“課程思政”指導(dǎo)下的C 語言教學(xué)案例設(shè)計(jì)探索

宋宏偉，張自立，董 偉

（1.石家莊學(xué)院 計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院，河北 石家莊 050035；2.河北師范大學(xué) 計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)院，河北 石家莊 050024）

0 引言

習(xí)近平總書記在全國高校思想政治工作會上強(qiáng)調(diào)“要堅(jiān)持把立德樹人作為中心環(huán)節(jié)，把思想政治工作貫穿教育教學(xué)的全過程，實(shí)現(xiàn)全程育人、全方位育人”[1].在高校培養(yǎng)人才的過程中，專業(yè)課教學(xué)占據(jù)了最重要的位置.為實(shí)現(xiàn)全過程和全方位育人，需要專業(yè)課教師深入挖掘?qū)I(yè)知識所蘊(yùn)含的思維方式、生活態(tài)度、價值觀等德育內(nèi)容，在教學(xué)過程中貫穿思政教育內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)立德樹人的目的.

C 語言程序設(shè)計(jì)課程是高等院校理工科專業(yè)普遍開設(shè)的計(jì)算機(jī)語言類課程，旨在培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和程序設(shè)計(jì)能力，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性.目前，已有眾多C 語言“課程思政”的探索和研究.陳波等[2]對C語言課程教學(xué)過程中進(jìn)行思政教育進(jìn)行了探索.李薇等[3]以C 語言課程為例，對如何構(gòu)建融入思政要素的理論教學(xué)環(huán)節(jié)和多層次實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行探索，并對教學(xué)效果進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析.富春巖等[4]提出一種在疫情和“課程思政”背景下，進(jìn)行C 語言線上教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐的教學(xué)模式.吳海峰等[5]對C 語言“課程思政”教育的內(nèi)涵進(jìn)行研究，挖掘了樹立社會主義核心價值觀、培養(yǎng)精益求精的工匠精神、培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作和創(chuàng)新意識等“課程思政”教學(xué)元素.于莉莉等[6]探索在程序設(shè)計(jì)案例中蘊(yùn)含的中國傳統(tǒng)文化元素，實(shí)現(xiàn)提高學(xué)生文化自信、民族自信的德育教育.高葵[7]探索了C 語言課程融入思政元素的有效實(shí)施過程，并對實(shí)施過程進(jìn)行剖析，最后給出對策和建議.

目前已有的C 語言“課程思政”研究和探索中，主要以實(shí)施“課程思政”的教學(xué)過程、挖掘課程所蘊(yùn)含的思政內(nèi)容為研究對象，在思政教學(xué)背景下如何進(jìn)行案例設(shè)計(jì)，如何實(shí)施案例教學(xué)的相關(guān)研究較少.本研究從案例教學(xué)的意義出發(fā)，結(jié)合思政教育內(nèi)涵，給出了案例設(shè)計(jì)時需要遵循的主要原則.同時，結(jié)合兩個具體教學(xué)案例介紹了案例設(shè)計(jì)和教學(xué)過程實(shí)施的實(shí)踐情況.

1 案例教學(xué)的意義及挑戰(zhàn)

案例教學(xué)是對基本知識的綜合應(yīng)用，是課堂教學(xué)的重要組成部分，已有眾多課程開展了案例教學(xué)實(shí)踐[8，9]，很多高校也開始重視案例庫的建設(shè)[10，11].

案例具有綜合性，可以將枯燥乏味的知識點(diǎn)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，有利于學(xué)生對基本知識點(diǎn)的理解和掌握.同時，學(xué)生通過將知識點(diǎn)用于解決實(shí)際問題能更好地體會到相關(guān)知識的作用，有利于學(xué)生對知識的靈活掌握，進(jìn)而可以在實(shí)際工作中加以應(yīng)用.這樣可以較好地培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)的積極性.

案例教學(xué)可以實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心，將傳統(tǒng)講授方式轉(zhuǎn)變?yōu)樘接懞蛦l(fā)式.這種教學(xué)方式可以有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)的原動力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和潛能，提高學(xué)生對知識的接受能力.通過對案例的討論和分析，不僅提高了學(xué)生對知識的掌握水平，同時提高了學(xué)生分析問題和解決問題的能力，能通過討論更有效地實(shí)施思政教育，達(dá)到德育內(nèi)容的自我發(fā)現(xiàn)和自我認(rèn)同效果.

