【正文】  摘 要：聚焦数智背景下程序设计课程教学中存在的问题，探索数智赋能程序课程教学模式改革。通过重塑学习目标、重构弹性多元的教学内容、转变学与教的模式、数智赋能教学手段、持续多元的评价等改革，以强化工程创新实践能力，全面提升学生的知识、能力和素养，为培养创新实践型高素质人才提供参考和借鉴。
　　关键字：数智时代；数智赋能；程序设计课程；教学改革
　　随着互联网、大数据、人工智能等新一代信息技术的发展催生了数智化时代。数智化时代，以ChatGPT、Sora为代表的生成式人工智能可以替代超过那些通过死记硬背、强化训练而掌握知识的人脑，人类千百年来以知识传授为核心的教育体系面临前所未有的挑战[1-2]。同时，产业结构的转型升级对人才提出了更高要求，传统的单一技能型人才已难以满足市场需求，复合型、创新型人才成为当下的培养方向。习近平总书记在给国际人工智能与教育大会的贺信中指出：“要积极推动人工智能和教育深度融合，促进教育变革创新。
　　以数字技术、人工智能、万物互联、人机协同为特征的数智时代正在加速解构传统的教育生态和教育模式，学生的学、教师的教、教育评价等正在发生巨大变化[3-4]。高级程序课程是工科类，尤其是计算机类专业的基础核心课程。该课程主要学习C语言程序设计，培养学生的核心素养、计算思维、数据分析、 问题求解和基本编程能力[1]，对后续的数据结构、算法等专业课程学习起到至关重要的作用[5]。针对当前程序设计课程的教学体系和面临的挑战，提出了一种数智赋能程序设计课程教学改革。从重塑培养目标，重构弹性多元的教学内容，转变学与教的模式、教学手段，持续多元的教学评价等改革，以为培养适应时代需求的高素质人才提供参考与借鉴。
　　1.传统程序设计课程教学中存在的问题
　　目前高级程序设计课程教学体系普遍存在：一是教学目标和教学内容单一，教学资源、教学评价等不完整；二是教学方式多以教师课堂讲授，学生被动接受为主，对重要知识点，学生通常是死记硬背等“一刀切”的教学方式，这不利于学生对知识的深度学习与理解。没有编程思路。三是实践课主要以上机验证实例为主，主要目的是巩固课堂上所学知识点，学生缺乏主动思考，面对实际编程问题，普遍学生无从下手，不利于培养学生独立思考和自主创新意识。这与数智时代要求培养创新型人才存在一定偏差。为解决当前高级程序设计课程教学体系面临的挑战，“数智赋能”成为破解的关键[6-7]。结合课程实际，构建适应数智时代的教学体系，革新教学方法，强化工程创新，精准满足学生个性化的学习需求，已是急需重视的问题了。
　　2.数智赋能程序设计教学改革方法
　　数智时代，教育发生了结构性变革，使得教育具有以下三个趋势：一是要致力于培养能够独立思考，深度理解知识，并运用知识和技能解决复杂问题的创新型人才；二是要关注个性化、多样性和适应性，面向大规模的学习群体，要使每一个学生获得适合自身发展的学习服务；三是要更加注重思维的发展，要求学生在广泛获取信息的同时，能批判性地吸收新知，将所学新知与原有知识建立联系，对知识的深度理解，并能在其他的问题情境中创造性地应用新知。数智时代教育的六大特征如图1所示。






