“課程思政”指導下的C 語言教學案例設計探索

宋宏偉，張自立，董 偉

（1.石家莊學院 計算機科學與工程學院，河北 石家莊 050035；2.河北師范大學 計算機與網絡空間安全學院，河北 石家莊 050024）

0 引言

習近平總書記在全國高校思想政治工作會上強調“要堅持把立德樹人作為中心環節，把思想政治工作貫穿教育教學的全過程，實現全程育人、全方位育人”[1].在高校培養人才的過程中，專業課教學占據了最重要的位置.為實現全過程和全方位育人，需要專業課教師深入挖掘專業知識所蘊含的思維方式、生活態度、價值觀等德育內容，在教學過程中貫穿思政教育內容，實現立德樹人的目的.

C 語言程序設計課程是高等院校理工科專業普遍開設的計算機語言類課程，旨在培養學生的邏輯思維能力和程序設計能力，具有很強的實踐性.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語言課程教學過程中進行思政教育進行了探索.李薇等[3]以C 語言課程為例，對如何構建融入思政要素的理論教學環節和多層次實踐教學環節進行探索，并對教學效果進行了統計分析.富春巖等[4]提出一種在疫情和“課程思政”背景下，進行C 語言線上教學設計與實踐的教學模式.吳海峰等[5]對C 語言“課程思政”教育的內涵進行研究，挖掘了樹立社會主義核心價值觀、培養精益求精的工匠精神、培養團隊協作和創新意識等“課程思政”教學元素.于莉莉等[6]探索在程序設計案例中蘊含的中國傳統文化元素，實現提高學生文化自信、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施過程，并對實施過程進行剖析，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，主要以實施“課程思政”的教學過程、挖掘課程所蘊含的思政內容為研究對象，在思政教學背景下如何進行案例設計，如何實施案例教學的相關研究較少.本研究從案例教學的意義出發，結合思政教育內涵，給出了案例設計時需要遵循的主要原則.同時，結合兩個具體教學案例介紹了案例設計和教學過程實施的實踐情況.

1 案例教學的意義及挑戰

案例教學是對基本知識的綜合應用，是課堂教學的重要組成部分，已有眾多課程開展了案例教學實踐[8，9]，很多高校也開始重視案例庫的建設[10，11].

案例具有綜合性，可以將枯燥乏味的知識點與實際應用相結合，有利于學生對基本知識點的理解和掌握.同時，學生通過將知識點用于解決實際問題能更好地體會到相關知識的作用，有利于學生對知識的靈活掌握，進而可以在實際工作中加以應用.這樣可以較好地培養學生的學習興趣，提高學習的積極性.

案例教學可以實現以學生為中心，將傳統講授方式轉變為探討和啟發式.這種教學方式可以有效提高學生學習的原動力，激發學生學習的興趣和潛能，提高學生對知識的接受能力.通過對案例的討論和分析，不僅提高了學生對知識的掌握水平，同時提高了學生分析問題和解決問題的能力，能通過討論更有效地實施思政教育，達到德育內容的自我發現和自我認同效果.

案例教學可以拓展學生的知識來源.案例教學通常由教師、學生共同參與討論，學生不僅可以通過教師對案例的分析和點評學到知識，同時通過聆聽同學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、方案分析和點評能幫助學生培養良好的思維習慣，提高學習能力.

但目前案例教學仍存在較多挑戰，主要包括：案例內容龐雜、良莠不齊，不利于教師選擇；案例與前沿知識結合不緊密，不利于激發學生的求知欲；案例設計通常只包含案例分析、說明和實現部分，缺乏案例引申；眾多案例僅從知識傳授出發，沒有與思政教育內容有效結合.

2 案例設計基本原則

C 語言學習需要嚴謹的思維、大量的實踐和良好的編程習慣.結合該課程的特點，通盤考慮課程內容，明確思政教育內涵，側重從培養學生愛國情懷、嚴謹態度、不懈努力、責任感、安全意識（編程漏洞）、文化自信等方面開展思政教育.

為將案例教學和思政教育有機融合，教學團隊提出案例設計應以思政教育為指導，以牢固思政根基、順暢思政教育、激發思政探索、促使思政內化和提升思政深度為宗旨，實現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.具體案例設計原則包括緊扣并延展知識點、有機融入思政內容、具有啟發性、符合學生特點和具有前瞻性.

2.1 緊扣并延展知識點，牢固思政根基

案例教學的根本目的是將所授知識點有效地傳授給學生，使學生通過完整的實例理解知識點，并能進行延展以打破學生的固化思維，進而有助于在實際工程中靈活運用相關知識解決實際問題.例如，由于圖像存儲通常為二維形式，與二維數組比較相近.因此在介紹二維數組時，設計了灰度圖像處理案例，實現圖像灰度變化和水平翻轉功能.該案例緊扣二維數組，通過案例的講解提高了學生對二維數組的理解，使學生明白二維數組不僅可以用于解決數值計算問題，同時理解若某個問題可以轉化成二維表達形式則可以考慮使用二維數組進行表達和處理.

