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《C语言程序设计》课程思政建设—科学精神的培养

余贞侠
  
扬帆媒体号
2023年21期
成都信息工程大学计算机学院 四川成都 610225

摘要:本课程思政建设是以《C语言程序设计》为依,围绕用于探究、理性思维、批判质疑的科学精神展开研究,同时发掘程序设计教学中的人文素养,实现专业知识传授、传统文化传承、工匠精神传递,引导学生遵循事物的规律性,看清事物的发展规律和必然性,树立正确的人生观和价值观。

关键词:课程思政;C语言程序设计;辩证思维;文化传承

1 引言

随着新一代信息技术的研究与发展,中国已经进入以云计算、大数据、物联网、人工智能等为核心的智能时代,国家也从“中国制造”优化升级到“中国智造”,智能技术相关人才对于国家尤为重要。程序设计类课程是智能时代人才培养的重要课程,对于计算机专业的学生,C语言是程序设计的入门课程,如何在课程教学中有效地开展课程思政是教师面临的共同难题,本文以具体案例设计来探索课程思政的教学路径。

2 程序设计类课程思政元素分析

在现有的教学实施过程中,程序设计类课程更侧重于知识传授,基于课程本身的特点,部分教师对课程思政元素的挖掘感觉困难,容易将课程思政与传统的政治类课程混淆。难以搭建课程思政与专业课程之间的桥,实施课程思政难免力不从心。因此需要认真分析课程特点,而后找到其中的思政元素以便达到盐溶于水,润物细无声的效果。

程序设计类课程的思政元素体系如表1所示

程序设计类课程但是课堂是教育教学的重要阵地,通过合理的设计在课堂教学中引入思政教育,能鼓励学生透过具体的知识和内容,挖掘蕴含在知识背后的思维方式、价值观和文化意义;从而引导学生观察真、善、美,增强社会责任感,培养创新精神和实践能力,形成积极、健康、乐观向上的人生观和价值观,成为有理想信念、敢于担当的人。

3 C语言程序设计课程融入思政的案例

我们以C语言程序设计课程中的数组和链表为例,选取其中两个案例来说明如何在讲授课程的过程中引入思想教育。由于课程的特点,在引入课程思政的过程中侧重于创新意识、人文素养、科学思维、严谨求实和工匠精神的培养。设计环节中体现文化意识,遵循规律,培养辩证思维的全面思考问题的能力、精益求精的工匠精神,力求在实践中提高分析问题、解决问题的创新能力

案例一,在学习数组的知识时,选取用二维数组输出“杨辉三角形”这一例题。首先介绍杨辉三角形的历史:

杨辉是南宋时期杭州人,杨辉三角是中国古代数学的杰出研究成果之一,在他1261年所著的《详解九章算法》一书中,辑录了三角形数表,称之为“开方作法本源”图,并说明此表引自贾宪的《释锁算术》,且绘画了“古法七乘方图”,它把二项式系数图形化,把组合数内在的一些代数性质直观地从图形中体现出来,是一种离散型的数与形的结合。在中国古代,北宋人贾宪约在1050年首先使用“贾宪三角”进行高次开方运算,因此杨辉三角又被称为“贾宪三角”。

在欧洲,这个表叫做帕斯卡三角形。帕斯卡(1623----1662)是在31岁时也即1654年发现这一规律的,比杨辉要迟393年,比贾宪迟600年。

通过杨辉三角的历史介绍,增强学生们的爱国主义情怀和民族自豪感。在学生思考题目的过程中,引导学生们观察和发现杨辉三角形的规律,自然引出和导入对规律和观察力的思政导向。

了解了杨辉三角形的历史以后,接下来用已经学习了的二维数组来编程实现在屏幕上输出n阶杨辉三角形。

要完成这个题目主要解决下面几个问题:

1)确定每行的数字的值

2)确定数字的位置

首先确定每行数字的值,通过观察我们发现如下规律:

左边的边和右边的边都是1;非边上的数字等于其肩膀上两个数字的和。

然后需要确定每行数字的位置,在确定了每行的数值以后,位置的控制就比较容易了。

在完成了杨辉三角形的程序实现以后,我们再来观察隐藏在杨辉三角形中的其他规律:

