电信专业《高级语言程序设计》课程计算思维能力培养研究

邓向武　吴锡凤　崔得龙

摘要：針对电子信息类专业学生在人工智能时代发展背景下，要求其用电子信息类专业知识，结合计算思维能力去解决具体工程问题。该文结合《高级语言程序设计》课程所具有的实操性强、灵活性强和逻辑抽象性强等特点，有针对性地提出课程教学中学生计算思维能力培养存在的问题，比如：师生对计算思维能力培养不够重视、忽视计算思维能力对其他专业课学习的重要性和对计算思维能力培养过程的长期性不够重视，并从教理念、课程内容和案例教学方法等方面提出《高级语言程序设计》课程教学中的计算思维能力培养策略。

关键词：电信专业  计算思维  高级语言程序设计  能力培养

中图分类号： TP31;G64     文献标识码：A   文章编号：1672-3791（2022）02（a）-0000-00

Research of Computational Thinking Ability with Advanced Language Programmingis in Telecommunications Professional

Abstract： Under the background of the development of artificial intelligence era， students majoring in electronic information were required to solve specific engineering problems with professional knowledge where the electronic information combined with computational thinking ability. In this paper， combined with the high level language program design course in field the maneuverability was strong， strong flexibility and logic abstractness characteristics， against the problems existing in the course teaching high school students thinking ability， such as teachers and students thinking ability training seriously enough， ignore to calculate the thinking ability of the importance of other professional course learning and the long-term process of computational thinking ability training was not enough attention， Based on the teaching idea， course content and case teaching method， this paper puts forward the cultivation strategy of computing thinking ability in the course of Advanced Language Programming.

Key Words：Telecommunications professional; Computational thinking; Advanced language programmingis; Ability training

随著信息化和智能化的高速发展，新的时代背景下电信专业大学生所具备的专业信息素质有了更高的要求，特别是针对电子信息类专业学生在人工智能时代和新工科时代发展背景下，要求其用电子信息类专业知识，结合计算思维去解决具体工程问题。计算思维能力是由计算机学科发展而来，是指能将问题进行抽象化，借助计算的方式来实现具体问题的求解，其中涉及问题抽象、数据组织、建模等。计算思维能力核心为培养学生具有采用计算机思维方式解决实际问题的能力，要求思维具有以下几个维度：创造力、算法、批判性等。电子信息类专业学生计算思维能力的提高能促进其他课程的学习效果和专业技能的发展，同时还能有效地促进电信专业学生解决实际问题的能力。

1《高级语言程序设计》课程特点

《高级语言程序设计》课程是一门编程工具语言课程，主要包括基本数据类型（变量和常量）、运算符（算术运算符、赋值运算符、关系运算符和逻辑运算符等）和表达式（算术表达式、赋值表达式、关系表达式和逻辑表达式等）、输入输出函数（printf函数和scanf函数、putchar函数和getchar函数）等;程序的控制结构主要包括顺序结构、选择结构、条件语句（if语句）和循环结构（while语句do-while语句和for语句），复杂控制结构就包括循环嵌套、穷举与迭代;同时还包括比较常用的数据结构数组、结构体和共用体等。这门课程包含很多知识点，知识点具体，但函数之间参数传递和调用又是局部和整体的关系，函数实现具体的功能，通过函数间的相互调用，所以这门课可以用多种语言来授课，《高级语言程序设计》授课内容如图1所示，无论采用什么编程语言进行教学，总体上具有一定的共性特点 [1-3]。

1.1实操性强

《高级语言程序设计》主要是编程语言为载体，结合理论授课和上机实践对编程理论和方法进行学习。由于课程知识点的开展过程是由易到难，由简单容易理解的各种语法定义到各种复杂的算法结构，基本上每种典型的算法结构程序设计都会有相对应的上机实操课程进行巩固练习。《高级语言程序设计》上机课是针对学生在理论知识点学习过程中知识点把握不准确、程序代码有疑惑等具体问题，通过上机实践明确各种知识点的具体用法，同时对知识点进行巩固提高[4-6]。

1.2 灵活性强

《高级语言程序设计》作为一门工程语言，具有完整明确的语法定义、语句结构和算法结构等知识点组成，同时在具体使用过程中又有很多灵活多样使用方法，针对具体问题首先对问题进行抽象化和流程化，随后可以采用不同语句知识和算法结构来实现。由于不同学生计算思维能力的差别，针对同一具体问题，有的同学很快就能掌握，并能灵活运用将各种算法举一反三[7-8]。

