面向計算機類課程的思政建設(shè)探索與研究

張所娟，陳 剛，宋金玉，郝建東，崔 靜，謝曉宇

（陸軍工程大學(xué) 指揮控制工程學(xué)院，江蘇 南京 210001）

0 引言

新工科背景下，計算機專業(yè)人才培養(yǎng)已從強調(diào)程序設(shè)計轉(zhuǎn)變?yōu)閺娬{(diào)系統(tǒng)設(shè)計，以提升計算思維為基礎(chǔ)，著力培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力［1］。計算機專業(yè)包括計算思維、算法設(shè)計與分析、程序設(shè)計與實現(xiàn)、系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)、系統(tǒng)分析與評價等能力，不同課程對應(yīng)支撐上述不同能力的培養(yǎng)，其中計算思維能力貫穿計算機專業(yè)的多門課程，是計算機人才必須具備的基礎(chǔ)能力［2］。

教育部《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》（簡稱為《綱要》）明確了理工類專業(yè)課程思政設(shè)計要求，本文旨在《綱要》的指導(dǎo)下結(jié)合計算機類課程特點，研究如何將思政建設(shè)與課程教學(xué)融為一體，依托思政建設(shè)有效促進學(xué)生計算思維，提升其解決復(fù)雜工程問題的能力，為計算機專業(yè)人才培養(yǎng)發(fā)揮提質(zhì)增效的效果。

1 計算機類課程思政建設(shè)現(xiàn)狀分析

當(dāng)前，圍繞計算機類課程的思政建設(shè)已開展了許多研究工作，大部分針對計算機專業(yè)的多門課程探討專業(yè)思政的建設(shè)和實施方法。李薇等［3］介紹思政教育在C語言程序設(shè)計中的應(yīng)用，在理論和實踐教學(xué)環(huán)節(jié)融入思政要素。李靜等［4］針對Python語言程序設(shè)計課程挖掘思政元素，探索思政教學(xué)路徑，列舉了部分典型案例。鄭珂暉等［5］從梳理課程育人目標(biāo)，提升教師水平，改革教學(xué)內(nèi)容、方法、評價等方面對C/C++程序設(shè)計課程進行思政改革探索。在計算機基礎(chǔ)課程中，賈惠珍等［6］以計算機組成原理課程為例，闡述如何從教學(xué)目標(biāo)制定、教學(xué)內(nèi)容設(shè)計、教學(xué)手段使用、教學(xué)方法選擇、實驗環(huán)節(jié)設(shè)置、教學(xué)效果評估等方面探索課程思政教學(xué)實施路徑?？鼤匝嗟龋?］針對數(shù)據(jù)庫技術(shù)與應(yīng)用課程的相關(guān)知識點，挖掘混合式教學(xué)方式中課程蘊含的思想政治元素。胡輝［8］從挖掘課程思政教學(xué)案例、設(shè)計課程思政教學(xué)簡案、開展課程思政實踐教學(xué)、探討課程思政教學(xué)方法4個方面研究數(shù)據(jù)庫課程思政。

綜上，目前高校計算機類課程思政建設(shè)主要集中于挖掘、融合具體課程的知識點與思政元素、研究教學(xué)方式，結(jié)合計算類專業(yè)學(xué)科特點開展思政建設(shè)的研究相對較少。

然而，計算機專業(yè)具有明確的學(xué)科定位與自身學(xué)科特，本文旨在聚焦計算機專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，提出課程思政元素挖掘思路與方法，從宏觀、中觀、微觀層面構(gòu)建思政建設(shè)教學(xué)實踐路徑，并結(jié)合具體課程予以闡述，目的在于指導(dǎo)教師結(jié)合具體課程更好地開展課程思政建設(shè)。

