0 引 言
为主动应对新一轮科技革命与产业变革，支撑服务创新驱动发展、“中国制造 2025”等一系列国家战略，加快推进教育现代化，2017 年以来，教育部积极推进新工科建设，先后形成了“复旦共识”“天大行动”和“北京指南”，并发布了《关于开展新工科研究与实践的通知》等系列文件 [1]。与传统的工科人才不同，新工科需要的是实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的高素质复合型人才，新工科教育是我国建设教育强国的必由之路、战略支撑和引领力量。
C 语言程序设计课程是理工科专业很重要的计算机基础课、必修课，对于学生掌握程序设计的方法及其应用，更好地适应后续课程的学习非常重要。C 语言程序设计课程具有较强的实践性，要求学生在掌握基本理论的基础上，必须通过大量的实践训练来促进其对知识的理解和掌握，提高学生分析问题和解决问题的能力，以此保证良好的教学效果。
1 课程教学中存在的主要问题
以往的 C 语言程序设计课程教学基本都是围绕科学计算和算法设计展开，课堂讲授为主、上机实验为辅，是一种典型的应试型教学方式 [2]。枯燥的编写程序和语法知识学习与后续专业知识学习严重脱节，导致学生学习的积极性不高，无法获得真正的能力，不能学以致用。尤其是对于电子信息工程类专业以及未来想从事嵌入式系统设计或者自动化系统设计的学生而言，这种教学方法和模式不能满足当今社会对工程教育的需要以及对创新人才培养的要求。目前，亟须结合专业培养目标以及未来社会对人才培养的需求，改革现有的课程教学模式和教学方法，激发学生的学习兴趣与潜能，提高其工程实践能力及创新能力 [3]。
2 教学目标定位
根据《教育部关于深化本科教育教学改革全面提高人才培养质量的意见》（教高 [2019]6号）、《教育部关于一流本科课程建设的实施意见》（教高 [2019]8 号）， C 语言课程教学应围绕一流专业建设，适应工程教育专业认证工作对课程教学要求的新形势，落实工程教育理念，以成果导向为目标，以“重基础、强实践、求创新”为宗旨，从学生的最终学习成果中查找问题和不足，重新设计课程，开展教学活动，改进教学，创新符合新一代信息技术人才培养的教育教学新模式，共建高质量课程，让教师更有成就感，学生更有获得感。
（1）知识培养目标：掌握利用 C 语言进行程序开发的基本理论知识和基本操作技能以及独立解决问题的逻辑思维能力，并能灵活应用于相关领域的学习和研究中，同时为今后的学习和工作提供丰富的知识储备。
（2）能力培养目标：培养计算思维、理论联系实际的习惯，并能将本课程与专业课程结合起来，通过基础实践、综合实践、专业实践的训练，提高利用 C 语言分析问题、解决问题的能力以及自主创新意识。
（3）素质培养目标：明确 C 语言程序设计课程在专业中的地位和作用，培养自主学习的意识和能力以及主动探索、积极实践的学习态度，养成严谨严格、求真务实的综合素质。
3 高效课堂的构建
课堂教学是学生学习知识、掌握技能、提高素养的主渠道，然而课堂教学的时间是有限的，教师要充分利用好课堂这一主渠道 [4]，让有限的教学时间发挥出最大的教学效果。多年的教学实践证明，高效课堂基于高效学习，因此，充分调动学生的积极性、激发学生的学习兴趣是首要条件。这就需要教师有精湛的业务能力和高超的育人水平，寓教于乐、寓道于教、寓德于教，让学生真正从“被动学”变成“主动学”，这是教师教学能力和教学艺术的问题。其次，教学方法也尤为重要，“授人以鱼，不如授之以渔”。很多学生厌学并不是不去学而是不会学，因此，教师不能只讲授知识，要针对课程的特点和规律，教会学生如何去学，这样学生才能够自主学习，对学习产生兴趣，学习才会高效。教师可依据专业培养目标、课程特点、学生实际情况、教师自身素质、教学环境条件等选择和确定具体的教学模式和教学方法。
3.1 运用线上线下混合式教学和翻转课堂教学模式，切实发挥学生主体作用
随着科技的发展，手机、电脑和互联网的日益普及，现在高校的课堂教学形式不单纯是传统的线下教学，线上教学也是目前常用的一种教学形式。线上教学、线下教学各有利弊，如图 1 所示。可以根据不同的课程性质及教学内容，选择不同的教学形式或者多种教学形式的组合。
混合式教学是未来教学的标杆和方向，根据C 语言程序设计课程特点及教学中存在的问题，笔者结合本校实际情况对课程进行了改革，融合线上教学、线下教学各自的优点，贯彻以学生为中心的教学理念，开展线下为主、线上为辅的混合式教学，实现线上、线下教学的有益互补。
