程序設(shè)計基礎(chǔ)課程思政建設(shè)

張芳芳 姜翠美 肖中俊 萬俊賀 寇磊 劉海林

摘? 要：隨著計算機(jī)的普及和人工智能的快速發(fā)展，編程語言日益引起重視。程序設(shè)計基礎(chǔ)作為一門非計算機(jī)專業(yè)的基礎(chǔ)編程課，近年來受到廣泛關(guān)注。為了讓學(xué)生更好地理解程序設(shè)計，掌握C和C++語言的基本用法，融入思政元素進(jìn)行課程建設(shè)，對于全面提升教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生學(xué)習(xí)熱情和創(chuàng)新動力，培養(yǎng)學(xué)生正確的世界觀和價值觀，具有非常重要的意義。程序設(shè)計的思想是人類智慧的表現(xiàn)，與人類邏輯思維、事物發(fā)展內(nèi)在規(guī)律等緊密相關(guān)，含有多種多樣的思政元素，適合開展思政課程建設(shè)。該文總結(jié)程序設(shè)計基礎(chǔ)開展思政課程的必要性，給出課程思政建設(shè)方案和具體案例，融入方法及學(xué)生反饋等，為高等院校思政課程建設(shè)提供必要的參考。

關(guān)鍵詞：課程思政；C語言；程序設(shè)計；教學(xué)質(zhì)量；思維方式

中圖分類號：G641? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2023）19-0189-04

Abstract： With the popularization of computers and the rapid development of artificial intelligence， programming languages have attracted increasing attention. As a basic programming course for non-computer majors， the Programming Fundamentals has received extensive attention in recent years. In order to enable students to understand programming and master the basic usage of C and C++ languages， integrating relevant ideological and political elements into curriculum construction is of great significance to improve teaching quality and develop students' enthusiasm for innovation and cultivate students' correct world outlook and values. The idea of programming is the expression of human wisdom. It is closely related to human logical thinking and the internal development law of things， and contains a variety of ideological and political elements， which is suitable for the construction of ideological and political courses. This paper summarizes the necessity of developing ideological and political courses on the basis of program design， and gives the construction scheme， specific cases， integration methods and students' feedback， etc.， which provides necessary reference for ideological and political course construction in colleges and universities.

Keywords： curriculum thought and politics; C language; programming; teaching quality; mode of thinking

2016年，習(xí)近平總書記在全國高校思想政治工作會議上指出：“要用好課堂教學(xué)這個主渠道……其他各門課都要守好一段渠、種好責(zé)任田，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，《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》中明確指出：“全面推進(jìn)課程思政建設(shè)是落實立德樹人根本任務(wù)的戰(zhàn)略舉措。[2]”“課程思政”是指將育人格局和思政元素融入各門課程中[3]，使課程內(nèi)容和政治理論課相互融合，通過“課程是思政教育的載體”“將思政元素融入課程教學(xué)”的新模式，實現(xiàn)新歷史時期下“立德樹人”的目標(biāo)。

程序設(shè)計基礎(chǔ)是很多非計算機(jī)專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)必修課，主要介紹C語言和C++語言的基本概念、語法規(guī)則及程序設(shè)計方法，培養(yǎng)學(xué)生的編程思維方式及使用C語言編程解決實際問題的能力。程序設(shè)計處處蘊含著人類思維的痕跡和智慧，具有豐富的思政元素。本文首先說明了程序設(shè)計基礎(chǔ)課程開展課程思政的必要性、給出了課程思政建設(shè)方案，包括具體案例、融入方法、課程特色及學(xué)生反饋等，對高等院校程序基礎(chǔ)類課程的思政建設(shè)提供重要的參考價值和研究意義。