案例教學(xué)可以拓展學(xué)生的知識來源.案例教學(xué)通常由教師、學(xué)生共同參與討論，學(xué)生不僅可以通過教師對案例的分析和點(diǎn)評學(xué)到知識，同時通過聆聽同學(xué)對案例的分析和思考也能得到不同的收獲.另外，通過小組討論、方案分析和點(diǎn)評能幫助學(xué)生培養(yǎng)良好的思維習(xí)慣，提高學(xué)習(xí)能力.

但目前案例教學(xué)仍存在較多挑戰(zhàn)，主要包括：案例內(nèi)容龐雜、良莠不齊，不利于教師選擇；案例與前沿知識結(jié)合不緊密，不利于激發(fā)學(xué)生的求知欲；案例設(shè)計(jì)通常只包含案例分析、說明和實(shí)現(xiàn)部分，缺乏案例引申；眾多案例僅從知識傳授出發(fā)，沒有與思政教育內(nèi)容有效結(jié)合.

2 案例設(shè)計(jì)基本原則

C 語言學(xué)習(xí)需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S、大量的實(shí)踐和良好的編程習(xí)慣.結(jié)合該課程的特點(diǎn)，通盤考慮課程內(nèi)容，明確思政教育內(nèi)涵，側(cè)重從培養(yǎng)學(xué)生愛國情懷、嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度、不懈努力、責(zé)任感、安全意識（編程漏洞）、文化自信等方面開展思政教育.

為將案例教學(xué)和思政教育有機(jī)融合，教學(xué)團(tuán)隊(duì)提出案例設(shè)計(jì)應(yīng)以思政教育為指導(dǎo)，以牢固思政根基、順暢思政教育、激發(fā)思政探索、促使思政內(nèi)化和提升思政深度為宗旨，實(shí)現(xiàn)知識有效傳授和思政教育的用心聽、用心感、用心悟、用心做的目標(biāo).具體案例設(shè)計(jì)原則包括緊扣并延展知識點(diǎn)、有機(jī)融入思政內(nèi)容、具有啟發(fā)性、符合學(xué)生特點(diǎn)和具有前瞻性.

2.1 緊扣并延展知識點(diǎn)，牢固思政根基

案例教學(xué)的根本目的是將所授知識點(diǎn)有效地傳授給學(xué)生，使學(xué)生通過完整的實(shí)例理解知識點(diǎn)，并能進(jìn)行延展以打破學(xué)生的固化思維，進(jìn)而有助于在實(shí)際工程中靈活運(yùn)用相關(guān)知識解決實(shí)際問題.例如，由于圖像存儲通常為二維形式，與二維數(shù)組比較相近.因此在介紹二維數(shù)組時，設(shè)計(jì)了灰度圖像處理案例，實(shí)現(xiàn)圖像灰度變化和水平翻轉(zhuǎn)功能.該案例緊扣二維數(shù)組，通過案例的講解提高了學(xué)生對二維數(shù)組的理解，使學(xué)生明白二維數(shù)組不僅可以用于解決數(shù)值計(jì)算問題，同時理解若某個問題可以轉(zhuǎn)化成二維表達(dá)形式則可以考慮使用二維數(shù)組進(jìn)行表達(dá)和處理.

2.2 有機(jī)融入，順暢思政教育

通過案例進(jìn)行思政教育是一種有效的方式，但若案例內(nèi)容與所授思政內(nèi)容關(guān)系不緊密，則會導(dǎo)致教學(xué)過程空洞、乏味和低效.因此，案例內(nèi)容的設(shè)計(jì)應(yīng)與思政內(nèi)容融為一體，使得通過案例可以自然地引出思政內(nèi)容，并能引起學(xué)生共鳴.堅(jiān)決避免思政內(nèi)容與案例內(nèi)容之間割裂，造成學(xué)生對思政教育的反感或無視，難以達(dá)到學(xué)生切實(shí)領(lǐng)悟和接受的目的.

2.3 內(nèi)容啟發(fā)，激發(fā)思政探索

思政教育如果僅僅通過教師傳授很難讓學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容有深刻認(rèn)識，不利于學(xué)生將德育內(nèi)容內(nèi)化吸收.17 世紀(jì)，捷克教育家夸美紐斯主張“凡是沒有被悟性徹底領(lǐng)會的事項(xiàng)，都不可用熟記的方法去學(xué)習(xí)”.因此，案例設(shè)計(jì)應(yīng)具有啟發(fā)性，能夠讓學(xué)生通過對案例的分析、解決和總結(jié)過程受到啟迪，將講授思政轉(zhuǎn)化為探索和發(fā)現(xiàn)的過程.

