新工科背景下的机械专业C语言课程改革

吕程

摘 要：详细分析了目前高校C语言程序设计课程教学中存在的问题，针对教学模式及内容陈旧枯燥，脱离工程实际，缺乏与相关专业工程背景有效结合，学生缺乏学习兴趣等问题，结合“新工科”建设需求以及智能制造工程背景，对接制造业发展的人才需求与应用型本科院校的人才培养宗旨，提出以工程项目为驱动的应用型本科院校机械类专业的C语言程序设计课程改革思路与教学改革方案。

关键词：新工科 机械类专业 C语言程序设计 项目驱动 教学改革

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2018）02（a）-0249-02

“中国制造2025”的发布，标志着智能制造时代正式来临，制造业的数字化程度将得到进一步提升。我国为积极应对新的产业变革及科技革命，服务产业发展，支撑“中国制造2025”等一系列国家战略，在2017年提出了“新工科”的概念，并大力推进新工科建设。产业变革背景下所需的制造业数字化技术与计算机编程技术密不可分，C语言程序设计课程是大学中的专业基础课，一直以培养学生的C语言基本编程能力为主要教学目标，但由于学生专业背景不同，需求不同，因此具体的教学目标与方式以及教学过程中所涉及到的应用背景也应根据专业特征、行业背景与企业技术需求进行调整。

1 C语言程序设计教学中存在的主要问题

1.1 教材内容陈旧无专业差别

C语言程序设计这门课是大学大多数专业中的基础专业课[1]。具有明显的基础性与普遍性特征，但也正因如此，现有的C语言程序设计教材均未考虑不同专业的应用背景，未与专业结合，甚至很多高校使用的教材还是十几二十年前的旧教材，严重滞后于快速发展的行业技术需求，这与应用型本科院校的人才培养目标相去甚远。

1.2 教学形式单一枯燥

目前的C语言程序设计课程的教学主要包括基础理论教学与编程操作教学两部分。基础理论教学主要讲解C语言编程的基本知识，往往从最基础的知识点开始堆砌式的讲解，内容繁多而枯燥[2-3]，多数非计算机专业的学生难以理解C语言程序设计的解题思路与编程思想；C语言编程操作主要教授学生如何使用C语言的编译器创建工程及文件，并通过程序的编写、编译、调试、运行等一系列操作实现通过程序解决问题的目的。练习中所编写的程序多为实现一些简单的数值运算、数据筛选、信息统计等诸如此类的简单数学问题，脱离了现代化高科技技术，内容枯燥无趣，学生很难体会到所学知识与数字化高科技之间的联系，缺乏学习兴趣[4]。

1.3 未与工程应用结合，学生难以体会课程的重要性

大学课堂教授的C语言程序设计知识以及实际操作训练仅针对简单的数学计算等问题，与工程中真正需要该项技术解决的问题毫无关联[5]，学生难以建立编程知识与工程问题之间的关联性，不知道所学的编程知识在工程中如何应用，难以体会到C语言程序设计课程对于自身所学专业的工程意义。因此，很难认可该门课程的重要性以及技术价值。

1.4 缺乏科学合理的考核方式

目前C语言程序设计课程的考核方式普遍为“平时成绩+期末考试成绩”的方式给出分数。而占有较大比例的期末考试一般采取纸质试卷考试，或纸质试卷与上机考试相结合的考核方式。这种传统的考核方式仅能考核学生对基础编程知识的掌握，并不能充分考察学生对编程技术的驾驭能力，也无法检验学生解决工程问题的能力，更无法了解学生从自身专业出发对该项技术有怎样的新的理解与思考，考核的效果很不理想。

2 C语言程序设计的教学改革方案

以支持智能制造产业发展的新工科建设人才培养目标为导向，使应用型本科课程教学紧密结合工程应用。对C语言程序设计课程从理论教学内容、实践训练方式、课程考核方式等方面进行全面改革，具体内容如下所述。

2.1 案例驱动式教材内容的改革

根据机械类专业的工程特点，以具体工程问题为案例，从本专业工程实际出发，引导学生思考问题、提出解决思路、编写程序解决问题。通过合理的设置不同的案例，将C语言程序设计的基础知识编入具体问题的解决步骤中，以应用为导向展开理论教学，改变传统教学中知识点多、枯燥难理解的局面，让学生学有所用，在解决问题的过程中理解相关的知识点，体会采用C语言程序解决问题的思路，减小学生的学习负担，增加学习兴趣，提升学习带来的成就感。

2.2 基于工程项目的实验训练

为培养学生的逻辑思维能力，加深学生对程序设计思想的理解，培养学生解决工程实际问题的能力。在C语言程序设计的实验部分，以工程项目为实验任务，将学生进行合理的分组，一组学生合作完成一个实验项目，培养学生的团队沟通协作能力以及工程实际问题的解决能力。

2.3 行业调研扩展学习

掌握C语言编程技术是学习其他编程语言的重要基础，C语言编程技术在制造业的数字化进程中具有举足轻重的地位。为使学生对C语言编程技术在行业中的前沿应用及未来发展趋势有充分的了解，引导学生关心行业发展，思考行业需求，培养学生的创新思维，将行业调研作为以个人为单位的扩展性大作业，让学生根据自己的兴趣点，选择机械行业中与计算机编程相关的问题，进行网络调研，撰写调研报告，若条件允许可以进行企业调研则效果更佳。

2.4 以技能应用能力考察为目标的考核

传统的试卷式考试形式死板，脱离工程应用，而C语言程序设计属于实用性技能课程，应以正确使用相关知识解决工程问题为考核目标。课程考核成绩应包括以下几部分：（1）平时成绩，主要考察学生的出勤及学习态度，以督促学生遵守课堂纪律按要求参与课堂学习为目的；（2）实验成绩，主要以组为单位考察学生解决问题的能力以及团队合作意识与沟通协调的能力；（3）大作业成绩，以个人为单位，考察学生对本专业相关行业中相关技术的前沿应用及未来发展趋势的了解，同时考察学生对相关技术领域是否有深入的思考与个人见解；（4）期末考试成绩，主要考察学生的编程基本功，以及在规定时间内独立解决问题的能力。

3 结语

C语言程序设计课程对机械类专业的学生来说是一门应用性非常强的课程，是在机械类专业中培养符合制造业数字化需求的具有机械与计算机信息技术交叉融合能力的学生的重要课程。因此，为培养能服务制造业，符合新工科建设目标的复合型应用人才，应用型本科院校的课程设置应紧密结合工程背景，以行业发展需求为导向，以培养学生的工程问题解决能力及技能应用能力为目标，实现以工程项目为驱动的机械类专业C语言程序设计课程的全面改革，完成应用型人才培养的使命。

参考文献

[1] 彭娇，邱晓丽.《C语言程序设计》教学改革探究——基于CDIO理念[J].科技资讯，2013（6）：204.

[2] 王福伟.C语言程序设计教学中的问题分析与探索[J].科技资讯，2016，14（27）：78-79.

[3] 郭银章，王丽芳.基于项目任务驱动的C语言程序设计课程教学改革与实践[J].计算机教育，2017（2）：41-44.

[4] 陈伟宏，何建新，习胜丰.高校非计算机专业C语言教学改革探讨与实践[J].中国电力教育，2013（34）：101-102，113.

[5] 邱慧麗.应用型本科高校C语言教学改革与探究[J].阴山学刊：自然科学版，2016，30（4）：140-142.