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摘要:新工科背景下,培养计算机类专业学生的计算思维能力,面向解决实际问题的系统分析、设计与实现能力尤为重要。《C语言程序设计》作为计算机类各专业第一门程序设计课程,又是一门非常重要专业基础课程,其教学模式与教学方法也必须与新时代新工科对计算机类人才培养的要求相适应。从新工科对程序设计语言教学的新要求出发,提出与专业背景融合的案例式教学;能力与知识并重,能力优先;程序设计思维与良好编码风格的培养三个角度探讨了面向新工科的《C语言程序设计》教学模式改革思路,为新工科环境下计算机类专业人才培养水平和质量的提高,提供了一定的借鉴与指导作用。
关键词:新工科;计算机类专业;C语言;教学改革
引用格式:吴国栋等.面向新工科的计算机类专业《C语言程序设计》课程教学改革探讨[J].教育现代化,2019,6(11):66-68
Research on《C Language Program》Teaching Reform for Emerging Engineering of Computer Science Major
Wu Guo-dong,Tu Li-jing,Li Jing-xia,Fan Guo-hua,Xu Gao-jian
(School of Information and Computer,Anhui Agricultural University,Hefei,China)
Abstract:Under the background of emergent engineering,it is particularly important to cultivate the ability of computational thinking、system analysis and design、implementation for solving practical problems of students majoring in computer.As the first program design course for computer majors,《C language program》is also a very important basic course for computer majors.Its teaching mode and method must also adapt to the requirements of the new era of emerging engineering for the cultivation of computer talents.Based on the new requirements of programming language teaching in emerging engineering,this paper Put forward the teaching mode reform of C language teaching from three aspects:integrated with professional background;Ability and knowledge,ability first;Programming thinking and good coding style training.Those provide positive reference and guidance for improving the training level and quality of computer professionals in the emergent engineering environment.
Key words:Emerging engineering;Computer science major and the related majors;C Language;Teaching reform
《C语言程序设计》是计算机类各专业的一门重要基础课程,据统计,在全国所有高校中,超过90%的计算机类专业都开设了该课程。计算机类学生C语言程序设计能力的强弱,直接影响到后续专业基础课和专业课程的学习,乃至影响到学生未来计算思维能力与创新能力的培养。学习好C语言,对计算机类学生以后参与专业领域的应用软件或系统软件的开发和使用会有极大的帮助。从多年的教学实践来看,学生对C语言的学习非常重视。传统的C语言课程教学存在过分注重语法与算法知识的讲授,而忽视了对学生程序设计思维和专业实际问题求解能力的培养。当前,针对新工科人才能力培养要求,计算机编程能力是新工科人才能力组成的重要部分。C语言作为计算机类专业一门非常重要课程,其教学模式与教学方法也必须要做相应的调整,以适应新时代新工科发展的需要。
一新工科对程序设计语言教学提出的新要求
2017年,教育部组织高校形成了“复旦共识”、“天大行动”和“北京指南”,新工科成为当前教育研究的热点[1]。2017年6月12日,教育部正式发布《新工科研究与实践项目指南》,指南规划出的新工科研究与实践项目有新理念、新结构、新模式、新质量、新体系5个部分共24个选题方向。2018年,教育部公布首批612个新工科研究与实践项目,升级传统工科,提高人才培养质量,提升国家教育实力。在新工科背景下,计算机类本科专业学生应具有计算思维能力、算法设计与分析能力、程序设计与实现能力、系统能力等。而程序设计语言正是培养学生具备上述能力的重要途径。新工科要求教师在程序设计语言教学过程中,要有新的教学理念,从传统的以灌输语法与知识为主转变为提升学生能力为主,从传统的以过分强调结果的考核转变为过程考核为主,过程考核与结果考核相结合的方式。教师要加强程序设计语言教学过程的设计,要改革传统的教学模式,发挥学生的主观能动性;改革传统的以章节顺序组织教学的教学体系转变为以知识点的相关性、连通性进行教学的新体系。当前,不少企事业单位反映计算机类毕业生实际应用知识、动手与应用能力不够、程序开发经验严重不足,尤其是计算思维能力、程序设计能力、算法设计与分析能力无法达到用人单位的要求。而在新工科背景下,计算机类毕业生计算思维能力与程序(系统)设计能力,是评判一个学生是否为一名合格的计算机类专业学生的重要指标,也是反映学生实践动手能力与社会适应能力的重要体现,反映出新工科对计算机类毕业生程序设计课程提出的新要求。
