基于工程教育專業(yè)認(rèn)證的“C語言程序設(shè)計”

申東　李強(qiáng)　楊桂芹

摘? 要： 基于工程教育專業(yè)認(rèn)證的“C語言程序設(shè)計”課程，在教學(xué)過程中應(yīng)實現(xiàn)以學(xué)生為中心，教學(xué)目標(biāo)應(yīng)以提升能力為導(dǎo)向，教學(xué)效果應(yīng)益于解決復(fù)雜工程問題。因此，對“C語言程序設(shè)計”課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式和教學(xué)評價的改革進(jìn)行了探討，旨在提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力和團(tuán)隊協(xié)作能力。

關(guān)鍵詞： C語言程序設(shè)計; 工程教育專業(yè)認(rèn)證; 教學(xué)改革; 教學(xué)評價

中圖分類號：G642.0? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ?文章編號：1006-8228（2020）06-64-03

Abstract： Engineering education accredited course of "C Language Programming" should be student-centered in the teaching progress， the teaching goal should be oriented to enhance the ability， and the teaching effect should be beneficial to solve complex engineering problems. Therefore， it is discussed in this paper that the reforms of teaching content， teaching method and teaching evaluation for the course of "C Language Programming"， in order to improve students' abilities of autonomous learning， innovation and teamwork.

Key words： C language programming; engineering education accreditation; teaching reform; teaching evaluation

0 引言

工程教育專業(yè)認(rèn)證是1989年發(fā)起的一種國際通行的對高等教育機(jī)構(gòu)所開設(shè)的工程類專業(yè)教育所實施的制度，這一制度的產(chǎn)生，是為了實現(xiàn)工程教育國際互認(rèn)以及工程師資格國際互認(rèn)這一條件的重要基礎(chǔ)。我國的教育部于2006年成立了全國性工程教育專業(yè)認(rèn)證專家委員會，在2012年成立了中國工程教育認(rèn)證協(xié)會（籌），對原來的工程教育專業(yè)認(rèn)證中的通用標(biāo)準(zhǔn)做出適量修改，力求靠攏《華盛頓協(xié)議》認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)[1]。

工程教育專業(yè)認(rèn)證提倡教學(xué)以學(xué)生為中心，教學(xué)目標(biāo)以提升能力為導(dǎo)向，教學(xué)效果致力于解決復(fù)雜的工程問題，主要圍繞著學(xué)生的畢業(yè)要求展開對課程體系的改革，為保障專業(yè)教育活力和教育質(zhì)量，需要持續(xù)改進(jìn)機(jī)制，不僅表現(xiàn)在師資配置，而且還要體現(xiàn)在課程教學(xué)，專業(yè)課程體系設(shè)置。

“C語言程序設(shè)計”是通信工程專業(yè)的學(xué)生必修的一門基礎(chǔ)課程，這門課程的具有較強(qiáng)的實踐性，經(jīng)過學(xué)習(xí)C語言，可以更好的提升學(xué)生對于掌握編程方法、創(chuàng)建合理編程思維構(gòu)架、提升自身軟件開發(fā)的能力。然而，即使是計算機(jī)專業(yè)的學(xué)生，在學(xué)習(xí)C語言的過程中，仍然不能很好的掌握和理解C語言，對于處理實際的專業(yè)問題存在著一定的困難，而且，受到傳統(tǒng)教育模式的影響，對于C語言的學(xué)習(xí)仍然是“老師講，學(xué)生聽”的模式，實際問題的解決和編程并沒有得到重視，學(xué)生被動學(xué)習(xí)，為了考試而學(xué)習(xí)，很少有學(xué)生主動地、創(chuàng)造性地去解決問題。