一? 程序設(shè)計基礎(chǔ)課程思政建設(shè)的必要性

（一）? 借助思政元素講解程序設(shè)計基礎(chǔ)思想，易于學(xué)生理解，提高教學(xué)質(zhì)量

程序設(shè)計基礎(chǔ)課程一般存在教學(xué)學(xué)時緊缺的問題。一方面，有一些教師為了完成教學(xué)任務(wù)，根據(jù)課程PPT照本宣科甚至滿堂灌，授課方式過于單一和枯燥，很難調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和學(xué)習(xí)熱情。另一方面，學(xué)生覺得無聊，在課堂上偷看手機(jī)，極大地影響教學(xué)質(zhì)量。

程序設(shè)計的思路與人的思路有很多相似性，程序處處表明了人類思維的痕跡，里面蘊含了很多心理學(xué)啟示、科學(xué)思想和哲學(xué)思想。在講解程序指令的時候，教師可以事先搜集與指令或課程相關(guān)的經(jīng)典故事、該領(lǐng)域最新研究動態(tài)和典型案例，在講解編程指令時，插入這些經(jīng)典故事和案例，形成一個生動形象的故事情境，從而引入相關(guān)思政元素，采用講故事、舉案例的方式融入課程。這些貼近生活的典型故事與歷史科學(xué)上的案例激發(fā)學(xué)生產(chǎn)生情感共鳴，增強教學(xué)的生動性與趣味性，提高學(xué)生對編程的興趣和熱情。

（二）? “黑客”低齡化，更有必要融入思政元素

初期的“黑客”大都是編程技術(shù)高超的程序員。隨著編程的廣泛化、低齡化，有些年輕人就帶著不良目的，利用非法技術(shù)手段破解系統(tǒng)訪問權(quán)，入侵遠(yuǎn)程系統(tǒng)，并對重要數(shù)據(jù)造成破壞，已經(jīng)成為全球網(wǎng)絡(luò)世界中的第一大公害。所以，大學(xué)教師在講授程序設(shè)計基礎(chǔ)課程的同時，更有必要幫助學(xué)生們建立正確的思想觀和價值觀。

可見，對程序設(shè)計基礎(chǔ)進(jìn)行課程思政建設(shè)，既能夠增強學(xué)生對知識的理解和運用能力，又融入了思想品德教育，最終形成一個以知識結(jié)構(gòu)為骨架，以思政元素為靈魂的有血有肉鮮活靈動的課堂。

二? 思政課程建設(shè)方案

在程序設(shè)計基礎(chǔ)課程中有效融入思政元素，引導(dǎo)學(xué)生更好地建立正確積極的價值觀、人生觀和學(xué)術(shù)觀，力爭實現(xiàn)春風(fēng)化雨、潤物無聲的效果，從而達(dá)到教書育人和立德樹人的目的。這部分詳細(xì)論述了課程四大目標(biāo)、思政元素設(shè)計及具體案例。

（一）? 課程四大目標(biāo)

1）知識目標(biāo)：使學(xué)生掌握程序設(shè)計的基礎(chǔ)知識、函數(shù)、數(shù)組、指針及類和對象的使用方法，深入理解計算機(jī)解決問題的基本原理和工作過程，掌握利用程序使用計算機(jī)進(jìn)行科學(xué)計算和數(shù)據(jù)處理的方法。

2）能力目標(biāo)：幫助學(xué)生建立以算法為導(dǎo)向的程序設(shè)計理念，培養(yǎng)算法設(shè)計能力，編程及程序調(diào)試能力，鍛煉邏輯思維能力，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)與本專業(yè)相關(guān)的信息處理技術(shù)打下基礎(chǔ)。

3）素質(zhì)目標(biāo)：使學(xué)生初步具有程序員的基本素養(yǎng)，具有算法工程師設(shè)計算法的理念。

4）情感目標(biāo)：本課程采用工科文講，適度適時，自然流暢地引入中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化、品德思想教育和心理學(xué)啟示，有時候還會自然闡述科學(xué)家的小故事及其科學(xué)精神、科學(xué)態(tài)度、團(tuán)隊意識、協(xié)作精神等思政內(nèi)容，力爭做到不牽強、不枯燥，激發(fā)學(xué)生的興趣，滋養(yǎng)學(xué)生的心靈，并引導(dǎo)學(xué)生更好地建立正確積極的價值觀、人生觀和學(xué)術(shù)觀，使其成為一個自由、幸福、獨立而完整的人。

