新工科背景下C语言程序设计课程思政教学改革与实践

胡亚南　李鑫　杨娜　武昆

关键词：新工科；案例式教学；课程思政；任务驱动

中图分类号：TP309.7 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2023）10-0133-03

为推进高等教育的改革，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”，构成了新工科建设的“三部曲”，开拓了工程教育改革新路径。教育本质是育人，应该全面融合思想政治教育，把思想政治教育工作贯穿于教育教学的全过程，帮助学生塑造正确的世界观、人生观、价值观，构建全员全程全方位育人大格局。新工科背景下的人才培养也应该强调和落实“立德树人”的根本任务，将思想政治与新工科课程建设有机融合，以新工科为基石、以思政为精神指引，充分发挥课程思政的作用，使学生成长为专业知识过硬、品德良好的社会主义接班人和建设者。

C语言程序设计课程作为理工科类的基础课程，是培养学生运用程序思维解决实际问题的思维方式和基本能力，也是培养学生的工匠精神、人文素养，创新意识的敲门砖课程。目前，课程教学内容设置和教学方法存在以下不足：1）教学方法基本采用理论灌输，教师为主体、学生为被动受体，缺少对学生探究学习能力和创新思维的培养；2）教学内容偏向语法基础和编程规则，缺少实际应用“情景”，内容抽象、枯燥，学生缺乏感性认识；3）实验操作虽然注重理论实践结合，但偏重理论知识消化式实践操作练习；4）人才培养注重知识的传输，而“立德树人”落实不到位，在很大程度上忽视了对学生人文素养、思想品德素养等的培养与塑造[1]。

因此，亟待需要在“新工科”培养目标下构建思政教学模式框架，积极探索本课程与其他课程内容的交叉衔接方法及课程的思政教育内涵和外延，在培养具有“跨界整合能力、创新创业能力、应用实践能力”的新型工科人才过程中引导学生辨析真、善、美，促进学生身心和人格的健康发展，最终实现课程既育人又育才的教学目标。

1 课程思政总体设计

2020年，教育部印发《高等学校课程思政建设指导纲要》，要求各类课程应以隐性教育方式配合思政课的显性教育方式，彼此协同，帮助学生塑造正确的世界观、人生观、价值观，构建全员全程全方位育人大格局，落实“立德树人”根本任务。C语言程序设计课程重培养学生逻辑思维、创新思维和动手实践能力培养，因此以学生逻辑思维训练为主线、课程思政与实践操作相结合为方针，重点培养学生的家国情怀、工匠精神、创新精神及跨界整合能力[2]。

1）激发爱国情怀，树立崇高的职业理想和家国使命感

在课程案例式设计过程中巧妙融入红色历史、生态环境、节能环保、科技报国及优秀历史文化，推进习近平新时代中国特色社会主义思想进教材、进课堂、进头脑，教育引导学生把国家、社会、公民的价值要求融为一体，塑造学生正确的世界观、人生观、价值观。

2）培养持之以恒、精益求精的工匠精神

C语言程序设计需要学生思维缜密、设计方法和语法规则融会贯通，要求学生在问题分析和代码编写时严谨细致、一丝不苟，培养学生精益求精、刻苦钻研的工匠精神；在程序代码纠错时要求学生以“静心、耐心、恒心”的方式进行查错和纠错，培养学生持之以恒、坚持不懈的精神。

3）触类旁通、跨界整合，培养创新思维

在授课过程中注重知识的交叉融合，学科内知识的融会贯通，强调学习过程的知识迁移，鼓励学生应用创新，实现知识的横纵向整合和理实一体化，培养学生良好的学习方法和知识应用能力。

4）强化沟通能力和团队合作意识

在课程实践环节和项目案例实施过程中，以小组学习的方式进行讨论、分工、合作，培养学生的沟通能力和团队合作意识和责任精神[3]。

2 课程思政案例设计

授课过程采用案例式，以思政案例编程为主线、辅以理论指导，使学生在动手实践编程过程中完成理论学习，并主动感悟提高自身品德素养。案例设计包括案例导入、相关知识、算法分析、流程图、代码编写、程序仿真、案例延伸等部分组成，将思政元素有效融入知识传授过程中，实现专业教育和思政教育同向同行。思政案例设计的基本原则如下：

1）紧扣课程知识点，牢固思政根基

课堂教学的根本目的是将课程知识有效地传递给学生，案例式教学是以案例实施的方式，借助知识应用场景和问题解决方案，以问题为导向和任务驱动的方式将课堂知识传输给学生，打破了原有纯理论传输的教学模式，激发了学生的学习兴趣。所以，思政案例设计过程中要紧扣课程知识点，同时要牢固思政根基。

