新工科背景下C語言程序設計課程思政教學改革與實踐

胡亞南　李鑫　楊娜　武昆

關鍵詞：新工科；案例式教學；課程思政；任務驅(qū)動

中圖分類號：TP309.7 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2023）10-0133-03

為推進高等教育的改革，教育部積極推進新工科建設，先后形成了“復旦共識”“天大行動”和“北京指南”，構成了新工科建設的“三部曲”，開拓了工程教育改革新路徑。教育本質(zhì)是育人，應該全面融合思想政治教育，把思想政治教育工作貫穿于教育教學的全過程，幫助學生塑造正確的世界觀、人生觀、價值觀，構建全員全程全方位育人大格局。新工科背景下的人才培養(yǎng)也應該強調(diào)和落實“立德樹人”的根本任務，將思想政治與新工科課程建設有機融合，以新工科為基石、以思政為精神指引，充分發(fā)揮課程思政的作用，使學生成長為專業(yè)知識過硬、品德良好的社會主義接班人和建設者。

C語言程序設計課程作為理工科類的基礎課程，是培養(yǎng)學生運用程序思維解決實際問題的思維方式和基本能力，也是培養(yǎng)學生的工匠精神、人文素養(yǎng)，創(chuàng)新意識的敲門磚課程。目前，課程教學內(nèi)容設置和教學方法存在以下不足：1）教學方法基本采用理論灌輸，教師為主體、學生為被動受體，缺少對學生探究學習能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)；2）教學內(nèi)容偏向語法基礎和編程規(guī)則，缺少實際應用“情景”，內(nèi)容抽象、枯燥，學生缺乏感性認識；3）實驗操作雖然注重理論實踐結合，但偏重理論知識消化式實踐操作練習；4）人才培養(yǎng)注重知識的傳輸，而“立德樹人”落實不到位，在很大程度上忽視了對學生人文素養(yǎng)、思想品德素養(yǎng)等的培養(yǎng)與塑造[1]。

因此，亟待需要在“新工科”培養(yǎng)目標下構建思政教學模式框架，積極探索本課程與其他課程內(nèi)容的交叉銜接方法及課程的思政教育內(nèi)涵和外延，在培養(yǎng)具有“跨界整合能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力、應用實踐能力”的新型工科人才過程中引導學生辨析真、善、美，促進學生身心和人格的健康發(fā)展，最終實現(xiàn)課程既育人又育才的教學目標。

1 課程思政總體設計

2020年，教育部印發(fā)《高等學校課程思政建設指導綱要》，要求各類課程應以隱性教育方式配合思政課的顯性教育方式，彼此協(xié)同，幫助學生塑造正確的世界觀、人生觀、價值觀，構建全員全程全方位育人大格局，落實“立德樹人”根本任務。C語言程序設計課程重培養(yǎng)學生邏輯思維、創(chuàng)新思維和動手實踐能力培養(yǎng)，因此以學生邏輯思維訓練為主線、課程思政與實踐操作相結合為方針，重點培養(yǎng)學生的家國情懷、工匠精神、創(chuàng)新精神及跨界整合能力[2]。

1）激發(fā)愛國情懷，樹立崇高的職業(yè)理想和家國使命感

在課程案例式設計過程中巧妙融入紅色歷史、生態(tài)環(huán)境、節(jié)能環(huán)保、科技報國及優(yōu)秀歷史文化，推進習近平新時代中國特色社會主義思想進教材、進課堂、進頭腦，教育引導學生把國家、社會、公民的價值要求融為一體，塑造學生正確的世界觀、人生觀、價值觀。

2）培養(yǎng)持之以恒、精益求精的工匠精神

C語言程序設計需要學生思維縝密、設計方法和語法規(guī)則融會貫通，要求學生在問題分析和代碼編寫時嚴謹細致、一絲不茍，培養(yǎng)學生精益求精、刻苦鉆研的工匠精神；在程序代碼糾錯時要求學生以“靜心、耐心、恒心”的方式進行查錯和糾錯，培養(yǎng)學生持之以恒、堅持不懈的精神。

3）觸類旁通、跨界整合，培養(yǎng)創(chuàng)新思維

在授課過程中注重知識的交叉融合，學科內(nèi)知識的融會貫通，強調(diào)學習過程的知識遷移，鼓勵學生應用創(chuàng)新，實現(xiàn)知識的橫縱向整合和理實一體化，培養(yǎng)學生良好的學習方法和知識應用能力。

4）強化溝通能力和團隊合作意識

在課程實踐環(huán)節(jié)和項目案例實施過程中，以小組學習的方式進行討論、分工、合作，培養(yǎng)學生的溝通能力和團隊合作意識和責任精神[3]。

2 課程思政案例設計

授課過程采用案例式，以思政案例編程為主線、輔以理論指導，使學生在動手實踐編程過程中完成理論學習，并主動感悟提高自身品德素養(yǎng)。案例設計包括案例導入、相關知識、算法分析、流程圖、代碼編寫、程序仿真、案例延伸等部分組成，將思政元素有效融入知識傳授過程中，實現(xiàn)專業(yè)教育和思政教育同向同行。思政案例設計的基本原則如下：

1）緊扣課程知識點，牢固思政根基

課堂教學的根本目的是將課程知識有效地傳遞給學生，案例式教學是以案例實施的方式，借助知識應用場景和問題解決方案，以問題為導向和任務驅(qū)動的方式將課堂知識傳輸給學生，打破了原有純理論傳輸?shù)慕虒W模式，激發(fā)了學生的學習興趣。所以，思政案例設計過程中要緊扣課程知識點，同時要牢固思政根基。