（二）? 思政元素設(shè)計

結(jié)合程序基礎(chǔ)知識、函數(shù)和預(yù)處理、數(shù)組、指針及類和對象，通過引入實際需要或設(shè)定問題的方式，講解相關(guān)知識點實現(xiàn)四大目標(biāo)體系的前三個目標(biāo)，最后進(jìn)行德融課堂或思政元素切入，從而實現(xiàn)四大目標(biāo)的情感目標(biāo)。思政課堂設(shè)計思路如圖1所示。

通過分享身邊小學(xué)生都在學(xué)編程的現(xiàn)象，引出未來就是編程的時代這一論點來說明編程的重要性，那么如何編程呢？根據(jù)這一實際需求講解編程的基本規(guī)范，如數(shù)據(jù)類型、運算符、表達(dá)式和程序結(jié)構(gòu)。只要掌握了編程的基本規(guī)范，人類才可以和計算機(jī)通過程序進(jìn)行溝通，用指令去操作計算機(jī)服務(wù)人類。并進(jìn)一步引申出和類比出人類世界要遵循哪些基本規(guī)范。在講解程序結(jié)構(gòu)的時候，比如選擇結(jié)構(gòu)，人類又是如何做出選擇呢？如何為自己的選擇負(fù)責(zé)任呢？從而自然融入一些價值觀、人生觀的思政教育。

講解函數(shù)和預(yù)處理時，從函數(shù)的基本出發(fā)點是為了避免重復(fù)編寫這一思想和智慧，引發(fā)學(xué)生思考每個人都是24個小時為什么人生各不相同呢？從而思考人類如何分工及個人的時間安排問題。

講解數(shù)組排序時，從排序引出人的自我定位和認(rèn)知。

講解指針時，根據(jù)指針的含義即變量的地址，拓展到人類的思維方式，如何尋找到一個人，也是人的地址，從而進(jìn)一步引申出快遞行業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)。

講解類和對象時，也是從人類的思維方式出發(fā)，比如學(xué)生這一類，某個具體的學(xué)生就是對象，引發(fā)出做事情要看到具體對象，關(guān)注具體對象的特殊性和感受；講解友元函數(shù)時，用形象生動易于理解的語言解釋晦澀的專業(yè)詞匯，友元函數(shù)就類似于某個函數(shù)是某類的好朋友，因此該函數(shù)可以調(diào)用該類的成員，并引申出朋友的含義。

（三）? 具體案例展示

為達(dá)到課程四大目標(biāo)，在進(jìn)行思政教學(xué)時不能刻意融入，而是見縫插針，自然融入，不牽強，不枯燥，具有一定的隨機(jī)性。下面給出幾個具體的案例。

1? 選擇結(jié)構(gòu)——為自己的人生負(fù)責(zé)任

經(jīng)典語錄：聽我媽媽的安排。

選擇結(jié)構(gòu)，也稱分支結(jié)構(gòu)。我們知道，人類無時無刻不在做出選擇，就像這一刻，你可以選擇認(rèn)真聽講，也可以選擇交頭接耳。但是，無論你做出什么選擇，你都需要為這個選擇而造成的結(jié)果負(fù)責(zé)任。舉個簡單的例子，你天天選擇吃泡面，后來胃疼了，只能自己受著，自己負(fù)責(zé)，別人想替你也替不了，這是你的身體，你的人生。