1)前几行列的和等于拐角处的数字值;2)在一个斜的行上,隐藏了一个斐波那契数列;3)第n行规律:11 的幂,第n行,11的n-1次方;4)第n次和规律:2 的幂,第n行的和是2的n-1次方……

通过上面的分析我们发现,同样的杨辉三角形,因为观察角度不同,得到完全不同的规律。

在认识世界的过程中,观察是我们获得知识和经验最直接的方式之一,我们观察到的事情,就是原始的数据输入,如果基础的观察都不对,那么之后的事情都没有意义。随着观察力和分析能力的提升,我们会逐渐过滤掉无用数据,留下关键数据,最后,就会总结出规律,通过规律能举一反三。

而受到观察力的影响,每个人总结出来的规律不同。最著名的例子,就是牛顿与苹果的故事。其他人也看到了苹果或其它树上的东西往地上落,只有牛顿观察到了其中的规律。再比如达芬奇将杨桃画成五角星的故事,也说明了观察角度和仔细的重要性。另外如果观察的细节不够丰富,非常笼统,在分析问题的时候就不足以作为处理依据。观察力,在各个领域都有着重要的应用,比如战争中观察敌情、调研市场情况等。

准确而又细节充分的观察力,是可以从小培养的。只要接触足够多的新鲜事物,并有意识地做更多的探索,就会形成细心、一丝不苟的观察习惯。

在用数组实现杨辉三角形的编程过程当中,能感受到观察力和规律性的重要性,好的观察力不仅能够很快的找出编程思路,也能在今后的学习和工作当中给与自己很大的帮助。

通过这个题目,同学们应该有意识的培养找到规律的能力,建立科学的研究和学习方法,能够用科学的方法分析、解决问题;同时遵循事物的规律性,看清事物的发展规律和必然性,树立正确的人生观和价值观。

案例二,对于批量处理数据,通过学习知道有数组和链表两种处理方式,它们分别有自己的特点。

数组:1)存放内存地址必须连续的。2)内存空间固定,在不确定多少元素的时候,要按照需要存放数据的最大值定义,会有空间浪费。

链表:1)存放内存地址可以不连续,存放方式是通过元素中的指针,来寻找下一个元素。2)内存空间不固定,需要的时候随时申请空间,不会有空间浪费。

数组与链表均能完成批量数据的处理:增、删、改、查、排序等操作。上述任务采用任何一个结构均可以实现。

数组因空间连续性在一些任务中具有时间效率过低问题,进而提出了链表。链表能解决数组引起的问题,但因其空间不连续,导致其它问题。

空间的连续与不连续性导致特点不同,对不同的任务的优缺点也不同,需要分析清楚两者的特点、造成的原因、各自在哪些任务中更优。

从科学解决问题的角度没有绝对的最优,优劣是针对解决的实际问题而言,因此只有合适问题的最优解。而我们要解决的具体问题是复杂多样的,需要全面严谨的分析,综合考虑。

比如插入和删除。在普遍情况下,链表对这两个操作更方便,但是如果在特殊性情形下,如处理的数据尾端时,则数组比链表更优。

面临现实问题的时候,我们需要辩证的分析,达到时间局部性和空间局部性的平衡,树立创新、协调、绿色、开放的发展理念。所以,大家在应用实践中除了掌握编程语言知识,更需要将不同的程序设计方法进行分类,总结每类问题的程序设计思路,融会贯通,培养科学的方法论和实践能力,并能在具体复杂任务中,基于科学精神做出合理设计与选择。

2)在我们的生活和工作中,我们经常面临各种问题和挑战。对待问题的态度和方式将决定我们是否能够有效地解决问题和取得进步。辩证的眼光是一种以全面、客观和平衡的方式看待问题的思维方式,能够帮助我们更深入地理解问题的本质,促进有效的解决方案的提出。从以下几点培养辩证的思维方式:

