“C++程序設(shè)計”課程思政探索與教學(xué)設(shè)計

夏軍寶 王玉柱

[摘 要] 課程思政是新時代高校思想政治教育發(fā)展的內(nèi)在要求，“C++程序設(shè)計”是計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的重要學(xué)科基礎(chǔ)課。在分析編程語言類課程思政建設(shè)現(xiàn)狀與問題的基礎(chǔ)上，對照專業(yè)總體課程思政目標(biāo)，結(jié)合多年的教學(xué)積累，不斷探索課程內(nèi)容與愛國情懷、工匠精神、職業(yè)道德、人文精神等課程思政目標(biāo)的有機結(jié)合，挖掘課程思政元素，改進教學(xué)設(shè)計。經(jīng)過兩年的建設(shè)與教學(xué)實踐，課程思政建設(shè)取得了良好的應(yīng)用效果，為實現(xiàn)專業(yè)總體課程思政目標(biāo)做出了貢獻。

[關(guān)鍵詞] 課程思政; C++程序設(shè)計; 思想政治教育; 教學(xué)設(shè)計

[基金項目] 2020年度中國地質(zhì)大學(xué)（北京）教學(xué)研究與改革重點項目“計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)課程思政體系研究”（JGZD202003）

[作者簡介] 夏軍寶（1973—），男，安徽巢湖人，博士，中國地質(zhì)大學(xué)（北京）信息工程學(xué)院講師，教研室主任（通信作者），主要從事軟件工程研究;王玉柱（1988—），男，河南周口人，博士，中國地質(zhì)大學(xué)（北京）信息工程學(xué)院副教授，主要從事高性能計算研究。

[中圖分類號] G642.0 ? [文獻標(biāo)識碼] A ? [文章編號] 1674-9324（2021）49-0164-04 ? ?[收稿日期] 2021-06-24

一、引言

習(xí)近平總書記在全國高校思想政治工作會議上強調(diào)，要堅持把立德樹人作為中心環(huán)節(jié)，把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程，要用好課堂教學(xué)這個主渠道，使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)[1]。2020年5月，教育部印發(fā)的《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》指出[2]，工學(xué)類專業(yè)課程要注重強化學(xué)生的工程倫理教育，培養(yǎng)學(xué)生精益求精的大國工匠精神，激發(fā)學(xué)生科技報國的家國情懷和使命擔(dān)當(dāng)。課程思政突出體現(xiàn)以人的發(fā)展為根本目的。在人的全面發(fā)展中，思想道德素質(zhì)是核心和靈魂。課程思政改變了思政教育“以學(xué)科知識系統(tǒng)為中心”的傳統(tǒng)做法，高校思想政治工作的中心從“重在思政課程建設(shè)”向“重在思政教學(xué)體系”轉(zhuǎn)變[3，4]。結(jié)合課程特點和專業(yè)特性，深入挖掘?qū)I(yè)課程的思政內(nèi)涵，是每位教師應(yīng)該承擔(dān)的責(zé)任和使命。“C++程序設(shè)計”是計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的重要學(xué)科基礎(chǔ)課，為后續(xù)的“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”“算法設(shè)計與分析”“操作系統(tǒng)”等課程奠定必要的編程與算法思維基礎(chǔ)，充分挖掘該門課程中的課程思政元素，對學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)與全面成長具有重要意義。