今天的選擇是因，才造成了明天的結(jié)果。比如，你們選擇認(rèn)真聽講，好好學(xué)習(xí)，才有以后取個好成績的果；同樣，如果你偷懶，以后就可能不及格甚至無法畢業(yè)。俗話說：“所有偷過的懶，都會變成打臉的巴掌”。如果不想挨巴掌，就要學(xué)會如何做出更好地選擇并為自己的人生負(fù)責(zé)任。今天我們就來認(rèn)真學(xué)習(xí)一下如何告訴計算機(jī)我們的選擇呢？這樣自然引出選擇結(jié)構(gòu)的講解。

2? 循環(huán)結(jié)構(gòu)——量變引起質(zhì)變，積累產(chǎn)生奇跡

經(jīng)典語錄：勿以惡小而為之，勿以善小而不為。

首先，講述《饑漢吃餅》的故事。古時候有一個行路人，肚子餓極了就買了一個燒餅吃，吃后覺得不頂事，又買了一個吃，但肚子還是餓。于是再買再吃，一連吃了6個。感覺還不多飽，又買了一個，當(dāng)這個燒餅只吃了一半就很飽了。這時他十分懊惱，狠狠地打了自己一個耳光，并自責(zé)道：“我是多么不會過日子的人呀！先前6個燒餅都被我白白地浪費啦！早知道這半個燒餅就能吃飽，我為什么要吃那6個呢？”

饑漢由餓到飽是量變和質(zhì)變的統(tǒng)一。饑漢的變化首先是從量變開始的，經(jīng)過量的積累而達(dá)到質(zhì)變。饑漢沒有吃了一個又一個的量變，就不會發(fā)生吃第七個時的質(zhì)變。質(zhì)變是量變的結(jié)果。可見，一切事物的變化發(fā)展，首先都是從量變開始的，沒有量變做準(zhǔn)備，就不會有質(zhì)變發(fā)生，量變是質(zhì)變的基本必要條件。量變積累到一定程度時，必然會引起質(zhì)變。因此，質(zhì)變是量變的必然發(fā)展結(jié)果。告誡學(xué)生日積月累成長進(jìn)步，體驗量變引起質(zhì)變的魅力。那么計算機(jī)如何實現(xiàn)量變引起質(zhì)變呢？就要用到我們今天所講的循環(huán)體結(jié)構(gòu)。

3? 多重循環(huán)及嵌套——想象力的培養(yǎng)：真實與虛擬

經(jīng)典語錄：宇宙是一個巨大的程序，人類是計算機(jī)模擬出來的程序。

循環(huán)嵌套循環(huán)，程序嵌套程序，進(jìn)行講解和引申：很多物理學(xué)家，宇宙學(xué)家和技術(shù)專家們認(rèn)為，宇宙其實是一個巨大的程序，我們就是計算機(jī)模擬程序中的產(chǎn)物，過著虛擬生活，把這當(dāng)成真實的世界。谷歌的機(jī)器智能大師雷·庫茨韋爾也提出類似觀點，我們宇宙也許只是另一個宇宙中的科學(xué)實驗而已。這個宇宙就像是一個超級計算機(jī)一樣，微觀粒子就是程序中的字節(jié)，一個分子就是一個數(shù)據(jù)組，然后各種各樣的數(shù)據(jù)組合成了宇宙。這個程序不斷地自我產(chǎn)生作用，慢慢地形成了自己特有的時空，不受實驗的控制，成為了獨特的程序。在程序的自我生成中，還產(chǎn)生了人類這樣的數(shù)據(jù)等等，以此激發(fā)學(xué)生的興趣和想象力。