(1)客观分析问题

多角度思考:充分考虑问题的各个方面和因素,避免片面的观点和偏见。

放下个人情感:在分析问题时放下个人情感和主观偏见,以客观理性的态度对待问题,努力寻找问题的本质和实质。

(2)全面考虑利弊

利弊权衡:问题往往是复杂的,其中包含着矛盾和对立面,需要寻找一个能够综合理解和处理矛盾的解决方案。分析问题时全面权衡问题的利弊,从中找出各种选择和行动的可能结果和影响,以便做出更明智的决策。

创新思维:辩证的眼光鼓励创造性的思考,寻找非传统的解决方案,努力破除固有的思维框架和局限性,不仅考虑眼前的利益和满足,更要关注问题解决的可持续性和长远发展。

(3)自我反思与持续改进

看到自身问题:辩证的眼光要求我们对自身存在的问题进行反思和分析,找出自身存在的局限性和不足,并积极寻求改进和提升。

持续改进:辩证的眼光强调持续的改进和学习,在实践中不断反思和调整,以适应变化的环境和达到更高的个人和职业目标。

(4)适应变化和发展

动态变化:事物和问题都是处于不断变化和发展之中的,需要不断适应和调整自己的观点和方法,以更好地应对变化的环境和挑战。

学习与成长:从问题中获取经验教训,不断学习和成长,避免陷入固有的思维模式,推动个人和职业发展。

学会用辩证的眼光看待问题不仅能够帮助我们更深入地理解问题的本质和核心,还能够促进团队合作、解决冲突,提高自我反思和持续改进的能力,以及发展影响力和领导力。通过不断练习和应用辩证的思维方式,我们能够更好地适应和应对复杂的问题和挑战,实现个人和职业的持续发展与成长。

4 结 语

专业课程在高校人才培养体系中占有重要角色,课程思政是一种教育理念、一种思维方式、一种教育实践,是需要长期建设的内容。思政元素是专业课程和思政教育之间的平衡点、融入点,深入挖掘思政元素成为程序设计类课程思政教学实施的根本途径。

做为专业课的老师师首先需要分析课程性质、制订程序课程思政目标,从课程目标出发,利用课程特性,梳理课程内容结构,挖掘课程案例构建课程思政立体资源库。

其次老师需要理论联系实际、学以致用,依据各种教学理论开展教学实践,并善于在教学过程中总结经验和规律,再用以指导教学实践,如此循环反复,在不断地总结和升华中提升自身教学水平。

最后让学生们自己在编程过程当中、调试当中碰到的种种问题,激发学生们的思考和感悟。切实感受到观察力和规律性的重要性,培养辩证思维方式,意识到好的观察力不仅能够很快的找出编程思路,也能在今后的学习和工作当中给与自己很大的帮助。同时遵循事物的规律性,看清事物的发展规律和必然性,树立正确的人生观和价值观。将课程案例在不经意间融入思政教育,实现了教育与引导的目的,引导学生们要尊重大自然的自然规律,不要随意的破坏环境和浪费资源,从自身一点一滴做起,爱护大自然,做到可持续发展。

参考文献:

【1】教育部关于印发《高等学校课程思政建设指导纲要》的通知 教高【2020】3号 https://www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2020-06/06/content_5517606.htm

【2】习近平支持召开学校思想政治理论课教师座谈会强调: 用新时代中国特色社会主义思想铸魂育人,贯彻党的教育方针落实立德树人根本任务[N]. 人民日报, 2019-03-19(1).

【3】吕洪柱,张光妲,李敬有等. 新工科背景下C语言课程多元立体式教学效果分析[J]. 高师理科学刊, 2021.41(7): 75-78.

【4】沈桂兰.高级语言程序设计教学中课程思政有效融入研究[J].南阳师范学院学报 2021 20(4): 68-72.

【5】张利华.”C语言程序设计”课程中思政元素设计[J].计算机时代,2021(5): 103-106.

【6】张丽丽,陈莉君,梁琛等操作系统课程思政系统化建设与实践[J]. 计算机教育 2022 第11期:68

【7】刘鹤, 石瑛, 金祥雷. 课程思政建设的理性内涵与实施路径[J]. 中国大学教学, 2019(3): 59-62.

基金项目:成都信息工程大学教改项目:JYJG2023076

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