图1数智时代教育的六大特征

　　数智时代，为学生提供了数字化的学习资源、多样化的学习途径和智能化的学习方式，教师的“教”由传统式向智能化转变，学生的“学”由范式化向个性化转变，教育的“评”由单一化向多元化转变。中共中央、国务院印发的《深化新时代教育评价改革总体方案》明确指出，“创新评价工具，利用人工智能、大数据等现代信息技术，探索开展全过程纵向评价、德智体美劳全要素横向评价”。面对时代提出的要求，高级语言程序设计课程教学应适应时代要求，从育人目标、教学内容、方法、评价等系统转型，以培养符合时代需要的创新型高素质人才。
　　3.改革措施
　　3.1重塑学习目标
　　素养为本，培养终身发展能力是育人的起点和目标。数智时代，知识不再稀缺，而学习能力、思维能力、创新能力为核心素养。面对挑战，教学范式要从传统的教学学生被动接受知识，系统掌握知识的三维目标到聚焦核心素养，培养学生主动学习、深度理解、高阶思维、掌握关键技能等方式，以培养学生终身发展能力的核心素养，具体见图2所示。





图2从三维目标到聚焦核心素养的深度理解目标
　　学习的本质是理解，学习的深度就是理解的程度。数智时代的深度学习要求学生从浅层记忆走向深度理解。深度理解是将学习者的知识学习、思维态度看作一个整体，重点关注学生在解决实际问题时所具有的思维、采用的方法以及对知识的合理迁移与应用的能力，促使学生对知识，从了解、知道、记忆到应用、分析和创造的深度理解，是实现核心素养的基础。高阶思维是学生适应时代发展的关键能力，是培养学生摆脱从被动获取知识浅层含义的固有思维为学会使用元认知、反思、总结等方式，构建自己的认知结构，实现从知识的简单累加转向将知识背后的深层意义内化为自身的思维模式。针对高级程序设计课程特征，教师应以学生为中心，大单元项目设计为载体，启发学生的好奇心，培育开发智慧，促使学生追寻有意义的学习，培养学生深度理解、高阶思维等终身发展的核心素养能力。
　　3.2重构弹性多元的教学内容
　　传统程序设计课程教学体系是以掌握基本语法知识和编程技能为目标，教学过程通常是课程体系到培养目标的正向设计，难以满足不同学科、不同专业的需求。根据课程面向不同专业的应用需求，构建“通识 + 专业”的大单元项目设计，以不同专业的实际应用需求为导向，将专业需求凝练成具有较强专业应用背景的项目，搭建起程序设计和专业问题之间的桥梁。按大单元设计项目，采用层次化和模块化思想，设计与不同学科专业需求密切相关的项目用于教学过程，使学生能够从复杂问题中快速抽象出程序设计要素，培养其计算思维。程序设计语法知识模块，针对数据类型与运算、三大结构、数组、函数、指针、结构体、链表、文件等琐碎语法规则，结合专业内涵，设计大单元项目，将这些琐碎的知识点有效地镶嵌到项目中，以加深知识理解和专业认同。如教育类专业构建学生成绩系统开发，通过数据处理、菜单设计、成绩等级划分、数据排序、模块化设计、数据存储等；物联网专业设计智能控制生活，以红绿灯，流水灯，智能小车加速、旋转、智慧等实例开展，通过单片机软硬件结合的方式，让学生更容易知识重难点；数字媒体技术专业影视动画为主题设计，如掷骨子游、24点扑克牌游戏、贪吃蛇游戏等；软件工程、计算机技术类等软件开发类的为火车订票系统、竞技比赛打分系统等。 项目将枯燥的语法融入生动的算法设计中，将抽象的理论讲解和具体的实际应用相结合，实现从程序设计基础知识的学习到创新能力培养的转变与升华，有效提升学生的深度理解能力，利用技术解决复杂专业问题的能力。
　　3.3转变学与教的模式
　　改变学习方式从被动接受式转向主动探究式。使学生从知识被动的接收者转为探索发现、深度思考、意义建构、创新应用。因此，教师要从传道、解惑、授业向启发思维、促进理解、引导探究、开发智慧的角色转变。设计开展基于深度理解的项目化教学体系和思维指导下的混合式教学活动。
　　（1）开展基于深度理解的项目化学习
　　项目化学习是学习者在探究复杂真实问题的过程中，掌握并应用知识和技能精心设计项目作品、规划和实施项目任务的过程。以大单元为项目单位，以培养思维为导向大案例式教学[8]，将知识技能融入项目中。实践环节实施分层教学，采用验证实验+综合型+拓展型实验[9]。数智化时代学习的设计要关注学生的学习体验，这种学习体验不仅表现在技术创设的虚实结合的学习环境中、学习资源的便捷获取中、学习服务的个性定制中，更要使学生在学习中具有充足的参与感。
　　（2）设计思维指导下的混合式教学活动
　　团队将《C语言程序设计》课以C马带你学编程为主题，在超星平台和智慧树平台创建了学习视频、案例、题库等在线学习资源。借助平台，开展基于深度理解的项目化混合式教学、学习，实现任务发布，学生线上学习[10]，讨论，在线测试、学情数据统计分析，智能助手等。具体如图3所示。