基于工程教育專業(yè)認(rèn)證的“C語言程序設(shè)計”教學(xué)改革的宗旨是打破傳統(tǒng)的教學(xué)方式，融入新的教學(xué)理念、教學(xué)方式，通過新工具、新技術(shù)以及新的交流平臺，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，指導(dǎo)學(xué)生從軟件工程思維出發(fā)，對項目先做需求分析、系統(tǒng)設(shè)計，再程序編碼和系統(tǒng)調(diào)試，最終完成項目從設(shè)計到開發(fā)的整個過程。這個過程旨在培養(yǎng)應(yīng)用型人才，打破企業(yè)找不到符合自身需求的人才的現(xiàn)狀。

1 通信工程關(guān)于“C語言程序設(shè)計”教學(xué)改革思路

1.1 教學(xué)過程中以學(xué)生為中心

工程教育專業(yè)認(rèn)證的核心理念是在教學(xué)過程中以學(xué)生為中心[2]，根據(jù)這一新提出的標(biāo)準(zhǔn)，要求教師在實際的教學(xué)過程中，注重學(xué)生學(xué)習(xí)的過程以及成果，產(chǎn)生利于學(xué)習(xí)的教學(xué)指導(dǎo)，激起學(xué)習(xí)C語言的興致。

計算思維是運用計算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計以及人類行為理解等涵蓋計算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動。C語言在學(xué)習(xí)的過程中，旨在培養(yǎng)學(xué)生的計算思維，通過計算思維的形成，對基礎(chǔ)問題進(jìn)行分析和解決，教師需要引導(dǎo)學(xué)生建立計算思維，促使學(xué)生可以具體的、客觀的解決問題，依據(jù)社會對學(xué)生的期望制定合理的教學(xué)內(nèi)容。教師需把計算思維貫穿于整個教學(xué)過程中，要求學(xué)生先給出算法和程序流程圖，理清思路和步驟，然后再編程。由于C語言程序設(shè)計具有高度的自由性，且每個學(xué)生的計算思維的形成存在一定的差異，會導(dǎo)致學(xué)生對于程序的設(shè)計有差異，這就需要將學(xué)生作為個體，尊重每一個學(xué)生的差異，使得每個學(xué)生都有平等學(xué)習(xí)的機(jī)會。

1.2 教學(xué)目標(biāo)以提升能力為導(dǎo)向

“C語言程序設(shè)計”課程的教學(xué)目標(biāo)是提高學(xué)生分析問題、編碼求解能力、軟件工程思維水平以及計算思維，教學(xué)應(yīng)該將目標(biāo)作為導(dǎo)向，教師在教學(xué)的整個過程中應(yīng)以提升學(xué)生能力和素質(zhì)發(fā)展為根本要求，促進(jìn)學(xué)生形成結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計思維。由于目前課堂講課大多圍繞著教學(xué)大綱，往往偏向概念的講授，從而漏掉了學(xué)生自身的實踐水平，所以針對傳統(tǒng)教學(xué)存在的缺陷，提出了基于產(chǎn)出的教學(xué)模式[3]，重點關(guān)注學(xué)習(xí)過程中的學(xué)習(xí)成果，在學(xué)習(xí)過程中，要求學(xué)生對自己負(fù)責(zé)，自主學(xué)習(xí)，教師更多關(guān)注學(xué)生基本能力的提高，使學(xué)生產(chǎn)生良好的學(xué)習(xí)動力，加深學(xué)習(xí)和教學(xué)之間的聯(lián)系，并逐步進(jìn)行完善以及改進(jìn)教學(xué)過程。