2.2 有機融入，順暢思政教育

通過案例進行思政教育是一種有效的方式，但若案例內容與所授思政內容關系不緊密，則會導致教學過程空洞、乏味和低效.因此，案例內容的設計應與思政內容融為一體，使得通過案例可以自然地引出思政內容，并能引起學生共鳴.堅決避免思政內容與案例內容之間割裂，造成學生對思政教育的反感或無視，難以達到學生切實領悟和接受的目的.

2.3 內容啟發，激發思政探索

思政教育如果僅僅通過教師傳授很難讓學生對教學內容有深刻認識，不利于學生將德育內容內化吸收.17 世紀，捷克教育家夸美紐斯主張“凡是沒有被悟性徹底領會的事項，都不可用熟記的方法去學習”.因此，案例設計應具有啟發性，能夠讓學生通過對案例的分析、解決和總結過程受到啟迪，將講授思政轉化為探索和發現的過程.

2.4 適應學生，促使思政內化

案例教學需要引起學生興趣才能實現案例的作用.因此，在案例設計時應貼近學生、選擇學生感興趣的內容，這樣能引起學生學習的興趣，并讓學生在案例討論中言之有物，有助于形成良好的討論氛圍，達到思政啟發的目的.大學生思維比較活躍，對新鮮事物比較感興趣，同時接受能力比較強，在案例設計時需要考慮學生的這些特點，并圍繞這些特點選擇合適的案例.

2.5 具有前瞻性，提升思政深度

C 語言是計算機專業傳統的專業基礎課，已有許多相關的案例，但大多數案例以實現講解基本知識點為主，缺乏對新技術、新需求、新發展等內容的體現，這樣不利于激發學生探索精神，不利于培養學生對未知領域的求知欲.因此，案例設計也要與時俱進，將時代發展的新事物引入課堂，有助于學生了解新技術、新需求和新發展，也有利于培養學生的社會責任感和擔當意識.

3 案例設計與教學實踐

依據所提出的案例設計原則，教學團隊結合C 語言課程的不同知識點設計了相關的教學案例，下面以數組和指針兩個案例為例介紹教學團隊的案例設計和教學實踐.兩個案例設計實踐均以所提出的設計原則為指導，各案例和相關設計原則之間的關聯關系如表1 所示.在案例教學實踐過程中，教學環節通常包括案例描述、方案的分析及設計、案例實施、案例測試、總結與拓展，針對不同的教學案例可進行適當調整.為較好地融入思政教育，針對不同環節的特點，并結合案例實際進行相應的思政教育.例如，在案例描述環節，結合案例所蘊含的社會熱點問題進行思政教育；在案例實施過程中，結合學生出現的共同問題，挖掘其所蘊含的思政內容；在總結與拓展環節，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 案例與設計原則關聯矩陣

3.1 數組教學案例

3.1.1 案例設計實踐

首先，緊扣一維數組知識點，教學團隊設計了隨機背單詞小程序，按背單詞次數進行積分的案例，并將此案例命名為“天天向上”.該名字與湖南衛視大學生愛看的“天天向上”娛樂節目同名，能夠引起學生的興趣.本案例要求將20 個單詞存儲為一維數組，在系統運行時，隨機從中抽取一個單詞讓用戶進行背誦，每輪背誦5 個單詞，并且每輪根據答對單詞數目給出相應分值.其次，本案例讓學生通過不斷積累，達到了對單詞的準確掌握，并獲得相應積分.因此，本案例可以與“日積月累”和“腳踏實地”的德育內容有機融合.第三，本案例設計了若干思考問題以達到啟發學生的目的.例如如何用數組實現單詞本的擴充、中文翻譯的存儲等，引發學生對發展觀、全局觀的思考.同時，激發學生對未知問題求解的欲望，進而圍繞相關解答給予相應思政內容的引導.

3.1.2 案例教學實踐

本案例教學安排在一維數組綜合練習章節，授課時利用軟件工程的思想、結構化程序設計的方法，授課環節主要包括案例描述、解決分析、方案探討、案例實施、案例測試、總結與拓展.