图3基于深度理解的项目化线上、线下学习

　　线下通过教师对基本知识的讲解和案例原型的分析培养学生的计算思维。线上通过平台，学生可随时登录平台，查看教学过程中涉及的知识点，也可以进行相关案例的算法设计和代码编写，对于程序设计过程中遇到的各种问题，能够进行线上答疑，保证学生能够随时随地学习自学，查缺补漏。教学活动围绕培养学生核心素养为出发点，以大单元项目为载体，借助平台，将课前、课中、课后、课终有效衔接，使学生对知识点的深度理解和应用目标开展。
　　3.4数智赋能教学方法与教学手段
　　（1）基于AIGC生成教学案例，实现教学内容的创新
　　在“计算机程序设计”课中，教学案例的重要性不言而喻。教学案例为学生构 筑了一个将理论知识转化为实践操作的桥梁，不仅有助于学更深刻地理解抽象概念 ，还能增强他们的实际操作能力 。借助AI技术， 教师可以迅速且高效地生成丰富多样的教学案例，从而节省大量的时间和精力。这些案例可以是入门级别的基础概念与语法 ，也可以是高级别的算法设计与分析，还可以是综合用级别的项目实战设计。例如 ，在教授基础概念语法时，针对函数嵌套调用这一教学难点 ，教师可利用AI生成专门的函数递归调用教学案例。通过AI工具直观地展示函数变量的赋值、迭代等操作 ，帮助学生深入理解函数的基本概念和用法 ，提升他们运用模块化思想编程的能力 。通过这些精准匹配的教学案例，学生可以更加有针对性地解决遇到的问题，进而实现个人能力的实质性提升。这些案例的引入，不仅能够拓宽学生的知识视野 ， 激发他们的创新思维 ，还能提升他们解决问题的能力。 
　　（2）基于AI辅助教学
　　在程序设计课程教学中，由于每位学生在编程基础与能力上存在差异，在编程实践过程中可能会产生不同的问题，教师难以对每一位学生提供充分的关注与指导。这时可利用生成式人工智能开展启发式教学，诸如DeepSeek的纳米AI助手，小雅平台等，为学生一对一启发式问答、知识点学习、代码解析等功能，使学生遇到不懂的问题或代码时能够得到及时的解答，提高学习效率。启发式教学的核心在于引导学生自主思考，对学生进行启发式引导，让学生思考解决问题的思路和步骤。如以DeepSeek平台进行编程题为例，学生点击 AI助手会进入启发式答题交互界面，并自动生成提示词，学生如果对解决第一步所需要的知识点不清晰，可以询问AI助手，AI 助手会提供分析、总结的答案。例如，学生想要解决“百钱买百鸡问题”，分别用For、while循环实现。学生可先了解“百钱买百鸡问题”的数学模型，并让学生尝试根据提示写出自己的代码。学生如果对For、while用法不了解，可以再对 AI 助手进行提问。AI 助手会给出用法的示例及讲解，并引导学生解决下一步问题。这种方式可引导学生一步步解决问题，启发学生思维，促使学生独立地思考问题，培养学生分析及解决问题的能力。与AI助手互动学习，帮助学生构建解决问题所需的知识体系，加快对知识点的吸收，强化薄弱环节，允许学生按照自己的节奏和方式学习，同时增加了学习的趣味性，调动了学生学习的主动性与积极性。
　　3.5持续多元的学习评价
　　根据数智时代，对学习评价的要要求，学习评价要体现多元持续，精准分析、面向过程。程序设计课程教育要求学生知识掌握，独立思考编程解决实际问题能力提升，实施自我反思和拓展提升的创新意识和能力。因此，教学评价融合主客观、赛证等多维度评价，包含教师评价、学生评价及通过学习通平台评分构成，对学生课前、课中、课后三个环节，学习任务、课堂表现及测验成绩进行基础评分，成绩评定：课程总成绩＝过程性评价（40%）+期中、期末的总结性考试成绩（50%）+增值评价（10%），见图4课程成绩评价体系所示。