4? 編程計算 1+2+3+……+100——數(shù)學(xué)家高斯的故事

經(jīng)典語錄：我的興趣是什么？用生動形象的語言和跌宕起伏的故事情節(jié)講解德國著名數(shù)學(xué)家高斯的故事。

高斯從小家境貧寒，他的父親是一家雜貨鋪里的算賬先生。高斯小時候，父親就經(jīng)常給他講自己在工作中積累的一些簡便算法。高斯聰明而且用心，對這些算法，不僅僅快速理解，而且還能舉一反三，靈活運用，也從小培養(yǎng)了對數(shù)學(xué)的濃厚興趣?？墒?，在高斯上小學(xué)的時候，他的數(shù)學(xué)老師白爾脫先生總覺得農(nóng)村小孩都不會學(xué)習(xí)也不愛學(xué)習(xí)，自然也不認(rèn)真講課，還經(jīng)常無緣無故地訓(xùn)斥學(xué)生。有一天，白爾脫心情不太好，就黑著臉，在黑板上列出題目：1+2+3+……+100=？說：“現(xiàn)在你們自己算這道題，誰算完就回家吃飯，算不完不許回家。”嚇得同學(xué)們趕緊拿出練習(xí)本，開始計算。白爾脫人呢？卻坐到一旁，悠閑自在地看起小說?？伤麅身撨€沒有看完，小高斯就高高地舉起手，說：“老師，我算完了?！?/p>

誰知白爾脫不耐煩地?fù)]揮手，“算完了？這么快能算對嗎？再算算看吧！”

“老師，不會錯的，我都檢查過了，還驗算了一遍。”高斯站起來，理直氣壯地對老師說。

白爾脫走到高斯座位前，看到他的結(jié)果竟然是正確的，不禁大吃一驚，答案確實是“5 050”。高斯講述了一下他的計算過程：1+100=101，2+99=101，……，49+52=101，50+51=101，一共有50對101的數(shù)目，所以答案正好是 50×101=5 050。

從這件事情以后，白爾脫一下子改變了對農(nóng)村學(xué)生的偏見，慢慢發(fā)現(xiàn)高斯的數(shù)學(xué)天賦，還經(jīng)常對高斯進(jìn)行個別輔導(dǎo)。高斯也不負(fù)期望，對數(shù)學(xué)的興趣越來越濃，造詣越來越深，十七歲時就發(fā)現(xiàn)了數(shù)論中的二次互反律。

高斯采用了巧妙方法進(jìn)行了計算。如果用計算機(jī)編程實現(xiàn)，就可以使用循環(huán)結(jié)構(gòu)。計算機(jī)比起人類的優(yōu)勢，就是不知疲倦，可以反復(fù)循環(huán)。也正因如此，機(jī)器把人類從重復(fù)繁瑣的勞動中解放出來。那么如果編程實現(xiàn)這道題，會是怎么樣呢？講解該題的編程思路，并讓學(xué)生上機(jī)實驗、演示結(jié)果及分享編程過程。

5? 數(shù)據(jù)的排序——自我認(rèn)知和制定目標(biāo)

經(jīng)典語錄：我是個什么樣的人？

排序是編程中常見的一種題型，人類看到幾個數(shù)一下子就看出誰大誰小，可是如何把頭腦中排序的思想傳遞給計算機(jī)呢？用動畫演示冒泡法和選擇法的排序過程，激發(fā)學(xué)生對編程的興趣，引申學(xué)生的自我認(rèn)知和定位，合理評價自己，接納自己，引導(dǎo)學(xué)生對自己設(shè)置高目標(biāo)。孔子說：“取乎其上，得乎其中；取乎其中，得乎其下；取乎其下，則無所得矣?！?/p>

每個人的人生都有無限可能，給自己定一個稍高的目標(biāo)，趁年輕多吃苦多奮斗多學(xué)習(xí)多成長，堅持自己的夢想。萬一實現(xiàn)了呢？

三? 思政元素融入方法

人都喜歡聽故事?；谶@一心理特征，將專業(yè)知識點和科學(xué)家小故事結(jié)合起來，將相關(guān)思政元素和德育文化自然流暢地融入到專業(yè)知識中，采用輕松愉快，形象生動的語言講授出來，采用工科文講，哲學(xué)和美學(xué)的語言，讓學(xué)生聽課變成一種美和愉悅的享受。