1.3 教學(xué)效果益于解決復(fù)雜工程問題

“C語言程序設(shè)計”作為通信專業(yè)的基礎(chǔ)課程，學(xué)習(xí)階段學(xué)生離畢業(yè)時間較遠(yuǎn)，教師有責(zé)任培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜的工程問題的能力。用C語言作為基本工具對課堂上復(fù)雜知識和生產(chǎn)實際中復(fù)雜問題進(jìn)行求解是“C語言程序設(shè)計”課程應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的教學(xué)任務(wù)。“C語言程序設(shè)計”理論知識過多，學(xué)生對于枯燥的語法結(jié)構(gòu)難以理解，工程教育專業(yè)認(rèn)證模式就是在系統(tǒng)的理論指導(dǎo)下實現(xiàn)水平、素質(zhì)提升、基礎(chǔ)的一體化培養(yǎng)，教學(xué)內(nèi)容設(shè)計應(yīng)當(dāng)注重知識的綜合性與應(yīng)用價值，讓學(xué)生參與解決實際的工程問題，提高C語言的應(yīng)用能力，將一個完整工程貫穿教學(xué)始末，在強(qiáng)化知識的同時，可以讓學(xué)生更好的了解實際解決復(fù)雜工程問題的過程和基本方法，力圖將知識點融會貫通。

2 工程教育專業(yè)認(rèn)證在“C語言程序設(shè)計”教學(xué)改革的實踐

2.1 教學(xué)內(nèi)容

在實際教學(xué)過程中，建議將一個學(xué)期分成若干個學(xué)習(xí)階段，同時確定階段性目標(biāo)，教師在每個階段末回顧自身教學(xué)內(nèi)容是否完成，然后根據(jù)學(xué)生課堂理論、課堂實踐、作業(yè)以及實驗報告等，確認(rèn)學(xué)生完成情況，并幫助學(xué)生順利完成階段性目標(biāo)。

課堂教學(xué)可分為兩個階段：第一個階段主要包括分支結(jié)構(gòu)、數(shù)組、指針和字符串、循環(huán)結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)體與鏈表、文件、函數(shù)、C語言圖形函數(shù)等8個大的分類的學(xué)習(xí)，在這一階段強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)及應(yīng)用，將這八個大分類作為八個任務(wù)驅(qū)動，而這八個任務(wù)驅(qū)動是由課程項目分解成的子模塊[4]。在設(shè)置任務(wù)時需要關(guān)注內(nèi)容之間存在的關(guān)聯(lián)性，讓學(xué)生自主積累任務(wù)所需要的基礎(chǔ)資料，為第二階段打好基礎(chǔ);第二階段需要使學(xué)生置身于解決實際復(fù)雜問題的環(huán)境中，提出一個工程項目，這個項目旨在學(xué)生近一步熟悉項目開發(fā)流程，培養(yǎng)學(xué)生對于軟件工程的設(shè)計思想。通過“做中學(xué)”這一戰(zhàn)略，訓(xùn)練學(xué)生從創(chuàng)新的角度出發(fā)，了解計算機(jī)系統(tǒng)各個部分之間存在的聯(lián)系，注重知識的相關(guān)性。

2.2 教學(xué)方式

基于工程教育專業(yè)認(rèn)證的“C語言程序設(shè)計”突出強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，學(xué)生正處于接受新事物、新思想、新方法的階段，需要改變傳統(tǒng)的教學(xué)理念和方法，提出項目化教學(xué)模式，首先突出的是“自主學(xué)習(xí)”，其次要表現(xiàn)為教學(xué)過程中教師指引學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)內(nèi)容，除此之外要實踐動手，在教學(xué)過程中盡可能調(diào)動課堂的活躍氛圍，在輕松的學(xué)習(xí)環(huán)境下學(xué)習(xí)知識點，使學(xué)生對于C語言的學(xué)習(xí)產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興致。