1.3逻辑抽象性强

由于《高级语言程序设计》是由各种语言作为载体进行教学，而程序语言具有流程化和抽象化特点。《高级语言程序设计》这门课程是一门理工科工具课程，目标是培养学生的逻辑抽象能力，将具体问题进行抽象化，然后转化为编程问题。由于《高级语言程序设计》课程具有逻辑抽象性强的特点，导致学生在掌握这门课的过程中具有逻辑思维转换困难的特点，造成学生学习该课程缺乏信心，错误认为该课程学习起来十分困难。

2课程教学中学生计算思维能力培养存在的问题

2.1师生对计算思维能力培养不够重视

由于很多学生学习过程中比较强调“实用主义”，《高级语言程序设计》这门课程被大多数学生视为一门工具性课程，导致学生只注重知识和应用技能的掌握，没有打开自己的计算视野和思维。《高级语言程序设计》主要是C语言为载体，结合理论授课和上机实践对编程理论和方法进行学习。学生在这门课学习过程中，并不是简单掌握老师教授的知识和方法即可，还需对知识点进行举一反三。同时教师也受就业市场导向影响，其教学理念主要是当前社会需要什么教师就教什么，很多教师仍然将《高级语言程序设计》视为一门工具性科学，将《高级语言程序设计》教学局限于简单编程和上机操作，偏重于具体知识点的掌握，而忽视该课程可作为提升学生计算思维能力的载体培养和提升电信专业学生的计算思维能力和创新能力。

2.2忽视计算思维能力对专业课学习的重要性

由于在信息化和人工智能背景下，电信专业和计算机专业学科领域之间的边界越来越模糊。学生的计算思维能力不仅会对电子信息工程专业学科发展和变革产生一定的影响，同样也会涉及到其他学科领域的发展。培养电信专业学生运用计算思维能力去解决该专业领域中具体问题的意识和能力，是当前高校《高级语言程序设计》教学任务的重中之重。目前，还没有认识到计算思维能力是电子信息学科学生应具备的思维方式，忽视计算思维能力为我国在信息化和人工智能时代背景下培养创新型青年人才队伍的重要意义[9-10]。

2.3对计算思维能力培养过程的长期性不够重视

对于电信相关专业的学生来说，《高级语言程序设计》是入学后必修的专业基础课程之一，所以学习该门课程期间是培养学生计算思维能力的黄金时期。随后针对电信专业学生还会开设《算法和数据结构》或其他课程，但会忽略两门课程之间的联系。在这种情况下，学生虽然掌握了一定的基础理论知识和基本应用技能，却压缩了进一步提高和发展的空间，导致很多学生只会简单编程操作和简单问题的程序化处理，却很难利用计算科学的思想、方法为专业学习服务。大学《高级语言程序设计》课程是培养学生计算思维能力最佳的课程，所以《高级语言程序设计》课程承担着培养非计算机专业学生计算思维能力的重任。如何通过有限的《高级语言程序设计》课程教学在有限时间内培养和提升学生的计算思维能力，是《高级语言程序设计》教育学者和教学工作者在具体教学中面临的巨大挑战。此外，我们应清楚认识到，计算思维能力的培养是一个长期系统的过程，仅仅通过《高级语言程序设计》和《算法和数据结构》这两门课程学习而在短时间形成是不可能[11-12]。

3《高级语言程序设计》课程计算思维能力培养策略

3.1教学理念

大学《高级语言程序设计》教学应巅峰传统“狭义工具论”的理念，系统培养学生的综合素质和创新能力。《高级语言程序设计》教学要围绕培养学生解决问题能力和计算思维能力两个方面入手，因此，《高级语言程序设计》教学应由“知识和技能掌握”为基础，然后向“计算思维能力培养”进行递进，通过逐层递进的方式系统培养学生掌握计算思维能力去分析和解决电信专业中的实际问题，逐步提高电信专业学生的信息素养和创新能力[13-14]。

3.2课程内容

《高级语言程序设计》课程教学中需要着重培养学生计算思维能力，所以该课程教学内容在《高级语言程序设计》基础知识点基础上，加强《高级语言程序设计》课程中数量流和编程流等逻辑思想和程序构建方法，引导学生理解并运用计算思维方式去解决课程中的实际问题，提高电信专业学生的计算思维应用能力和创新能力。

3.3案例教学方法

《高级语言程序设计》传统知识点灌输性教学方式针对编程课程效果不太理想，因为学生在掌握该课程一定的基础知识后，学生在学习上就具有很强的自主性和灵活性。如果采用案例教学法更加能激发学生的编程热情和积极性，还能促进学生抽象化思考。将来自于社会和生活中的典型案例引入到《高级语言程序设计》课堂教学中，《高级语言程序设计》的教学案例应在体现计算思维的基础上与电信专业紧密联系。案例教学是由师生之间讨论问题，教师引导学生思考、归纳和总结，并且要对学生计算思维能力进行专项训练，让学生深深体会和理解计算思维的运用，进而培养学生的计算思维能力。