2）以学生为中心，润物细无声

课堂案例的设计应该基于学情分析、以学生为中心，才能激发学生的学习兴趣。因此在案例设计时应该紧贴学情、紧贴专业和生活、难度适宜、循序渐进，才能够激发学生的学习兴趣、形成良好的讨论氛围，同时案例思政内容要润物细无声，使学生在讨论和动手实践过程中完成理论学习，并主动感悟提高自身品德素养。

3）具有启发性和前瞻性

C语言程序设计理工科传统的基础课程，开设时间较久，积累了大量的应用案例。但多数案例主要用于讲解基本知识点，不利于激发学生探索精神和创新精神的培养。因此，案例设计要与时俱进和具备启发性，使学生在案例实施过程中深受启迪，了解新技术、新发展，培养学生探索精神和树立社会责任感。

3 案例设计与教学实践

课程案例设计和案例实施过程中，遵循[案例导入]→[相关知识]→[案例实现]→[案例延伸]的模式。为更好地实现思政育人教育，针对不对的知识点和不同环节特点，通过案例本身或案例映射的方式展开相应的“立德树人”活动，C语言程序设计课程思政案例设计案例如表1所示。在案例导入过程中，结合案例蕴含的社会热点问题进行思政教育，引入解决案例的相关基础知识，再以任务驱动的方式激发学生的学习激情，将传道授业解惑与“立德树人”有效結合，最后是案例延伸和讨论，拓展思政教育的深度和广度。本文以选择结构章节的《垃圾分类》案例的实施过程进行举例[4]。

3.1 案例提出

垃圾分类能够减少环境污染、节省土地资源、再生资源的利用，还能够提高民众的价值观念。垃圾分类就是将垃圾分门别类地投放，并通过分类清运和回收使之重新变成可利用资源，垃圾分类关键环节是在垃圾分类投放。小明决定设计一款组合式垃圾存储装置，通过装置人机界面选择可回收物、厨余垃圾、有害垃圾、其他垃圾，然后对应种类垃圾投放口打开。

3.2 相关知识

相關知识部分内容主要体现switch（）语句的语法格式、执行流程、注意事项等内容。

3.3 案例分析

案例描述中将垃圾分为4类，在程序流程执行过程中有4个出口，那么采用顺序结构显然无法实现，可将4类垃圾标号为1-4，采用选择结构进行程序编写。然后引导学生讨论采用switch（）语句和if…else语句哪种语句更适合，讨论程序编程过程中需要用到哪些变量和库函数。最终确定采用switch（）语句更合适，定义整型变量waste代表各类垃圾，采用scanf（）和printf（）函数进行数据输入输出。

3.4 流程图表达和程序代码编写

该出采用小组合作的方式，讨论“垃圾分类”的流程图和程序代码应该如何绘制和编写，给学生留出一定的时间，充分发挥学生的能动性和创新能力。学生完成后，抽取1-2个小组进行展示，然后由教师对案例实施进行的重点内容进行讲解。

3.5 案例仿真

教师讲解后，要求学生对程序代码进行修改和优化，然后利用VC++6.0编译器进行程序代码编辑、调试及仿真。

3.6 案例延伸

switch语句在使用过程需要注意case后面的值必须为常量表达式，不同case后面跟的常量表达式不同，以防止程序错乱，导致程序运行输出错误；需要注意的细节是case与常量表达式之间有空格，switch（ ） 后面没有分号，细节的把握能够使我们提高编程效率，减少程序错误。同样，在日常生活中我们也需要注意细节问题，往往决定成败的关键在于细节，生活中处处是细节。垃圾分类回收，可把垃圾变废为宝、资源再利用，不仅可以提升资源的利用率，同时可以降低垃圾处理费用，提升垃圾处理效率，垃圾分类，人人有责[5]。

4 思政案例式教学反馈

选取医学影像技术专业2019级专升本2个教学班作为课程改革实验对象，学期末通过调查问卷的方式对课堂的趣味性、学生求知欲、主动性和团队合作等方面进行调研，调研结果如图2所示。

从图2可知，思政案例式教学对学生趣味性、主动性、求知欲、团队合作等方面均有明显促进作用，特别是主动性和求知欲方面，主要原因是任务驱动式，激发了学生的求知欲，提升了学生主动学习的意愿。实验班与对照班相比学生的成绩上涨了15.2%，学生反馈基础知识掌握比较牢固。如图2所示，学生任务趣味性提升相对较弱，主要限制于课程特点，后期将在案例选择和案例设计过程增加案例趣味性、探索性及前沿性等方面加强，激励学生参加学科竞赛和教师的科研项目。

5 结论

在“新工科”和“课程思政”背景下，C语言程序设计课程适应时代发展和人才培养需求，落实“立德树人”与专业教育相结合。将思政教育内容融入课程案例中，采用案例式教学模式，使学生在案例实施过程掌握专业知识和技能，并主动感悟提高自身品德素养。通过课程改革表明案例式教学方法能够具备举一反三的学习能力，将知识活学活用，提升学生分析问题和解决问题的能力。