在混合式教学模式中，线上教学内容主要针对基本概念、基本语法等学生比较容易理解和掌握的理论知识，而线下教学主要针对难点、案例实操、模块强化等内容。在混合式教学过程中，始终坚持的原则是课前有任务、课中有项目、课后有实践、师生有协作、平台有检测、全程有检测、实时有交流、线上有资源，如图 2所示。
采用混合式教学，教师要通过教学实践、培训学习、反思提升等方式提升教学设计能力、资源应用能力、学科教学能力，并具备将先进的信息技术与课程进行深度整合的能力，同时要及时地收集、整理与分析教学数据，不断反思教学中存在的不足及原因，为持续改进与优化教学提供有力依据，以此进一步提高教学效率与教学质量。
在教学模式实施过程中，采用典型的“三段式”混合教学结构，如图 3 所示。课前明确教学目标，认真钻研教学内容，精心设计教学，设计丰富多样的教学活动、高质量的课堂练习以及针对不同专业的实训内容，做到一课一案，因材施教，并推送学习资源、学习任务等，这就要求教师课前必须下足功夫备课；课中以学生为中心开展任务驱动式教学、项目式教学，通过答疑、研讨、辩论、展示、点评等多种教学策略和评价方式调动和激励学生主动参与、高效互动；课后通过布置多样化的作业、反思总结等，延展知识应用，反馈数据，并对学习效果进行多元评价，保证学生全员全程高效参与，促使三维教学目标的达成度更高。
在综合实践中，通过翻转课堂，充分发挥学生的主体作用，鼓励更多的学生去分享实践。例如在综合实践中，要求学生以团队形式开发一个信息管理系统，课堂组织流程如图 4 所示。教师布置任务，让学生以团队形式开展需求分析、方案论证等环节。方案论证过程中，教师组织其他学生共同参与分析，并由教师进行评价，真正实现师生互动、生生互动，使学生充分调动主动性，激发内在潜能，提升解决问题、创新思维的能力。整个教学过程以学生为中心，教师为引导，学生通过实践项目完成针对知识点的自主学习和方案设计，实现从“教学”向“学教”模式的转变，课堂则变成教师与学生之间互动的场所，主要用于问题探究、分组讨论，扫除知识难点和知识盲点，让课堂更高效。
3.2 依据专业培养目标要求，以最终学习成果为导向，改革和创新教学内容
课程要为实现专业的培养目标服务，因此，要根据课程目标对不同专业毕业达成度支撑指标不同，制订相应的教学大纲，并依据达成度评价结果持续改进教学。将 C 语言程序设计课程理论内容分为 3 部分：初级篇、中级篇和高级篇，与主体课程相配的实践性教学分为 3 个层次：基础知识实践、综合能力实践和专业特色实践，如图5 所示。最底层为基础知识实践，对顺序、选择、循环等基本结构进行训练，让学生亲自动手操作，完成规定实践任务，意在培养学生掌握程序设计的基础知识、基本操作技能，并逐步建立基本的工程理念和工程素质；中间层为综合能力实践，通过开设“信息管理系统”“游戏开发”等综合性、设计性实践，在教师指导下，由学生团队独立完成分析、设计与开发全过程，充分发挥学生的主观能动性，培养学生分析问题、解决问题的能力以及团队分工协作的意识及能力；最顶层为专业特色实践，结合各学科专业特点，开设与专业紧密结合的具有专业特色的实践。
例如，针对电子、控制类专业，将四轮小汽车模型引入教学，简要介绍利用 C 语言控制小汽车实现自动驾驶、避障等功能需要的软硬件知识，使学生能够提前接触电路、芯片、嵌入式、传感器等相关的专业知识，了解项目开发的基本流程，实现理论学习与实践学习的密切结合，基础知识与专业知识的有机结合。通过基础知识训练→综合能力训练→专业特色训练的梯度训练，进一步激发学生学习的兴趣，促进其基础实践能力、综合实践能力和工程创新能力逐级提升，更好地适应企业对人才培养的需求，同时鼓励学生积极参与相关学科竞赛和创新活动，实现做中学、赛中学。
3.3 以思政引领课程建设，育才与育人并重，融知识、能力、素质为一体
教育部发布的《高等学校课程思政建设指导纲要》（教高 [2020]3 号）指出，通过课程思政，能帮助学生塑造正确的世界观、人生观、价值观，是人才培养的应有之义，更是必备内容。教师队伍是课程思政建设的“主力军”，任课教师要深入梳理课程教学内容，结合课程特点、思维方法和价值理念，深入挖掘课程中蕴含的思政元素，并将其润物无声地融入到教学全过程，充分发挥思政教育的价值引领作用，积极推进思想政治教育和知识体系教育的有机结合，实现价值塑造、知识传授、能力培养的有机统一。