首先授課教師在學生熟悉了單詞記憶APP 的基礎上給出案例描述，并與學生探討英語學習的意義，然后通過最新研究文獻和技術分享讓學生體會英語學習在科技領域的重要性，激發學生的求知欲和努力進取的精神.之后由學生思考并討論，并對共同問題給予指導，最終形成解決方案.在方案分析過程中引導學生體會工匠的嚴謹精神、團隊合作解決問題的巨大優勢.在案例實施過程中，學生編程會出現很多問題，調試也會存在很多BUG，結合實際引導學生養成良好的編程風格，培養良好的工作習慣和態度，同時引導學生解決問題不能只關注出錯的地方，要具有全局觀.在案例測試環節，講述黑盒測試、白盒測試，讓學生測試和使用所實現的程序，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“腳踏實地”的意義，進一步結合就業難和就業好的畢業生的成功案例讓學生體會“一寸光陰一寸金”的真諦.之后，進行課堂總結與拓展環節，授課教師提出如何實現單詞的中文翻譯功能，并引導學生思考其他常用APP或軟件為什么需要經常更新，自我認識到發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，教師會引導學生思考計算機是如何存儲英文字母、數字等內容的，啟發學生通過類比尋找解決方案，并通過查閱相關資料進行驗證和拓展，進一步培養了學生查閱信息的能力.

3.2 指針教學案例

3.2.1 案例設計實踐

基于指針知識點，結合疫情期間通過大數據尋找密切接觸者的實際情況，教學團隊設計了利用結構體指針實現尋找關聯信息的案例，將該案例命名為“尋找密切接觸者”.該案例設計的靈感來源于疫情期間需要尋找密切接觸者，并結合指針特點設計了本案例.本案例要求利用結構體指針，并假設每個變量的關聯對象最多有3 個，通過指針的方式將各個對象進行關聯，最終通過指針關聯關系找到所有的關聯對象.本案例需要學生通過嚴謹的遍歷才能找到所有密切接觸者，因此本案例的思政教學內容可以自然地延展到對學生做事態度端正、嚴謹、要有全局觀等德育教育.同時，由于本案例結合了目前疫情防控內容，設計了若干個探索和思考的問題，包括如何利用大數據進行密切接觸者查找，信息化在疫情防控中都起到了哪些作用，還有哪些不足，學校及各位學生都為疫情防控做了哪些有意義的工作等.

3.2.2 案例教學實踐

本案例教學安排在指針應用章節，授課環節主要包括案例描述、方案探討、案例實施、總結與拓展環節.授課教師首先從疫情防控所進行的尋找密切接觸者現實出發，引出本案例并給出案例的詳細描述.并結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、方艙醫院等，激發學生的愛國熱情、責任感、奉獻精神.之后由學生思考并討論解決方案，并對共同問題給予指導.在此環節，學生對利用結構體指針表達各變量之間關系存在疑問，授課教師給予指導，并對數據結構的概念及其作用進行簡單介紹.這些內容充分體現了基礎知識在解決實際問題的重要性，讓學生認識到不能好高騖遠，要腳踏實地.案例實施環節中，學生進行算法設計并編程實現相應功能.在此環節中，針對編程出現的問題，引導學生做事要注重嚴謹性和計劃性.之后，總結與拓展環節中結合疫情防控實際，讓學生對比本案例和利用大數據尋找密切接觸者之間的差別，引導學生思考信息化在疫情防控中的應用實例并總結所發揮的作用，激發學生對專業學習的熱情，培養學生艱苦奮斗精神，激發愛國主義情懷.

3.3 案例教學評價

為分析在思政教育指導下案例設計的教學效果，教學團隊通過問卷調查、期末成績分析及后續課程教師反饋等方式分析設計原則的合理性和有效性.

問卷調查重點從設計的案例是否有助于提高學生的學習主動性、做事嚴謹性、團隊合作意識和探索求知欲等方面進行調查.每項調查內容的選項包括非常有幫助、有幫助、一般、基本無幫助、無幫助.調查結果的匯總見圖1，從圖1 可以看出，對所調查的各項指標中，非常有幫助和有幫助兩項和的比例最低約為77%，最高約為89%.其中，案例對學生的求知欲提高最大，對學習主動性提高方面還有待進一步改進.與歷史期末成績相比，平均成績上漲約9.6%.這表明設計的教學案例可以有效提高學生對知識的掌握程度，也表明學生學習的主動性得到了激發.同時，與后續課程教師進行座談，普遍反饋學生的基礎知識掌握得比較牢固，上課積極性及主動提問與思考現象比較普遍，學生參與教師科研的積極性有了顯著提高.

圖1 案例設計效果統計結果

雖然基于所提出的設計原則設計的教學案例使學生的專業學習和思政教育兩個方面都得到了提高，但仍存在一些不足.在提高學生的學習主動性方面還有一定差距，后續可以考慮從案例設計的前瞻性、趣味性和綜合性方面進行提高.在教學過程中還存在諸多不足之處，如探索的深度與廣度還不足，需針對教學環節進行深入探索和實踐，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 結束語

針對“課程思政”背景下C 語言案例設計問題，首先分析了案例教學在教學過程中的意義及面臨的挑戰，以思政內容與教學內容有機融入并實現內化為目標，對案例設計需要遵循的原則進行探討.同時，結合所提出的設計原則，給出了兩個案例的實踐，并詳細介紹了案例的實施過程，通過教學實踐驗證了所設計的案例對實施思政教育的有效性.