二 面向新工科的计算机类专业《C语言程序设计》教学探讨
(一)与专业背景融合的案例式教学
以往的C语言课程教学,主要在于将知识传授给学生,较少去考虑学生的专业背景。在新工科背景下,要充分考虑到学生的专业背景,因为专业背景如果不一样,其背后的需求也有所不同,可能具体的教学目标、教学方式以及教学过程中所涉及到的应用背景、行业背景也不同[2]。以安徽农业大学为例,计算机类专业一般包括计算机科学与技术专业、网络工程专业、物联网工程专业等。在C语言课程教学过程中,不同的专业背景应该还是有些不一样。这里的专业背景一方面指专业的行业背景与应用背景,另一方面也指不同专业后续的课程体系背景。如就计算机专业而言,其专业的行业背景是未来毕业生的就业方向可能大部分是软硬件的开发,在这个背景下,教学过程中,结合一些软件、特别是底层软件及嵌入式软件的案例进行讲解,效果应该比较好;对该专业的后续课程体系背景而言,可以告诉学生,这门课程的知识与后续的《数据结构》、《微机原理》、《单片机与接口技术》等课程都有所关联,提醒学生在学习这门课程的过程中要引起重视,这样学生学习的效果会比较好。同样,对于网络工程专业的学生,未来面向的行业可能更多的是网络工程、网络安全等领域,教学过程中,可以一些用C语言实现的网络协议或网络安全程序案例进行讲解,同时,告诉学生该课程与本专业后续的《计算机网络原理》、《网络与信息安全》等课程有所关联。这样,采用与专业行业应用背景及课程体系背景相融合的案例式教学,调动了学生的学习积极性,以此提升学生的C语言程序设计与实践能力。
(二)能力与知识并重,能力优先的培养模式
以培养学生能力为导向,新工科背景下的《C语言程序设计》教学应改变传统以讲授知识为主转变为能力与知识并重,以提升学生能力为主的培养模式。梁新[3]元提出程序设计类课程主要培养学生的识记语法知识的能力、阅读程序的能力、修改程序错误的能力、编写程序的能力、测试程序能力、程序逻辑思维能力以及系统分析和设计能力等七个核心能力以及口头表达能力、沟通交流能力、总结归纳能力、团队合作精神和合作能力、创新思维和创新能力等五种通识能力。其中,通识能力围绕核心专业能力服务,是新工科的核心素养部分。实践能力是创新能力的基础,没有实践能力就无法进行创新。在《C语言程序设计》教学过程中,教师在教学前要思考该门课程或该次课程要培养学生的些能力,然后再由这些能力涉及哪些知识点,再从所覆盖的知识点来系统教学。如要培养学生的系统分析和设计能力,可以在这门课程的最后几次实验课,安排一个综合性与设计性的大作业,让学生分别以项目小组的形式,利用C语言知识去设计和实现一个系统。同时,改进传统的考核方式,让每个小组完成后,在老师的指导下,在班级进行公开的演示和答辩。这样,不仅锻炼了学生利用C语言进行系统分析与设计能力,还锻炼了他们的团队合作能力和口头表达能力与沟通交流能力。
(三)程序设计思维与良好编码风格的培养
《C语言程序设计》作为计算机类学生进入大学后所学的第一门程序设计课程,学生所形成的程序设计思维和良好的编码风格,对学生学习后续课程乃至未来的IT职业发展有着深远的影响。新工科背景下,该课程的教学要以培养学生程序设计思维[4-6]为切入点,程序设计的重点在于解决问题的思路,而这种思路是独立于程序语言的。新工科要求《C语言程序设计》的教学必须教会学生从日常思维方式转变为从计算机的角度去思考和描述问题。教师要通过训练学生的思维品质来提高学生的思维水平和能力,而不是将重点放在C语言的语法讲述和程序如何编写上,因为解决任何一个问题,思维清晰了,再用某一种具体语言去编码,完成程序设计就简单了,这也就体现在学生能力得到了提高。面向新工科的《C语言程序设计》教学过程中,除了培养学生的程序设计思维外,还应该培养学生具有良好的程序设计风格。要让学生明白,在保证程序正确性的前提下,尽量保持程序的简单性、清晰性,并且程序设计过程中必要的注释语句也是需要的,要让写出来的程序易读、易懂、易维护。这样让计算机类学生从学习程序设计的起始阶段,树立程序设计思维意识和良好的编码风格,对未来学生进一步的后续学习及走上工作岗位职业生涯的发展都具有重要意义。
三结束语
新工科背景下,程序设计与系统实现能力,是计算机类专业毕业生的要具备的最基本最重要的能力,也是学生创新能力的基础。《C语言程序设计》作为计算机类在校生进入大学后初始的程序设计类课程,教师的教学效果与学生的学习效果对学生后续课程的学习及计算思维的形成、学习习惯的培养、计算机系统能力、创新能力的提升都具有重要意义。
《C语言程序设计》的教学必须要切合新工科发展的大环境,充分考虑到计算机类学生的应用背景与人才培养方案中的课程体系背景,树立能力与知识并重,能力优先的培养理念。只有这样,才可以不断提高计算机类专业人才培养水平和质量,促进新工科建设的深入展开。
参考文献
[1]于莉莉,张磊,李晶.学科交融、通专结合的程序类课程改革研究[J].黑龙江教育学院学报,2018,37(6):40-41.
[2]吕程.新工科背景下的机械专业C语言课程改革[J].科技创新导报,2018,4:249-251.
[3]梁新元.新工科背景下程序设计类课程的核心能力[J].电脑知识与技术,2018,14(17):146-149.
[4]张书月.基于计算思维能力培养的C语言程序设计课程改革探究[J].科技经济导刊,2018,26(25):141-143.
[5]丁展.《C语言程序设计》教学探索与改革[J].教育现代化,2018,5(46):140-141.
[6]韦剑,刘方,周丹.基于翻转课堂的独立学院《C语言程序设计》课程教学改革研究[J].教育现代化,2017,4(45):101-102
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