的教學方式,利用現(xiàn)代化的教學技術和手段,提高學生的實踐能力和操作能力。增加實驗室和設備,提供更多的項目實踐機會,讓學生能夠深入理解和應用所學知識。根據學習情況優(yōu)化教學內容和方法,結合學生的實際情況和需求,采取更加細致和個性化的教學方式,提高學生的學習效果和滿意度。
此外,今后的教學需要注重跨學科融合和合作創(chuàng)新,通過與其他專業(yè)的合作,促進學生的創(chuàng)新能力和綜合能力的提升。鼓勵學生在競賽、實驗、項目等方面積極參與,提高學生的綜合素質和實踐能力。課程改革將積極引入新技術,例如人工智能大語言模型的應用,將其融入電子類學科的教學和研究中。通過講授人工智能大語言模型的理論知識和實踐應用,培養(yǎng)學生在新技術領域的創(chuàng)新能力和應用能力。
以全國大學生電子設計競賽為導向的C語言程序設計課程改革具有重要的意義,今后將繼續(xù)推進課程改革的實踐和探索,為培養(yǎng)高素質、應用型的電子類人才作出更大的貢獻。
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[作者簡介]周浩,廣西現(xiàn)代職業(yè)技術學院信息工程學院助教,研究方向:電子信息技術。
[責任編輯 韋志巧]