二、現(xiàn)狀分析

我?！癈++程序設(shè)計”的培養(yǎng)目標(biāo)為通過該課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生掌握C++基礎(chǔ)語法，熟悉標(biāo)準模板庫（STL）中的常用組件及算法，掌握C++面向過程、面向?qū)ο蠹胺盒途幊痰姆妒脚c方法，熟悉Qt、Dev等集成開發(fā)環(huán)境的使用。同時，通過綜合實踐項目的訓(xùn)練，提高學(xué)生分析和解決實際問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生利用工具管理項目的能力，并養(yǎng)成良好的編程習(xí)慣。這類以編程語言和程序設(shè)計方法為主要教學(xué)內(nèi)容的課程，被普遍認為是難以有效開展思政建設(shè)的課程之一。通過問卷調(diào)查和師生座談會等途徑的調(diào)研和分析，開展編程語言類課程的思政建設(shè)，主要存在以下幾個方面的困難：（1）該類課程以學(xué)習(xí)編程技術(shù)為主，與思想政治主題存在較大的距離，教學(xué)內(nèi)容難以和思政元素有機融合。部分教師擔(dān)心在教學(xué)過程中生硬地植入思想政治教育內(nèi)容會引起學(xué)生的逆反心理。（2）該類課程內(nèi)容凝練內(nèi)聚，部分教師擔(dān)心課程的思政元素較少，以及不同課程之間的重復(fù)建設(shè)等問題，在具體實施思政建設(shè)過程中，無從下手。（3）新一輪培養(yǎng)方案修訂之后，部分課程的學(xué)時進行了壓縮。“C++程序設(shè)計”從64學(xué)時調(diào)整到48學(xué)時，教師擔(dān)心在教學(xué)過程中開展思想政治教育會影響正常的教學(xué)活動，使有限的學(xué)時更加緊張。（4）絕大部分編程課程中所使用的編譯系統(tǒng)和編程語言都源自西方發(fā)達國家，國內(nèi)的技術(shù)現(xiàn)狀與其存在較大的差距，教師擔(dān)心這些會對學(xué)生造成一定的負面影響。（5）從學(xué)生的角度出發(fā)，學(xué)生并不拒絕思想政治教育，但相對于重復(fù)、“填鴨式”的灌輸教育與口號式宣傳，學(xué)生更愿意接受引導(dǎo)式的自主探索與思考，從而也增加了這類課程的思政建設(shè)難度。

三、課程思政目標(biāo)設(shè)計

為有效解決“C++程序設(shè)計”課程思政建設(shè)較難的問題，本文建立了自頂向下、目標(biāo)驅(qū)動的課程思政建設(shè)基本原則與方法。首先，對照計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的總體課程思政目標(biāo)，分析所要建設(shè)課程的主要教學(xué)活動，根據(jù)課程特點，明確該課程能夠支撐的思政目標(biāo)，而不是盲目地在一門課程中追求所有的思政目標(biāo)，同時也能有效建立學(xué)科體系下多門課程之間的協(xié)同;其次，自上而下建立該課程思政目標(biāo)與教學(xué)活動的映射;最后，挖掘教學(xué)活動中的具體課程思政元素并完善教學(xué)設(shè)計，實現(xiàn)思政元素和專業(yè)教學(xué)內(nèi)容的深度融合。

對照學(xué)校計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的總體課程思政目標(biāo)，綜合考慮教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)活動，“C++程序設(shè)計”課程思政目標(biāo)應(yīng)包含[5，6]：（1）激發(fā)學(xué)生愛國情懷，樹立社會主義核心價值觀;（2）培養(yǎng)精益求精的工匠精神;（3）培養(yǎng)團隊協(xié)作與創(chuàng)新意識，樹立職業(yè)道德意識;（4）培養(yǎng)探索求真的人文情懷。上述課程思政目標(biāo)和教學(xué)活動的映射關(guān)系如表1所示。

四、課程思政元素挖掘與教學(xué)設(shè)計

針對課程思政目標(biāo)，分析不同教學(xué)活動過程中的知識體系，挖掘其中的思政元素;尋找思政元素與知識體系的結(jié)合點，根據(jù)思政目標(biāo)和教學(xué)安排不斷優(yōu)化課程內(nèi)容建設(shè);通過完善教學(xué)課件、教學(xué)案例、教學(xué)方式、課外作業(yè)與實踐任務(wù)等方面的教學(xué)設(shè)計，實現(xiàn)思政元素和知識體系的深度融合。在教學(xué)實施過程中，根據(jù)教學(xué)實施效果和學(xué)生反饋等評價機制，持續(xù)改進課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)設(shè)計。

在對兩輪課程思政實踐總結(jié)的基礎(chǔ)上，“C++程序設(shè)計”在思政目標(biāo)的框架下開展課程思政元素挖掘與教學(xué)設(shè)計并持續(xù)改進，具體內(nèi)容如下。