2.4 適應(yīng)學(xué)生，促使思政內(nèi)化

案例教學(xué)需要引起學(xué)生興趣才能實(shí)現(xiàn)案例的作用.因此，在案例設(shè)計(jì)時應(yīng)貼近學(xué)生、選擇學(xué)生感興趣的內(nèi)容，這樣能引起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，并讓學(xué)生在案例討論中言之有物，有助于形成良好的討論氛圍，達(dá)到思政啟發(fā)的目的.大學(xué)生思維比較活躍，對新鮮事物比較感興趣，同時接受能力比較強(qiáng)，在案例設(shè)計(jì)時需要考慮學(xué)生的這些特點(diǎn)，并圍繞這些特點(diǎn)選擇合適的案例.

2.5 具有前瞻性，提升思政深度

C 語言是計(jì)算機(jī)專業(yè)傳統(tǒng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，已有許多相關(guān)的案例，但大多數(shù)案例以實(shí)現(xiàn)講解基本知識點(diǎn)為主，缺乏對新技術(shù)、新需求、新發(fā)展等內(nèi)容的體現(xiàn)，這樣不利于激發(fā)學(xué)生探索精神，不利于培養(yǎng)學(xué)生對未知領(lǐng)域的求知欲.因此，案例設(shè)計(jì)也要與時俱進(jìn)，將時代發(fā)展的新事物引入課堂，有助于學(xué)生了解新技術(shù)、新需求和新發(fā)展，也有利于培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感和擔(dān)當(dāng)意識.

3 案例設(shè)計(jì)與教學(xué)實(shí)踐

依據(jù)所提出的案例設(shè)計(jì)原則，教學(xué)團(tuán)隊(duì)結(jié)合C 語言課程的不同知識點(diǎn)設(shè)計(jì)了相關(guān)的教學(xué)案例，下面以數(shù)組和指針兩個案例為例介紹教學(xué)團(tuán)隊(duì)的案例設(shè)計(jì)和教學(xué)實(shí)踐.兩個案例設(shè)計(jì)實(shí)踐均以所提出的設(shè)計(jì)原則為指導(dǎo)，各案例和相關(guān)設(shè)計(jì)原則之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系如表1 所示.在案例教學(xué)實(shí)踐過程中，教學(xué)環(huán)節(jié)通常包括案例描述、方案的分析及設(shè)計(jì)、案例實(shí)施、案例測試、總結(jié)與拓展，針對不同的教學(xué)案例可進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整.為較好地融入思政教育，針對不同環(huán)節(jié)的特點(diǎn)，并結(jié)合案例實(shí)際進(jìn)行相應(yīng)的思政教育.例如，在案例描述環(huán)節(jié)，結(jié)合案例所蘊(yùn)含的社會熱點(diǎn)問題進(jìn)行思政教育；在案例實(shí)施過程中，結(jié)合學(xué)生出現(xiàn)的共同問題，挖掘其所蘊(yùn)含的思政內(nèi)容；在總結(jié)與拓展環(huán)節(jié)，通過案例引申和共同討論，拓展思政教育的深度和廣度.

表1 案例與設(shè)計(jì)原則關(guān)聯(lián)矩陣

3.1 數(shù)組教學(xué)案例

3.1.1 案例設(shè)計(jì)實(shí)踐

首先，緊扣一維數(shù)組知識點(diǎn)，教學(xué)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了隨機(jī)背單詞小程序，按背單詞次數(shù)進(jìn)行積分的案例，并將此案例命名為“天天向上”.該名字與湖南衛(wèi)視大學(xué)生愛看的“天天向上”娛樂節(jié)目同名，能夠引起學(xué)生的興趣.本案例要求將20 個單詞存儲為一維數(shù)組，在系統(tǒng)運(yùn)行時，隨機(jī)從中抽取一個單詞讓用戶進(jìn)行背誦，每輪背誦5 個單詞，并且每輪根據(jù)答對單詞數(shù)目給出相應(yīng)分值.其次，本案例讓學(xué)生通過不斷積累，達(dá)到了對單詞的準(zhǔn)確掌握，并獲得相應(yīng)積分.因此，本案例可以與“日積月累”和“腳踏實(shí)地”的德育內(nèi)容有機(jī)融合.第三，本案例設(shè)計(jì)了若干思考問題以達(dá)到啟發(fā)學(xué)生的目的.例如如何用數(shù)組實(shí)現(xiàn)單詞本的擴(kuò)充、中文翻譯的存儲等，引發(fā)學(xué)生對發(fā)展觀、全局觀的思考.同時，激發(fā)學(xué)生對未知問題求解的欲望，進(jìn)而圍繞相關(guān)解答給予相應(yīng)思政內(nèi)容的引導(dǎo).

