基于STEM教育的高职程序设计类课程研究

王芳

信息化时代的到来，社会上普遍需求大量的信息技术人才，要求其具备一定的程序设计能力和计算机思维。在这样的大环境下，对高校的程序设计类课程教育的要求也越来越高。不单单要教会学生能够熟练使用软件工具，同时还要培养学生团队合作等综合能力，并进一步提高学生信息素养和计算机思维。一、目前程序设计类课程教学现状和存在的问题

（一）忽視学生兴趣的培养，更多讲授理论知识

在程序设计类课程中，往往涵盖较多的知识点，具有极强的连贯性且比较枯燥。传统的教学以教师为主导，更多讲授理论知识点，割裂了实验环节和理论教学。因为不重视引导学生对问题的求解，导致学生不能深入分析实验过程中存在的问题，使学生学习该门课程的兴趣不高，动手解决实际问题的能力不强。

（二）教学方法滞后，对学生指导不充分

在传统的程序设计类课程中，还主要是采取以知识点为驱动的教学方法，在案例的选取上，往往是围绕知识点。但学生在学习完该门课程后，却不能有效运用于实践中，不能对所学知识进行融会贯通，因此具有较差的分析和解决实际问题的能力。而目前通常采用大班授课制，对学生缺乏充分的指导，使学生不能及时解决实际操作过程中遇到的问题，由此对学生学习的积极性带来影响。

二、STEM教育融入到程序设计类课程的必要性

STEM教育作为是一种跨学科式教育，强调在现实问题情境基础上开展教学。而作为STEM教育的一部分，编程着重对学生分析和解决问题的思维方式进行培养。程序设计类课程和STEM教育在多方面具有契合点，通过分析两者特点，应改进以下教学内容：

（一）增加内容综合性

STEM教育具有学科融合的综合性特点，其基础为工程设计，主要是基于项目的学习。所以，程序设计类课程的内容需要对综合性特点进行体现，使学生在对编程技巧掌握的基础上，还能深入学习各个领域的知识和技能。通过密切联系概念性知识和现实问题，对整个工程设计中技术的运用深入了解。

（二）增加内容实践性

STEM教育的教学形式主是开展项目实践，在创造情境的基础上，让学生亲自动手在项目中进行实践。在综合性的基础上，将实践内容适当增加，引导学生亲自制作和设计模型，对编程实验进行动手体验。在教学中更多采用生动有趣的形式，由此引领学生一步步走入编程世界中。程序设计类课程的教学并非是单纯的传授学生某项技能或某些知识，教学的灵魂所在，是引导学生在学习过程中，掌握和运用更多的技术和思维方式。所以，在程序设计类课程中融入最新的STEM教育理念，具有非常重要的现实意义。

三、基+STEM教育的《C程序设计》项目课程内容设计

（一）设计思路

为了激发学生学习的积极性，在课堂上带入学生感兴趣的乐高机器人。教师设计教学情境，演示机器人循环带着小球回家的过程，然后设疑调动学生的兴趣： “机器人是如何找到家的呢？”接着以问题解决的教学模式，引领学生对于循环结构知识逐步了解和掌握，使学生对于机器人编程的成就感和新鲜感充分体验。

（二）教学实施

首先，导入新课，创设问题情境。教师首先通过乐高机器人能够升举小球

并带回家的过程演示，提出问题，让学生在探究的过程中，了解到是由程序控制机器人回家的。在带小球回家的过程中，通过不停地重复行走来对目标进行搜索，而今天要学习的循环结构，就是这种重复的算法步骤。

其次，开展分组探讨，更好的理解循环概念。教师应启发和引导学生，通过以前分支结构和学过顺序进行编程。并让学生通过分组讨论，指出这两种结构和循环结构不同点在哪里，是如何执行的，同时将循环结构的流程图画出。

最后，布置学生实践练习，并对循环结构的知识学会运用。教师引导学生在编程时分别采用顺序结构和循环结构，来实现让机器人走两个程序，既走四边形和六边形，通过对循环结构优点的总结和归纳，将重复书写的工作量减少。同时，还可通过呈梯度提高难度，使学生对循环结构更好的理解。