图4课程成绩评价体系

　　3.6教学效果
　　相同专业的2023级、2024级1个班级，相近人数对比，改革前后的数据见表1所示。通过教学改革，对比理论考试、动手综合实验、创新编程实践、学生参加省级程序设计大赛等成绩，以及学生的满意度都得到了显著提升。

表1教学改革实施前后的数i据比较







　　4.结语
　　总而言之，将数智赋能“高级语言程序设计”课程教学，是对传统教学模式的革新，对未来教育发展的积极探索。这一模式不仅提升了教学质量与效果，还培养了学生的自主学习能力、核心素养、计算思维、创新精神，为其未来发展奠定了坚实基础。随着技术的不断进步与应用场景的持续拓展，数智赋能教学方法与教学手段已成为教育领域不可逆转的趋势。
　　参考文献：
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　　[2] ARMOUNDAS A A．Use of artificial intelligence in improving outcomes in heart disease： a scientific statement from the American Heart Association[J].Circulation， 2024（4）：153-159．
　　[3] 王莹聪.颠覆与重构：AIGC赋能教育数字化转型的危与机[J].长春师范大学学报，2024，43（3）：143-151．
　　[4]ENKELEJDA K，SESSLER K，KUCHENANN S.Chat GPT for good？ On opportunities and challenges of large language models for education[J].Learning and individual differences ，2023（9）：103-110.
　　[5]周立军，吕海燕等.AIGC赋能“计算机程序设计”课程教学创新与实践[J].军事高等教育研究，2024（12）：90-95.
　　[6]郑庆华.人工智能赋能创建未来教育新格局[J]. 中国高教研究，2024（03）：1-7.
　　[7] 赵叶纯，王森洪等.人工智能赋能 Python 程序设计课程教学改革研究[J].信息与电脑，2024（21）：1-6.
　　[8]刘昭，肖婧. 案例教学法在“C语言程序设计”课程混合式教学中的应用研究[J]. 工业和信息化教育， 2023（2）：5-7.
　　[9] 张彪，刘晓光等.面向“四新”人才培养的高级语言程序设计实验课程改革[J].计算机教育，2024（8）：81-85.
　　[10] 白红英，王慧.应用型高校以实践为中心的“C语言程序设计”混合式教学模式研究[J].教育现代化，2020（6）：177-181.
　　注：该文章是省厅基金项目，项目编号为：2023J1713（智慧教育视角下中缅边境学校数字化教育资源构建研究）；校级教改项目，项目编号为：B202106 （面向智慧教育二对接四融合一平台的计算机类专业群建设研究与实践）；系云南省教育厅云南省民族地区高校智慧教育关键技术科技创新团队（培育）。
　　作者简介：濮永仙（1976-），女（汉族），云南腾冲人，教授，硕士 主要从事三教改革、智慧教育方面的研究。