3.1.2 案例教學(xué)實(shí)踐

本案例教學(xué)安排在一維數(shù)組綜合練習(xí)章節(jié)，授課時利用軟件工程的思想、結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的方法，授課環(huán)節(jié)主要包括案例描述、解決分析、方案探討、案例實(shí)施、案例測試、總結(jié)與拓展.

首先授課教師在學(xué)生熟悉了單詞記憶APP 的基礎(chǔ)上給出案例描述，并與學(xué)生探討英語學(xué)習(xí)的意義，然后通過最新研究文獻(xiàn)和技術(shù)分享讓學(xué)生體會英語學(xué)習(xí)在科技領(lǐng)域的重要性，激發(fā)學(xué)生的求知欲和努力進(jìn)取的精神.之后由學(xué)生思考并討論，并對共同問題給予指導(dǎo)，最終形成解決方案.在方案分析過程中引導(dǎo)學(xué)生體會工匠的嚴(yán)謹(jǐn)精神、團(tuán)隊(duì)合作解決問題的巨大優(yōu)勢.在案例實(shí)施過程中，學(xué)生編程會出現(xiàn)很多問題，調(diào)試也會存在很多BUG，結(jié)合實(shí)際引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成良好的編程風(fēng)格，培養(yǎng)良好的工作習(xí)慣和態(tài)度，同時引導(dǎo)學(xué)生解決問題不能只關(guān)注出錯的地方，要具有全局觀.在案例測試環(huán)節(jié)，講述黑盒測試、白盒測試，讓學(xué)生測試和使用所實(shí)現(xiàn)的程序，測試大家記憶不同輪次的單詞掌握水平，讓大家理解抽象的理論，體會到“日積月累”和“腳踏實(shí)地”的意義，進(jìn)一步結(jié)合就業(yè)難和就業(yè)好的畢業(yè)生的成功案例讓學(xué)生體會“一寸光陰一寸金”的真諦.之后，進(jìn)行課堂總結(jié)與拓展環(huán)節(jié)，授課教師提出如何實(shí)現(xiàn)單詞的中文翻譯功能，并引導(dǎo)學(xué)生思考其他常用APP或軟件為什么需要經(jīng)常更新，自我認(rèn)識到發(fā)展觀和全局觀的重要性.在授課過程中，針對如何解決中文翻譯一時沒有頭緒的情況，教師會引導(dǎo)學(xué)生思考計(jì)算機(jī)是如何存儲英文字母、數(shù)字等內(nèi)容的，啟發(fā)學(xué)生通過類比尋找解決方案，并通過查閱相關(guān)資料進(jìn)行驗(yàn)證和拓展，進(jìn)一步培養(yǎng)了學(xué)生查閱信息的能力.

3.2 指針教學(xué)案例

3.2.1 案例設(shè)計(jì)實(shí)踐

基于指針知識點(diǎn)，結(jié)合疫情期間通過大數(shù)據(jù)尋找密切接觸者的實(shí)際情況，教學(xué)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了利用結(jié)構(gòu)體指針實(shí)現(xiàn)尋找關(guān)聯(lián)信息的案例，將該案例命名為“尋找密切接觸者”.該案例設(shè)計(jì)的靈感來源于疫情期間需要尋找密切接觸者，并結(jié)合指針特點(diǎn)設(shè)計(jì)了本案例.本案例要求利用結(jié)構(gòu)體指針，并假設(shè)每個變量的關(guān)聯(lián)對象最多有3 個，通過指針的方式將各個對象進(jìn)行關(guān)聯(lián)，最終通過指針關(guān)聯(lián)關(guān)系找到所有的關(guān)聯(lián)對象.本案例需要學(xué)生通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)谋闅v才能找到所有密切接觸者，因此本案例的思政教學(xué)內(nèi)容可以自然地延展到對學(xué)生做事態(tài)度端正、嚴(yán)謹(jǐn)、要有全局觀等德育教育.同時，由于本案例結(jié)合了目前疫情防控內(nèi)容，設(shè)計(jì)了若干個探索和思考的問題，包括如何利用大數(shù)據(jù)進(jìn)行密切接觸者查找，信息化在疫情防控中都起到了哪些作用，還有哪些不足，學(xué)校及各位學(xué)生都為疫情防控做了哪些有意義的工作等.