（一）激發(fā)學(xué)生愛國情懷

愛國情懷是課程思政建設(shè)的內(nèi)核與引領(lǐng)，是中華民族優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的寶貴精神財富，是實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興中國夢的強大精神動力，是落實“培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人、為誰培養(yǎng)人”的關(guān)鍵。教學(xué)設(shè)計包括兩個方面：在課堂教學(xué)過程中，講解祖沖之圓周率等古代中國經(jīng)典算法的實現(xiàn)原理、實現(xiàn)方法和先進性，該算法所計算圓周率的精度直到一千年以后才被打破，展示了中華文化與智慧，增強了學(xué)生的民族自信和文化自信。在課外實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，布置課外研究作業(yè)，要求學(xué)生調(diào)研C++集成開發(fā)環(huán)境和編譯器等方面的現(xiàn)狀，以及C++開源社區(qū)的發(fā)展趨勢與特點，使學(xué)生全面了解我國在這些領(lǐng)域存在的差距及安全隱患，建立自主知識產(chǎn)權(quán)的意識，發(fā)現(xiàn)彎道超車的機會與發(fā)展機遇，激發(fā)學(xué)生的愛國情懷和學(xué)習(xí)熱情。

（二）培養(yǎng)精益求精的工匠精神

精益求精、與時俱進、追求極致的工匠精神，是推動計算機與技術(shù)專業(yè)日新月異迅猛發(fā)展的重要動力，教學(xué)設(shè)計包括三個方面：在課堂教學(xué)過程中，以窮舉法求解并優(yōu)化百錢百雞等經(jīng)典問題為基礎(chǔ)，首先介紹三重循環(huán)求解的基本思路，逐步優(yōu)化到二重循環(huán)求解，最終優(yōu)化到一重循環(huán)求解，通過算法分析與對比，使學(xué)生體會逐步優(yōu)化、提高代碼質(zhì)量和效率的樂趣，感受并接受精益求精地追求性能極限的工匠精神。通過分析歷史上典型的代碼異常和bug所造成的災(zāi)難，提升學(xué)生對代碼中異常處理和容錯能力的關(guān)注。在課內(nèi)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，結(jié)合異常處理實習(xí)任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生全面分析可能的異常點和處理策略，感受不斷提升代碼可用性、可靠性與容錯糾錯等方面代碼質(zhì)量的工匠精神。在課外實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，引導(dǎo)學(xué)生完成STL中集合容器的模擬開發(fā)，循序漸進完成接口設(shè)計、內(nèi)存管理、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法實現(xiàn)、泛型容器、通用算法、異常處理等方面的設(shè)計開發(fā)，理解在實現(xiàn)高可用通用工具開發(fā)過程中反復(fù)調(diào)試、精雕細琢、持續(xù)完善的工匠精神。

（三）樹立良好的職業(yè)道德意識

職業(yè)道德是課程思政建設(shè)的重要內(nèi)容，是培養(yǎng)社會主義建設(shè)者和接班人的關(guān)鍵，教學(xué)設(shè)計包括三個方面：在課堂教學(xué)過程中，結(jié)合標(biāo)識符命名規(guī)則，進一步講解良好編碼風(fēng)格和編碼規(guī)范的重要性，編寫程序不但要追求功能正確，還要追求代碼的質(zhì)量、可讀性、可維護性，提升學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)。在課堂教學(xué)過程中，結(jié)合C++面向?qū)ο缶幊踢^程中的封裝與接口等知識點，進一步講解類的接口設(shè)計原則與基于接口編程的編程規(guī)范，使學(xué)生體會在工程項目中為每個類封裝復(fù)雜的邏輯并向外部提供簡單易用的接口，提升學(xué)生遵守職業(yè)規(guī)范的意識。在課內(nèi)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，通過講解多文件、多模塊復(fù)雜項目的組織管理，分析多人團隊開發(fā)中的協(xié)作精神與契約精神，剖析協(xié)作過程中的信任與異常檢測之間的平衡，逐步樹立良好的職業(yè)道德意識。

（四）培養(yǎng)探索求真的人文情懷

人文情懷是課程思政的基礎(chǔ)支撐，對提升學(xué)生綜合素養(yǎng)和全面發(fā)展有重要意義，教學(xué)設(shè)計包括兩個方面：在課外實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生探究STL中代表性容器組件（如Vector）的源碼實現(xiàn)，探根求源理解該容器的實現(xiàn)原理和實現(xiàn)方法，同時感受大師們的良好編程風(fēng)格，以及在實現(xiàn)這些高可用性及高性能通用組件時所付出的艱辛努力和細致入微的匠人精神。在課外教學(xué)實踐環(huán)節(jié)，通過課外調(diào)研任務(wù)，研究C++開源社區(qū)的運作機制，嘗試使用開源社區(qū)的共享組件，感受開源社區(qū)的開放、自由、共享、奉獻、尊重的人文精神，形成對過度商業(yè)化所造成的壟斷、封閉、獨占的有效制約。