2 計算機類課程思政建設(shè)基本思路

抽象、理論、設(shè)計是計算機學(xué)科中的3個學(xué)科形態(tài)，問題求解的基本路徑為問題—形式化描述—計算機化。李曲等［9］歸納梳理了計算機大類專業(yè)核心價值體系的構(gòu)成，包括家國情懷、社會責(zé)任、法制意識、工程倫理、科學(xué)精神等，這些思政元素共存于不同的計算機課程。

由于計算機專業(yè)課程設(shè)置具有明顯的關(guān)聯(lián)性［10］，課程間存在較強的支撐關(guān)系，通常情況下一門課程需要一門或多門前續(xù)課程支撐，也為后續(xù)課程奠定基礎(chǔ)。因此，在建設(shè)計算機類課程思政時，可將計算機大類的核心價值體系作為思政建設(shè)主線，充分考慮課程間的延續(xù)性，統(tǒng)籌規(guī)劃設(shè)計，通過多門課程的思政建設(shè)形成合力，發(fā)揮整體大于部分之和的優(yōu)勢，具體建設(shè)思路如圖1所示。

Fig.1 Examples of supporting relationships of computing courses圖1 計算類課程支撐關(guān)系示例

《綱要》中強調(diào)注重科學(xué)思維方法，幫助學(xué)生樹立求真的科學(xué)態(tài)度。計算類課程教學(xué)自身蘊含了對計算思維的培養(yǎng)要求，因此與思政元素形成了天然聯(lián)結(jié)，科學(xué)思維方式不僅有助于提升學(xué)生計算機學(xué)科專業(yè)領(lǐng)域能力，還能將所學(xué)知識遷移應(yīng)用到實際工作中，促進其形成正確的價值觀。計算思維是計算機專業(yè)各課程的基礎(chǔ)要求，與之相關(guān)的思政元素貫可穿所有專業(yè)課程。

需要注意的是，根據(jù)布魯姆分類目標(biāo)可知，學(xué)習(xí)不僅僅停留在知道、理解、應(yīng)用層面，更重要的是促進其發(fā)展分析、評價、創(chuàng)造等高階認知能力，開展思政建設(shè)時也應(yīng)考慮形成與之相適應(yīng)的思政教學(xué)設(shè)計。

因此，在挖掘思政元素時應(yīng)深入理解課程目標(biāo)，把握課程知識體系的主要內(nèi)容，突出重難點知識，遵循既定課程目標(biāo)方向，有效避免課程教學(xué)與思政建設(shè)“兩張皮”的問題。綜上，專業(yè)思政建設(shè)必須重視內(nèi)容建設(shè)，絕不能形式大于內(nèi)容，忽視了內(nèi)涵的深化。

3 面向計算機類課程思政元素挖掘方法

思政元素的挖掘應(yīng)依據(jù)計算機類課程思政建設(shè)的基本思路，圍繞計算機大類專業(yè)核心價值體系，結(jié)合計算機類課程專業(yè)特點，從以下3個方面考慮思政元素的挖掘方法。

3.1 跟蹤技術(shù)發(fā)展，建立內(nèi)容關(guān)聯(lián)

由于計算機領(lǐng)域技術(shù)迭代更新速度快，每一次技術(shù)變革都推動了社會發(fā)展和進步［11］。因此，以技術(shù)發(fā)展為線索能有效實現(xiàn)思政元素與課程內(nèi)容的有效關(guān)聯(lián)，從技術(shù)產(chǎn)生、發(fā)展、運用等方面挖掘其中蘊含的人文精神、科學(xué)精神等，例如結(jié)合計算機相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展史，通過名人故事介紹科技創(chuàng)新和發(fā)展，講好中國故事。

3.2 剖析知識內(nèi)涵，把握原理本質(zhì)