結(jié)合日常生活，生產(chǎn)實踐科研，當(dāng)今社會熱點和零零后學(xué)生心理特征及人生觀，適度適時自然流暢地引入中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化和品德教育，從程序設(shè)計原理，實際編程案例自然闡述出科學(xué)精神、科學(xué)態(tài)度、團(tuán)隊意識、協(xié)作精神等內(nèi)容，并注重問題啟發(fā)和與學(xué)生的互動，采用板書，多媒體教學(xué)，網(wǎng)絡(luò)視頻，上機(jī)互動答疑，分組比賽等教學(xué)手段（如圖2所示），力爭做到復(fù)雜的問題簡單地講，枯燥的問題幽默地講，難點問題生動化，不牽強，不枯燥，激發(fā)學(xué)生的興趣，并在價值觀人生觀的建立層次上提高一個臺階，力爭實現(xiàn)春風(fēng)化雨，潤物無聲的效果，從而達(dá)到教書育人，立德樹人的目的。

四? 學(xué)生反饋

該課程獲得了程序設(shè)計基礎(chǔ)思政課堂好教案的稱號，并在齊魯工業(yè)大學(xué)（山東省科學(xué)院）信息與自動化學(xué)院進(jìn)行了教學(xué)實踐。

實踐表明，思政元素的引入，多種教學(xué)方法的綜合運用，如采用啟發(fā)式教學(xué)、上機(jī)課演示及課堂分組討論和比賽、分享等以學(xué)生為中心的互動方式，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和興趣，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，引發(fā)學(xué)生主動從內(nèi)心深處感悟和思考，教師再根據(jù)學(xué)生的問題、感悟、體會和收獲等進(jìn)行詳細(xì)解答和適當(dāng)引導(dǎo)，使學(xué)生在感情上產(chǎn)生共鳴，思想上得到認(rèn)同，真正做到“潤物細(xì)無聲”。學(xué)生紛紛表示很有收獲，思政課堂獲得了學(xué)生的一致認(rèn)可和發(fā)自內(nèi)心的感激。

五? 結(jié)束語

本文說明了程序設(shè)計基礎(chǔ)開展思政課程的必要性，給出了課程思政建設(shè)方案和具體案例，融入方法，學(xué)生反饋等，并在齊魯工業(yè)大學(xué)（山東省科學(xué)院）信息與自動化學(xué)院進(jìn)行了教學(xué)實踐。實踐表明，該思政課程建設(shè)可以有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計語言的熱情，使學(xué)生快速具備運用信息技術(shù)解決專業(yè)領(lǐng)域問題的基本能力，并通過對程序的領(lǐng)悟和理解，加深了對自己的認(rèn)識和了解，基本實現(xiàn)了課程的四大目標(biāo)，同時也為高等院校思政課程建設(shè)提供必要的參考。

參考文獻(xiàn)：

[1] 把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程，開創(chuàng)我國高等教育事業(yè)發(fā)展新局面：劉云山講話王岐山張高麗出席[N].人民日報，2016-12-09.

[2] 教育部關(guān)于印發(fā)《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》的通知[EB/OL].https：//www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2020-06/06/content_5517606.htm.

[3] 那俊，李丹程.課程思政在計算機(jī)類課程中的探索與實踐[J].中國大學(xué)教學(xué)，2021（3）：48-51.

基金項目：山東省教學(xué)改革面上項目“高校教師教學(xué)質(zhì)量評價機(jī)制與體系的探索與實踐”（M2020075）；齊魯工業(yè)大學(xué)（山東省科學(xué)院）教學(xué)改革項目“人工智能背景下離散數(shù)學(xué)課程的混合教學(xué)模式研究”（kczx202034）

第一作者簡介：張芳芳（1982-），女，漢族，山東菏澤人，博士，副教授。研究方向為程序設(shè)計和自動控制的教學(xué)與研究。

*通信作者：姜翠美（1979-），女，漢族，山東泰安人，博士，副教授。研究方向為程序設(shè)計及數(shù)學(xué)方面的教學(xué)和研究。