教學(xué)方法主要包括基礎(chǔ)內(nèi)容教授、實驗教學(xué)和學(xué)生自主學(xué)習(xí)。對于課堂教學(xué)內(nèi)容，通過講授章節(jié)的背景知識，清晰的明白C語言在整個學(xué)科體系的位置及作用，對于完善學(xué)生自身知識體系有很大的幫助，在進(jìn)行與之相應(yīng)的實驗教學(xué)時引入1個課程項目，其中涵蓋所有基本知識點，將這個課程項目可以劃分為8個子項目，使教學(xué)任務(wù)通過子項目展開，提高教學(xué)效率，豐富教學(xué)模式。在進(jìn)行實驗教學(xué)時，將學(xué)生分組，每組5-7個人，由學(xué)生自主選擇一名組長進(jìn)行任務(wù)的分配，定期組織小組成員討論，進(jìn)行資料匯總，并督促小組成員按時完成任務(wù)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維以及學(xué)習(xí)積極性，在每一個子項目完成之后，要求學(xué)生總結(jié)實驗過程，通過實驗報告呈交教師查閱。

在每學(xué)期末，學(xué)習(xí)完所有基礎(chǔ)知識后，開展為期十天的課程實訓(xùn)，這是一種自主完成設(shè)計內(nèi)容的新型課程實訓(xùn)的教學(xué)模式。一人一題，題庫由教師提出，并由學(xué)生自行選擇，題庫內(nèi)容可包括設(shè)計信息管理系統(tǒng)、數(shù)學(xué)計算、圖形處理、基于C語言的嵌入式開發(fā)等。學(xué)生需要在十天之內(nèi)進(jìn)行題目分析、原型的迭代開發(fā)，在此期間教師對學(xué)生提供適當(dāng)指導(dǎo)，跟蹤學(xué)生狀態(tài)及效果，使學(xué)生強(qiáng)化對C語言的學(xué)習(xí)。

項目化教學(xué)模式優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)模式的原因在于：

⑴ 項目過程完整，學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)明確且處于主導(dǎo)位置，師生共同參與項目的實現(xiàn)，益于師生之間的交流，促進(jìn)共同進(jìn)步;

⑵ 項目實踐與理論知識緊密聯(lián)系，有利于提高專業(yè)水平;

⑶ 項目模塊化可以更好的提高個人專業(yè)水平和團(tuán)隊合作能力;

⑷ 項目結(jié)果的評價形式更加全面且合理[5]。

2.3 教學(xué)評價

傳統(tǒng)“C語言程序設(shè)計”的考核標(biāo)準(zhǔn)是“平時成績+期末考試成績”，比例為3：7，由于期末考試成績的占比較高，大多學(xué)生是在考前通過背知識點和經(jīng)典案例來應(yīng)付考試，導(dǎo)致學(xué)生對基本知識點、課程體系掌握不全面，在實際解決問題存在盲區(qū)，并不能考察學(xué)生計算思維和工程應(yīng)用的能力。工程教育專業(yè)認(rèn)證的“C語言程序設(shè)計”對基礎(chǔ)知識點考察的同時，還需要考核學(xué)生解決實際復(fù)雜工程問題的能力。

對于傳統(tǒng)的考核機(jī)制的缺陷，應(yīng)該建立多元化的考核機(jī)制，可以將原有的筆試機(jī)制的占比減小，將項目的實踐能力和團(tuán)隊協(xié)作能力融入考核機(jī)制中。例如，子項目的實踐能力和團(tuán)隊協(xié)作能力占40%，期末考試占40%，實訓(xùn)成績占20%[6]。

3 總結(jié)

基于工程教育專業(yè)認(rèn)證的“C語言程序設(shè)計”教育模式是為了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)和探索的激情，通過項目的引入，實現(xiàn)理論與實際的聯(lián)系，在教學(xué)過程中以學(xué)生為中心，提高學(xué)生團(tuán)隊協(xié)作能力和實際解決問題能力，使學(xué)生可以更好地適應(yīng)未來的社會環(huán)境。C語言作為一門操作性極強(qiáng)的計算機(jī)編程語言，對于學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)相當(dāng)重要，通過對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式是和教學(xué)評價的改革，充分調(diào)動學(xué)習(xí)積極性，提高教學(xué)質(zhì)量，使這門學(xué)科更具科學(xué)成效性。

參考文獻(xiàn)（References）：

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