緊扣知識內(nèi)涵，深入理解相應(yīng)領(lǐng)域工程知識所蘊含的原理，并非簡單考慮表面內(nèi)容。在布魯姆分類目標(biāo)中，強調(diào)評價、創(chuàng)新等高階認知，因此思政元素的設(shè)計不能停留在學(xué)習(xí)低階技能層面，必須將思政元素與知識創(chuàng)新、評價直接建立關(guān)聯(lián)，只有把握原理本質(zhì)，才能深入理解專業(yè)知識，挖掘知識深層所蘊含的哲學(xué)思想、唯物主義價值觀等，對應(yīng)高階認知學(xué)習(xí)，避免發(fā)生思政元素挖掘簡單化、偏離課程內(nèi)容的情況。

3.3 踐行知行合一，增強體驗感悟

理論與實踐并重是計算類專業(yè)課程的另一特點，充分利用該特點對思政建設(shè)的知行合一具有重要意義。

理論教學(xué)以講解傳授知識為主，曉之以理地將科學(xué)思維方法與態(tài)度、家國情懷、價值觀寓于知識中進行傳授，掃清學(xué)生認知盲點，實現(xiàn)知識傳授與價值引領(lǐng)的有機結(jié)合；實踐教學(xué)以學(xué)生實踐操作為主，采用體驗感悟教學(xué)思路，通過實驗將所學(xué)知識付諸實踐，促使學(xué)生在實踐體驗中形成價值認同，有利于打通思政教育中知行合一的斷點。

4 思政教學(xué)實踐路徑構(gòu)建

專業(yè)課程思政教學(xué)實踐路徑可將專業(yè)、課程、課時分別在宏觀、中觀和微觀層面進行構(gòu)建，具體思政建設(shè)教學(xué)實踐路徑如圖2所示。

Fig.2 Practical path of ideological and political construction teaching圖2 思政建設(shè)教學(xué)實踐路徑

4.1 宏觀層面

從計算機專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)出發(fā)，按照專業(yè)畢業(yè)要求，確保每門課程的教學(xué)目標(biāo)與課程承擔(dān)的任務(wù)（指標(biāo)點）關(guān)系清晰。通常情況下，一門課程教學(xué)目標(biāo)應(yīng)對應(yīng)一項或多項任務(wù)，一項任務(wù)往往由多門課程中的多個目標(biāo)支撐完成。根據(jù)《計算類專業(yè)教學(xué)質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)要求》可知，課程體系必須支持各項畢業(yè)要求有效達成。

本文以數(shù)據(jù)庫原理課程為例，課程目標(biāo)對實現(xiàn)畢業(yè)要求2、3提供支持。課程目標(biāo)1為掌握數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念、關(guān)系數(shù)據(jù)庫基本理論、關(guān)系數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)語言SQL及數(shù)據(jù)庫編程，掌握計算應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法；課程目標(biāo)2為能合理組織數(shù)據(jù)，有效存儲、處理數(shù)據(jù)，掌握關(guān)系數(shù)據(jù)理論，能正確設(shè)計、評價優(yōu)秀的關(guān)系數(shù)據(jù)庫模式，掌握關(guān)系查詢處理和優(yōu)化技術(shù)，為提升數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的查詢效率和系統(tǒng)性能奠定基礎(chǔ)；課程目標(biāo)3為掌握數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的基本知識與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計方法，熟悉數(shù)據(jù)庫恢復(fù)技術(shù)與并發(fā)控制技術(shù)，掌握如何保證數(shù)據(jù)庫安全性和完整性的約束描述；畢業(yè)要求2強調(diào)學(xué)生對問題的分析能力，能應(yīng)用基本原理分析復(fù)雜工程問題；畢業(yè)要求3強調(diào)學(xué)生具備設(shè)計、開發(fā)解決方案的能力，能針對復(fù)雜工程問題設(shè)定滿足特定需求的解決方案。

具體對應(yīng)關(guān)系［12］為課程目標(biāo)1支持畢業(yè)要求2，課程目標(biāo)2、3支持畢業(yè)要求3。

4.2 中觀層面

將一門課程作為實踐對象，依據(jù)計算機大類專業(yè)核心價值體系，以知識單元為實踐單位分解課程思政目標(biāo)，建立知識體系的知識點、思政點、思政目標(biāo)的關(guān)聯(lián)圖譜，如表1所示。