4 电信专业《高级语言程序设计》课程计算思维能力培养实例分析

4.1 班级问卷调查

对两个所带教学班级学生进行计算思维能力调查问卷，实际发放问卷80份，回收调查问卷74份，其中89.19%的同学对计算思维能力有正确的理解，93.24%的同学认为有必要对计算思维能力进行系统培养，说明大部分同学都希望系统培养计算思维能力。64.86%的同學虽然在以前接触过计算思维的概念，但没有经过系统的能力培养。86.49%的同学在遇到编程问题或其他问题时都会首先想到网上进行查阅资料，86.49%的同学认为在知识、技能和思维能力中，思维能力是最重要的。

4.2融入计算思维并开启学生创新能力

计算思维能力培养模式的应用是为在智能时代和新工科时代背景下培养更加具有自主创新意识和创新性人才，使大学生的思维能从具体问题中得到抽象，并更加缜密在具体问题上提出解决方案，从而更好地分析客观事物，促进学生自身素质水平的提升。可以在《高级语言程序设计》教学中融合目前双创开展的项目，通过问题导向和目标导向方法，将创新创业项目中包含的计算思维进行提炼，并区别于具体知识和技能，让学生能运用计算思维来思考问题，在参加双创项目、“互联网+”项目的过程中通过计算思维开启学生的创新能力培养。《高级语言程序设计》虽然只是一个编程工具课程，但是可以通过不同应用场景的应用来培养计算思维能力，同时计算思维能力又是创新能力培养的基础，创新能力又推动了计算思维的发展。

4.3 课程思政的融入

通过引入课程思政来促进学生学习这门课程更加具有方向性和目标性，《高级语言程序设计》是由编程语句+语法来实现，不同功能的语句在语法规则的约束下进行编译运行，如果不按照语法规则进行编程，编译过程将报错。这就类比于我们的校园生活和今后毕业进入的社会生活，在校园生活中我们要认真学习，如果考试不及格科目过多，不及格学分达到一定条件，就可以留级处理;或者在平时的课程学习中，有事情就要请假，如果无故旷课达到一定节数，就要进行课程预警。所以大学生要按照校园的语法规则进行学习生活，如果不按照这个语法规则（校纪校规），将会出现编译错误（学业预警、留级或拿不到毕业证）。在以后大学毕业后的社会生活中，也要按照社会规则去开展生活，不能走捷径和犯法，否则就不是校园生活中的小惩罚，而是社会语法规则法律制裁。

《高级语言程序设计》是由一句句代码语句组成，代码语句就组成函数，函数是实现程序的基础，函数是具有一定功能的程序，但是都是在main函数中开始，也在main函数中结束我们的一生就像main函数一样，有一个整体的目标，而main函数调用函数就相当于我们一生中的某个时期（如一年），调用函数中的每一行代码就相当于我们生活的每一天，所以要编好一个程序需要每一行代码都没有错误，而没有的人生也是一样，要求我们过好每一天，进而过好每一个月，每一个学期，每个学期都要有具体的目标并实现（功能函数），这样我们的一生才会精彩（main函数）。

5结语

该文首先对《高级语言程序设计》课程内容、结构及课程特进行阐述？《高级语言程序设计》这门课程可以用多种语言来授课，主要是作为一门编程工具语言，无论采用什么编程语言进行教学，总体上具有实操性强、灵活性强和逻辑抽象性强的共性特点。由于《高级语言程序设计》编程语言具体，但编程思维具有抽象性，所以在《高级语言程序设计》课程教学中，培养学生计算思维能力存在师生对计算思维能力培养不够重视、忽视计算思维能力对专业课学习的重要性和对计算思维能力培养过程的长期性不够重视等问题。

该文通过调查问卷发现，93.24%的同学认为有必要对计算思维能力进行系统培养，说明大部分同学都希望系统培养计算思维能力。但如何通过《高级语言程序设计》课程培养计算思维能力，可以通过教学理念、课程内容、案例教学方法来培养大学生的计算思维能力。同时还可以融入课程思政来有力激发学生的学习动力，通双创项目和“互联网+”等实际项目促进学生掌计算思维能力，可以通过双创项目和“互联网+”不同应用场景的应用来培养计算思维能力，同时计算思维能力又是创新能力培养的基础，创新能力又推动了计算思维的发展。

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基金项目：2020广东石油化工学院教育教学改革研究项目（项目编号：JY202027）;广东石油化工学院教学团队项目（项目编号：TDPY201918）

作者简介：邓向武（1984—），男，博士，讲师，研究方向为电子信息类专业教学改革。

崔得龙（1978—），男，硕士，教授，研究方向为电子信息类专业教学改革。

通信作者：吴锡凤（1986—），女，硕士，助教，研究方向为教学管理，E-mail：1020183413@qq.com。

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