2）以學生為中心，潤物細無聲

課堂案例的設計應該基于學情分析、以學生為中心，才能激發(fā)學生的學習興趣。因此在案例設計時應該緊貼學情、緊貼專業(yè)和生活、難度適宜、循序漸進，才能夠激發(fā)學生的學習興趣、形成良好的討論氛圍，同時案例思政內(nèi)容要潤物細無聲，使學生在討論和動手實踐過程中完成理論學習，并主動感悟提高自身品德素養(yǎng)。

3）具有啟發(fā)性和前瞻性

C語言程序設計理工科傳統(tǒng)的基礎課程，開設時間較久，積累了大量的應用案例。但多數(shù)案例主要用于講解基本知識點，不利于激發(fā)學生探索精神和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。因此，案例設計要與時俱進和具備啟發(fā)性，使學生在案例實施過程中深受啟迪，了解新技術、新發(fā)展，培養(yǎng)學生探索精神和樹立社會責任感。

3 案例設計與教學實踐

課程案例設計和案例實施過程中，遵循[案例導入]→[相關知識]→[案例實現(xiàn)]→[案例延伸]的模式。為更好地實現(xiàn)思政育人教育，針對不對的知識點和不同環(huán)節(jié)特點，通過案例本身或案例映射的方式展開相應的“立德樹人”活動，C語言程序設計課程思政案例設計案例如表1所示。在案例導入過程中，結合案例蘊含的社會熱點問題進行思政教育，引入解決案例的相關基礎知識，再以任務驅(qū)動的方式激發(fā)學生的學習激情，將傳道授業(yè)解惑與“立德樹人”有效結合，最后是案例延伸和討論，拓展思政教育的深度和廣度。本文以選擇結構章節(jié)的《垃圾分類》案例的實施過程進行舉例[4]。

3.1 案例提出

垃圾分類能夠減少環(huán)境污染、節(jié)省土地資源、再生資源的利用，還能夠提高民眾的價值觀念。垃圾分類就是將垃圾分門別類地投放，并通過分類清運和回收使之重新變成可利用資源，垃圾分類關鍵環(huán)節(jié)是在垃圾分類投放。小明決定設計一款組合式垃圾存儲裝置，通過裝置人機界面選擇可回收物、廚余垃圾、有害垃圾、其他垃圾，然后對應種類垃圾投放口打開。

3.2 相關知識

相關知識部分內(nèi)容主要體現(xiàn)switch（）語句的語法格式、執(zhí)行流程、注意事項等內(nèi)容。

3.3 案例分析

案例描述中將垃圾分為4類，在程序流程執(zhí)行過程中有4個出口，那么采用順序結構顯然無法實現(xiàn)，可將4類垃圾標號為1-4，采用選擇結構進行程序編寫。然后引導學生討論采用switch（）語句和if…else語句哪種語句更適合，討論程序編程過程中需要用到哪些變量和庫函數(shù)。最終確定采用switch（）語句更合適，定義整型變量waste代表各類垃圾，采用scanf（）和printf（）函數(shù)進行數(shù)據(jù)輸入輸出。

3.4 流程圖表達和程序代碼編寫

該出采用小組合作的方式，討論“垃圾分類”的流程圖和程序代碼應該如何繪制和編寫，給學生留出一定的時間，充分發(fā)揮學生的能動性和創(chuàng)新能力。學生完成后，抽取1-2個小組進行展示，然后由教師對案例實施進行的重點內(nèi)容進行講解。

3.5 案例仿真

教師講解后，要求學生對程序代碼進行修改和優(yōu)化，然后利用VC++6.0編譯器進行程序代碼編輯、調(diào)試及仿真。

3.6 案例延伸

switch語句在使用過程需要注意case后面的值必須為常量表達式，不同case后面跟的常量表達式不同，以防止程序錯亂，導致程序運行輸出錯誤；需要注意的細節(jié)是case與常量表達式之間有空格，switch（ ） 后面沒有分號，細節(jié)的把握能夠使我們提高編程效率，減少程序錯誤。同樣，在日常生活中我們也需要注意細節(jié)問題，往往決定成敗的關鍵在于細節(jié)，生活中處處是細節(jié)。垃圾分類回收，可把垃圾變廢為寶、資源再利用，不僅可以提升資源的利用率，同時可以降低垃圾處理費用，提升垃圾處理效率，垃圾分類，人人有責[5]。

4 思政案例式教學反饋

選取醫(yī)學影像技術專業(yè)2019級專升本2個教學班作為課程改革實驗對象，學期末通過調(diào)查問卷的方式對課堂的趣味性、學生求知欲、主動性和團隊合作等方面進行調(diào)研，調(diào)研結果如圖2所示。

從圖2可知，思政案例式教學對學生趣味性、主動性、求知欲、團隊合作等方面均有明顯促進作用，特別是主動性和求知欲方面，主要原因是任務驅(qū)動式，激發(fā)了學生的求知欲，提升了學生主動學習的意愿。實驗班與對照班相比學生的成績上漲了15.2%，學生反饋基礎知識掌握比較牢固。如圖2所示，學生任務趣味性提升相對較弱，主要限制于課程特點，后期將在案例選擇和案例設計過程增加案例趣味性、探索性及前沿性等方面加強，激勵學生參加學科競賽和教師的科研項目。

5 結論

在“新工科”和“課程思政”背景下，C語言程序設計課程適應時代發(fā)展和人才培養(yǎng)需求，落實“立德樹人”與專業(yè)教育相結合。將思政教育內(nèi)容融入課程案例中，采用案例式教學模式，使學生在案例實施過程掌握專業(yè)知識和技能，并主動感悟提高自身品德素養(yǎng)。通過課程改革表明案例式教學方法能夠具備舉一反三的學習能力，將知識活學活用，提升學生分析問題和解決問題的能力。