Table 1 Association graph of ideological and political elements表1 思政元素關(guān)聯(lián)圖譜

4.3 微觀層面

該層面將落實到每一課時的設(shè)計與組織上，合理組織每個課時涉及的知識單元，教學(xué)實施可采用現(xiàn)有教學(xué)設(shè)計框架進行教學(xué)設(shè)計。目前，BOPPPS模型關(guān)注學(xué)生發(fā)展需求，強調(diào)學(xué)生全方位參與學(xué)習(xí)，可及時獲取反饋信息，能較好地幫助教師組織教學(xué)流程。因此，本文以BOPPPS模型為基本框架進行闡述。

在進行思政設(shè)計時，依據(jù)計算機類課程價值體系，充分提煉課程中蘊含的價值理念，將課程思政元素嵌入由BOPPPS模型牽引設(shè)計的教學(xué)環(huán)節(jié)中，實現(xiàn)知識傳授與價值引領(lǐng)的有機融合與嵌入式課程思政育人。在引入環(huán)節(jié)，通過講述中國故事激發(fā)學(xué)生愛國熱情；在參與式學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，延伸知識內(nèi)涵，從原理層面挖掘其中蘊含的哲學(xué)思想等。

本文以數(shù)據(jù)庫原理課程中的事務(wù)機制為例（見表2），事務(wù)是數(shù)據(jù)庫技術(shù)中的重要概念，事務(wù)機制是數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的實現(xiàn)技術(shù)之一。由于事務(wù)概念較為抽象，又與應(yīng)用密切相關(guān)，在思政設(shè)計時應(yīng)從技術(shù)發(fā)展和原理本質(zhì)方面挖掘思政元素，具體考慮在BOPPPS模型的導(dǎo)言（Bridge-in）；學(xué)習(xí)目標(biāo)（Objectives）、前測（Pre-test）、參與式學(xué)習(xí)（Participatory Learning）、后測（Post-test）、總結(jié)（Summary）這6個環(huán)節(jié)種進行思政設(shè)計，無需在所有教學(xué)環(huán)節(jié)出現(xiàn)思政元素，應(yīng)與實際內(nèi)容相結(jié)合。

Table 2 Example of micro level teaching design表2 微觀層面教學(xué)設(shè)計示例

例如，在前測時通過測驗方式進行學(xué)情分析，教師實施具有針對性地教學(xué)，通過言傳身教的做法為學(xué)生傳遞教師嚴謹治學(xué)的工作態(tài)度；在參與式學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，從實際場景切入事務(wù)特性，幫助學(xué)生由感性認識升華到理性認識，培養(yǎng)學(xué)生善于抓住事物本質(zhì)分析問題的能力，同時強調(diào)事務(wù)的一致性需要由定義事務(wù)的程序員來保證，讓學(xué)生意識到作為一名技術(shù)人員的責(zé)任意識和嚴謹作風(fēng)的重要性；在總結(jié)環(huán)節(jié)，引入國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫OceanBase性能奪冠的案例，激發(fā)學(xué)生民族自豪感和民族自信心。

5 總結(jié)

計算機專業(yè)課程符合工科教育目標(biāo)定位，具有自身特點，若能有效結(jié)合專業(yè)特點開展課程思政建設(shè)，以專業(yè)知識為基礎(chǔ)挖掘思政元素，可有效避免思政建設(shè)流于形式。

本文首先從計算機專業(yè)的目標(biāo)定位、學(xué)科特點入手，分析計算機類課程思政建設(shè)的基本思路；然后面向計算機類課程，從3個方面提出課程思政元素的挖掘方法；最后從宏觀、中觀、微觀層面建立思政建設(shè)教學(xué)實踐路徑，指導(dǎo)教師結(jié)合具體課程更好地開展課程思政建設(shè)。