最后，解决机器人带小球回家问题。为了启发学生更好的解决问题，教师可采用模拟化编程的方法。引导学生机器人带小球回家的算法自主探索，通过亲自动手来实践，对自己学习的成果进行检查，这样才能更好的理解知识。引导学生通过课外查阅资料将眼界进一步拓展，由此激励学生对于编程和机器人知识更好的学习和了解。

四、基+STEM教育的高职程序设计类课程教学的创新

（一）创新教学内容

作为专业基础课程，《C程序设计》这门课涉及非常繁杂的内容，在教学过程中往往会出现课时不足，但后续还需要向学生传授必备的技能和知识，由此对任课老师带来极大的挑战。为此，需要教师对教学内容有效整合，并合理安排教学内容：首先，为了将学生学习兴趣充分调动起来，教学内容载体应选择适当的项目案例，在合理组织教学内容模块。其次，合理的取舍知识点。高职教育注重实践，所以教师在教学过程中，先深入了解该门课程在人才培养方案中的作用，作为拓展内容，让学生在课外自主学习对后续课程影响不大的知识点。避免因为过于繁多的内容，对教学效果带来影响。最后，有效融合知识点和教学项目，合理组织具体要求和工作任务，向学生灌输主要的教学内容，并对主要技能点反复进行操作。

（二）创新教学方法

如何激发学生学习兴趣，能更好的理解和接受抽象的概念和理论知识，是需要教师认真思考的问题。为此，需要教师在教学中灵活运用各种方法，在激发学生学习积极性的同时，还能深入掌握重点和难点知识。在《C程序设计》中，有以下几种方法运用比较广泛。

一是生活实例法。教师在授课过程中，运用具体的生活实例讲述抽象的概念，这样能对课堂难点有效化解，使学生对相关概念轻松的掌握。

二是课堂陷阱法。教师在教学过程中，往往选择学生容易出错的、比较典型的地方，让学生故意犯错，以加深学生的印象，能更好的认识和理解相关概念。

例如学生比较容易混淆值传递和引用传递的概念，教师在讲授过程中通过分析以上两个数例，并结合学生的思路调整相关程序，会使学生印象更加深刻。

三是任务驱动法。培养高技能的专业人才，是高职院校人才培养目标。为了让学生学习目标更加明确，教师可与每节课的授课内容相结合，对课堂教学项目进行分解，使学生在学习过程中，更多是围绕项学习任务。通过这种方式，对学生发现问题和解决问题的能力进行培养。根据高职院校人才培养特点和目标，在每一节课的教学过程中，应始终贯穿这种教学方法，由此培养学生重要的学习技能。

（三）创新课堂教学评价方式

为了更好的培养学生可持续发展的能力，再传授学生技能，让学生掌握更多理论知识的同时，教师还要运用科学的考核评价方式。这种考核被称为“驾证式”考核，主要是由应知考核和应会考核两个部分内容组成。本课程考试合格必须是两个部分考核都要通过才可以，并且由形成性考核成绩和综合性考核组成应知考核的成绩，在整个课堂教学过程中，始终贯穿形成性考核。在整个应知考核中，这部分比例占据80%，主要内容涵盖课内外作业、课堂纪律和学习态度等等，着重是对学生平时学习过程的考核。在每个学期的期末，开展综合性考核，着重对学生分析问题和解决问题的能力进行培养。应会考核结合了单项能力考核和综合能力考核，着重对学生掌握这门课程的核心能力情况进行考核。单项能力考核是在结束每个学习模块后，结合学生完成每个学习情境任务情况，给予阶段性成绩评价。综合能力考核主要立足于三个方面，既完成时间、代码规范和功能，综合评定学生综合项目的完成情况，由此对学生该门课程的掌握情况进行全面考核。

五、结语

本文对程序设计类课程的教学现状和存在的问题进行了剖析，并提出了相应的完善措施，但不够深入和完善。在今后的研究工作中，还要深入了解学生的学习能力和认知特点，并在此基础上，对教学设计不断完善，由此在程序设计类课程中进一步推广和应用STEM教育理念。

作者单位：江苏省通州中等专业学校