五、實踐效果

通過近兩輪的教學(xué)實踐，根據(jù)自頂向下、目標(biāo)驅(qū)動的課程思政設(shè)計原則，逐步明確“C++程序設(shè)計”課程所需要支撐的課程思政目標(biāo)，不斷挖掘教學(xué)活動過程中的思政元素，通過調(diào)整教學(xué)內(nèi)容與知識結(jié)構(gòu)、教學(xué)素材、實踐作業(yè)等方面的教學(xué)設(shè)計，逐步完成課程知識與思政元素的有機融合，實現(xiàn)了課程所要支撐的愛國情懷、工匠精神、職業(yè)道德、人文情懷等方面的思政目標(biāo)，有效解決了編程語言類課程思政建設(shè)困難的問題。“C++程序設(shè)計”的課程思政建設(shè)主要特點如下：（1）在教學(xué)活動過程中未規(guī)劃單獨的思政內(nèi)容講解，在學(xué)習(xí)和編程實踐過程中提升職業(yè)素養(yǎng)，感受、思考、探究思政話題，實現(xiàn)思政元素和教學(xué)內(nèi)容的有機融合，以潛移默化的方式完成思政教育，拓展課程思政內(nèi)涵的同時不增加學(xué)時負擔(dān)，具有較好的操作性。（2）以課堂實踐作業(yè)和課外實踐作業(yè)的形式開展課程思政，促使學(xué)生主動探索與思考，避免了被動式、填鴨式教學(xué)所帶來的抵觸情緒與逆反心理，學(xué)生主動參與研討的積極性和人數(shù)明顯增加。（3）根據(jù)課程特點和教學(xué)活動，基于自頂向下的原則確定課程能夠支撐的思政目標(biāo)，圍繞思政目標(biāo)針對性地完成教學(xué)設(shè)計，而不盲目追求思政目標(biāo)的全面覆蓋，有效避免了多門課程之間思政元素的重復(fù)建設(shè)，并形成專業(yè)課程體系間的協(xié)同效應(yīng)。（4）在教學(xué)過程中避免空洞的說教，要客觀分析問題，不回避我們在相關(guān)技術(shù)上與西方發(fā)達國家的差距，通過課外實踐環(huán)節(jié)，激勵學(xué)生自主調(diào)研，發(fā)現(xiàn)潛在的優(yōu)勢和發(fā)展機遇，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

六、結(jié)語

通過兩年的課程思政建設(shè)，將“C++程序設(shè)計”的教學(xué)內(nèi)容與思政目標(biāo)有機結(jié)合，不斷優(yōu)化課程設(shè)計，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情得以提升，樂于接受課程思政建設(shè)后的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)設(shè)計，能夠主動參與相關(guān)的話題討論和研究，同時，學(xué)生在編碼規(guī)范、編程風(fēng)格、團隊協(xié)作和契約精神等方面的職業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)道德意識明顯提升，課程思政建設(shè)取得初步成效。

參考文獻

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Exploration and Teaching Design of “Curriculum Ideological and Political Education” in the Course of C++ Programming

XIA Jun-bao， WANG Yu-zhu

（School of Information Engineering， China University of Geosciences（Beijing）， Beijing 100083， China）

Abstract： “Curriculum ideological and political education” is the internal requirement of the development of ideological and political education in colleges and universities in the new era. C++ Programming is an important basic course of computer science and technology major. Based on the analysis of the current situation and problems of construction of programming language courses， ?compared with the overall goals of ideological and political education goal of “curriculum ideological and political education” of the major， and combined with the authors’ years of teaching experience， this paper explores the organic combination of the course content and the ideological and political contents of the course， such as patriotism， “craftsmanship spirit”， professional ethics and humanistic spirit， excavates the ideological and political elements of the course， and improves the teaching design. Two-years’ teaching practice has witnessed the good application effect of “curriculum ideological and political education” construction， which contributes to the realization of the overall goal of “curriculum ideological and political education” of the ?major.

Key words： “curriculum ideological and political education”; C++ Programming; ideological and political education; teaching design

3535501908232