3.2.2 案例教學(xué)實(shí)踐

本案例教學(xué)安排在指針應(yīng)用章節(jié)，授課環(huán)節(jié)主要包括案例描述、方案探討、案例實(shí)施、總結(jié)與拓展環(huán)節(jié).授課教師首先從疫情防控所進(jìn)行的尋找密切接觸者現(xiàn)實(shí)出發(fā)，引出本案例并給出案例的詳細(xì)描述.并結(jié)合最美逆行者的感人事跡、石家莊年初的疫情、最美外賣小哥、方艙醫(yī)院等，激發(fā)學(xué)生的愛國熱情、責(zé)任感、奉獻(xiàn)精神.之后由學(xué)生思考并討論解決方案，并對共同問題給予指導(dǎo).在此環(huán)節(jié)，學(xué)生對利用結(jié)構(gòu)體指針表達(dá)各變量之間關(guān)系存在疑問，授課教師給予指導(dǎo)，并對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的概念及其作用進(jìn)行簡單介紹.這些內(nèi)容充分體現(xiàn)了基礎(chǔ)知識在解決實(shí)際問題的重要性，讓學(xué)生認(rèn)識到不能好高騖遠(yuǎn)，要腳踏實(shí)地.案例實(shí)施環(huán)節(jié)中，學(xué)生進(jìn)行算法設(shè)計(jì)并編程實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能.在此環(huán)節(jié)中，針對編程出現(xiàn)的問題，引導(dǎo)學(xué)生做事要注重嚴(yán)謹(jǐn)性和計(jì)劃性.之后，總結(jié)與拓展環(huán)節(jié)中結(jié)合疫情防控實(shí)際，讓學(xué)生對比本案例和利用大數(shù)據(jù)尋找密切接觸者之間的差別，引導(dǎo)學(xué)生思考信息化在疫情防控中的應(yīng)用實(shí)例并總結(jié)所發(fā)揮的作用，激發(fā)學(xué)生對專業(yè)學(xué)習(xí)的熱情，培養(yǎng)學(xué)生艱苦奮斗精神，激發(fā)愛國主義情懷.

3.3 案例教學(xué)評價

為分析在思政教育指導(dǎo)下案例設(shè)計(jì)的教學(xué)效果，教學(xué)團(tuán)隊(duì)通過問卷調(diào)查、期末成績分析及后續(xù)課程教師反饋等方式分析設(shè)計(jì)原則的合理性和有效性.

問卷調(diào)查重點(diǎn)從設(shè)計(jì)的案例是否有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性、做事嚴(yán)謹(jǐn)性、團(tuán)隊(duì)合作意識和探索求知欲等方面進(jìn)行調(diào)查.每項(xiàng)調(diào)查內(nèi)容的選項(xiàng)包括非常有幫助、有幫助、一般、基本無幫助、無幫助.調(diào)查結(jié)果的匯總見圖1，從圖1 可以看出，對所調(diào)查的各項(xiàng)指標(biāo)中，非常有幫助和有幫助兩項(xiàng)和的比例最低約為77%，最高約為89%.其中，案例對學(xué)生的求知欲提高最大，對學(xué)習(xí)主動性提高方面還有待進(jìn)一步改進(jìn).與歷史期末成績相比，平均成績上漲約9.6%.這表明設(shè)計(jì)的教學(xué)案例可以有效提高學(xué)生對知識的掌握程度，也表明學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性得到了激發(fā).同時，與后續(xù)課程教師進(jìn)行座談，普遍反饋學(xué)生的基礎(chǔ)知識掌握得比較牢固，上課積極性及主動提問與思考現(xiàn)象比較普遍，學(xué)生參與教師科研的積極性有了顯著提高.

圖1 案例設(shè)計(jì)效果統(tǒng)計(jì)結(jié)果

雖然基于所提出的設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)的教學(xué)案例使學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)和思政教育兩個方面都得到了提高，但仍存在一些不足.在提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性方面還有一定差距，后續(xù)可以考慮從案例設(shè)計(jì)的前瞻性、趣味性和綜合性方面進(jìn)行提高.在教學(xué)過程中還存在諸多不足之處，如探索的深度與廣度還不足，需針對教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行深入探索和實(shí)踐，通過教師集中探討、同行交流、校企合作等方式尋求解決方案.

4 結(jié)束語

針對“課程思政”背景下C 語言案例設(shè)計(jì)問題，首先分析了案例教學(xué)在教學(xué)過程中的意義及面臨的挑戰(zhàn)，以思政內(nèi)容與教學(xué)內(nèi)容有機(jī)融入并實(shí)現(xiàn)內(nèi)化為目標(biāo)，對案例設(shè)計(jì)需要遵循的原則進(jìn)行探討.同時，結(jié)合所提出的設(shè)計(jì)原則，給出了兩個案例的實(shí)踐，并詳細(xì)介紹了案例的實(shí)施過程，通過教學(xué)實(shí)踐驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的案例對實(shí)施思政教育的有效性.