C 语言程序设计课程大多在大学理工科一年级学生中开设，低年级学生正处于三观形成的关键期，落实立德树人的任务更为重要。“德高为师、身正为范”，教师在课堂中体现出来的治学精神、教学态度等都会对学生产生深远的影响，因此，教师在教学过程中，要把做人做事的基本道理传递给学生，并以自身的道德行为和人格魅力言传身教，引导学生树立正确的世界观、人生观和价值观。比如，C语言课程基础知识的学习很枯燥，在教学中，除了采用合适的教学方法和手段外，可以通过引入“万丈高楼平地起”“不积跬步无以至千里”等名言以及在基础行业做出伟大成就的名人故事，强调打好基础、脚踏实地的重要性；在程序编写和调试过程中，学生会遇到很多问题，在教授调试程序的方法同时，还要教育学生遇到问题要有不畏困难、百折不挠、勇于攀登科学高峰的精神；在上机实践过程中，要让学生注重学思结合、知行统一，使其具有大胆质疑、勇于探索的创新精神；在提高程序性能方面，培养学生精益求精的大国工匠精神。
3.4 建立多元化的考核评价机制
考核评价是对教学效果的一种检测方式，同时也能够激励学生积极主动学习。课程考核评价要严谨严格，评价科学且可测量，要促进过程性考核与结果性考核的有机结合，让学生深刻体会到只有经过刻苦的学习才能收获更多的能力并进一步提高自身的素质，这样的考核评价才能更真实、有效地反映教学成效，从而进一步改进教学。过程性评价贯穿于课程的整个教学过程，采用多元化的考核评价，包括课前线上资源的学习、教学视频的观看、在线测试、问题讨论等，课中的回答问题、交流互动、作品展示、阶段测试等，课下的小组协作、作业、论文、报告等评价方式。结果性考核可包含期末的大作业、大论文、期末考试等。评价手段应恰当必要，各项考核指标权重分配合理，符合相应的人才培养类型。
4 实施过程及效果
课程组依托超星泛雅平台搭建了线上学习平台，实现了 C 语言课程高效课堂的线上线下混合教学。改革方案在我校 2020、 2021 级电子专业的学生中进行了实施，每届学生人数均在 100人以上。将方案实施后的结果与 2018、 2019 级电子专业的学生进行了对比分析，主要通过问卷调查、学生访谈、教学考核结果进行关键数据收集，从学生课堂的参与度、对教学的满意度、课程考核成绩、课程目标达成度几个维度进行对比分析，结果见表 1。可看出，方案实施后关键教学指标均有较大提高，说明教改方案实施后的效果明显优于传统教学方式。
教学相长，学能并进，经过近两年教学改革方案的实施和持续优化，教师已经能够熟练地按照新教改方案驾驭课堂，学生的学习热情明显提高、主体作用得到了充分发挥，通过团队合作完成软件开发、模型创建、算法的应用，动手能力得到了极大提升，参与全国大学生电子设计竞赛的人数及获奖人数逐年大幅提升。教改得到了学校的充分肯定，在提高学生学习成效的同时，对学生的个性发展和健全人格的形成也起到了积极的作用。
5 结 语
课程紧密结合新工科背景下的专业培养目标需求，改革了教学模式，优化了教学内容，融入综合实践项目，完善了评价体系，强化综合素质培养，更加符合技术的发展方向，深得学生的喜爱，学生工程实践能力、创新能力有了很大的提升，学生对课程的参与度、学习获得感、对教师教学以及课程的满意度明显提高。课程的改革有力地支撑了我校纺织、电子、通信等多个工科专业顺利通过国际工程认证，在育人方面成效显著。
参考文献：
[1] 蒋敏兰, 张长江, 沈建国, 等. 工程教育认证背景下电子信息工程专业培养方案修订研究[J]. 教育现代化, 2019, 6(94): 6-10.
[2] 陈涛, 朱俊, 裔传俊, 等. 面向编程能力培养的C语言教学模式研究[J]. 计算机教育, 2020(1): 100-103.
[3] 林珊, 江南, 刘伟. 基于工程教育专业认证的面向对象程序设计课程改革[J]. 计算机教育, 2019(7): 15-18.
[4] 杜晶, 李瑛, 赵海冰. 军队院校计算机程序设计课程高效课堂模型教学实践探索[J]. 计算机教育, 2017(4): 64-67.
基金项目：天津工业大学高等教育教学改革研究项目“在基础实训课程中融入思政教育的方法和途径研究”（2017-ZX-1115-24）；天津工业大学“课程思政”改革精品课程建设项目“电子实践”（2018-KCHSZH-JP-42）；天津工业大学“课程思政”改革精品课程建设项目“C 语言程序设计”（2018-KCHSZH-JP-41）；2021 年“纺织之光”中国纺织工业联合会高等教育教学改革研究项目“国家级实验教学示范中心平台下工程实践类课程思政建设研究与实践”（2021BKJGLX680）。
第一作者简介：冯志红，女，天津工业大学讲师，研究方向为人工智能和信息融合，fengzh@163.com。
引文格式：冯志红，沈振乾，李凤荣. C 语言程序设计课程高效课堂的构建与实施[J].计算机教育,2022(8):133-137.
转自：“计算机教育”微信公众号
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