《计算机科学与编程导论》课程思政的教学探索

谷琼，宁彬，胡春阳，屈俊峰，魏希三，程格平，袁红星

（1.湖北文理学院计算机工程学院，襄阳 441053；2.湖北文理学院体育学院，襄阳 441053）

0 引言

高校思想政治教育承担着培养合格建设者和可靠接班人的重大使命，习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上强调“坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作的重心放在贯穿教育教学全过程，要用好课堂教学这个主渠道，各类课程都要与思想政治理论课同向同行，形成协同效应”，“课程思政”因而成为近一阶段高校教育教学改革的热点话题[1-3]。“课程思政”是新时代立德树人的根本要求，也是高校思想政治教育发展的内在要求。“课程思政”旨在构建融思想政治理论课、哲学社会科学课、通识课、自然科学课等多门类课程于一体的立体化课程体系，从而形成360度“熔炉式”思想政治教育课程模式[4]。开启“课程思政”建设，是贯彻落实全国高校思想政治工作会议精神的重要举措，准确把握“课程思政”的时代内涵，认真挖掘每个课程的思政内容并将其融入教学过程中，发挥育人作用，是每位高校教师的责任和使命[5]。

《计算机科学与编程导论》课程是教育部计算机教学指导委员会指定的计算机科学与技术、软件工程、物联网及其他相关专业的基础课程，是计算机大类专业大一学生的第一门学科基础课和前导性课程，是专业学习的第一颗扣子。《计算机科学与编程导论》课程它担负着系统、全面地介绍计算机科学技术的基础知识、了解专业面临的任务和专业前沿与未来发展趋势、激发学生专业学习兴趣、为后续系统学习计算机学科专业课程奠定必要知识与技能的重要职责，承担着引导学生进入计算机科学与技术大门的重任。在专业人才培养中担负着基础性、系统性及理论性的作用，挖掘《计算机科学与编程导论》课程思政功能，对学生专业学习和大学四年的成长都具有重要意义。

1 《计算机科学与编程导论》课程教学目标

通过该课程的学习，可以使学生对计算机的发展历史、知识体系、计算机学科、方法论及计算机专业人员应具备的业务素质和职业道德有一个基本的了解，它对于计算机大类专业学生四年的知识学习、能力提高、素质培养和日后的学术研究、技术开发、经营管理等工作具有十分重要的基础性和引导性作用。袁方认为《计算机科学与编程导论》课程教学应该起到“五导”作用：导知识、导方法、导思维、导意识、导职业，可见其对计算机学生的引导作用是非常重要的[6]。因该课程属于前导性基础性课程，面向计算机大类专业的所有学生都要学习，课程内容多而广。

2 课程中浸润思政教育的意义

以计算机大类人才培养的核心素养框架为基础，把理想信念、职业道德、工匠精神、奉献精神等思想政治教育核心元素纳入到《计算机科学与编程导论》的专业课程教学中，通过案例引领，探寻课程知识点和立德树人根本目标的契合点，积极探索“课程思政”与“思政课程”同向而行、同频共振的有效路径。在计算机大类的入门引导课《计算机科学与编程导论》课程教学过程中，重点培育学生求真务实、实践创新、精益求精的工匠精神，培养学生踏实严谨、耐心专注、吃苦耐劳、追求卓越等优秀品质，使学生成长为心系社会并有时代担当的技术性人才。明确《计算机科学与编程导论》“课程思政”的目标，将价值导向与知识传授相融合，在知识传授、能力培养中，弘扬社会主义核心价值观，传播爱党、爱国、积极向上的正能量，培养科学精神、工匠精神等。将思想价值引领贯穿于教学计划、课程方案、备课授课、课程标准、课程内容、教学评价等教育教学全过程，培育专业知识与思政元素深度融合。提炼《计算机科学与编程导论》课程中所蕴含的文化范式，将其转化为社会主义核心价值观具体化、生动化的有效载体，把知识学习融入信念层面的精神指引，“润物细无声”地实现立德树人的根本任务。

3 课程内容与思政教育目标的对接

3.1 计算机的发展历史与文化自信教育

“文化自信是一个国家、一个民族发展中更基本、更深沉、更持久的力量”。在计算机发展史上，我国留下了丰富的物质文化和精神文化遗产。在介绍计算机发展史时，把这些文化成果挖掘、整理出来，展示给大学生，可以很好地培养学生的文化自信。

一是历史上我国对计算机发展所做出的贡献。主要以“算筹”和“珠算盘”的发明为例，中国著名科学家祖冲之借助算筹作为计算工具计算出圆周率；起源于北宋的珠算盘是中国古代劳动人民的发明创造，不仅在历史上发挥着重要善用，在计算机普遍使用的今天，因其灵活方便、准确等优点，仍在许多国家和领域发挥着作用。

二是新中国在计算机领域所取得的成就。1956年，我国计算机的研制和生产才起步，在中国科技工作者的努力下，通过不足70年的时光，当前我国计算机科学已得以较好发展，在大型计算机研制方面，已发展到世界领先水平。我国研制的“银河”和“曙光”系列，主要应用于复杂的科学计算及军事等专门的领域，如大范围天气预报、研究洲际导弹、宇宙飞船等。在CPU研制方面，我国已经拥有独立知识产权的“龙芯”芯片，因其低成本、低功耗的技术使国内CPU基本达到国际领先水平。中科院计算所智能处理器中心孵化的寒武纪科技，发明首款云端人工智能芯片——寒武纪MLU100，该芯片支持经典机器学习算法和各种深度学习算法，还能满足复杂场景下语音、视觉、自然语言处理等领域的云端智能处理需求，打破世界纪录。

3.2 改革开放40 年来以计算机为代表的我国科技发展成就与道路自信教育

2018年，中科院公布改革开放40年面向国家重大需求的15项重大科技成果：载人航天与探月工程的科学与应用、北斗卫星导航系统系列卫星研制、空间科学实验系列卫星、深海科考和载人深潜器技术、量子通信与量子计算研究、极大规模集成电路关键技术、高性能计算、国产芯片与系统软件研发、机器人与人工智能技术、先进核能研究、超强激光技术及装置、高精度衍射光栅制造技术和大口径碳化硅反射镜、青藏高原科学考察研究、青藏铁路工程冻土路基筑路技术与示范工程和地球深部资源探测理论、技术与装备。这些成果中直指我国计算机发展的，有高性能计算、国产芯片与系统软件研发，而实际上，几乎所有成果均与计算机的发展息息相关，都以计算机发展为支撑。这些重大科技成果，是科技的重要进步，是改革开放40年的成就，更是佐证了走中国特色社主义道路是正确的选择性。

以介绍这15项重大科技成果为切入点，对比40年来中外计算机领域的发展情况，引导学生正确认识中国特色和国际比较，全面客观认识当代中国、看待外部世界，用发展成果和发展的历程证明选择中国特色社会主义道路的正确性，教育学生树立道路自信；分析比较我国计算机发展历史、现状与发达国家的差距，树立超越世界发达国家的必胜信念，激发大学生努力学习，勇担历史责任。

3.3 计算机系统各组成部分与大局意识教育

计算机系统由中央处理单元（CPU）（运算器和控制器）、存储器、输入设备、输出设备等部件组成，运算器完成算术运算和逻辑运算，控制器基于指令控制计算机各部分协调工作，存储器用来存放程序和数据，输入设备把程序和数据输入到存储器，输出设备显示或者打印方式输出计算结果。整个计算机系统完美体现了整体与部分的关系原理：整体和部分既相互区别又相互联系；整体居于主导地位，统率着部分。当各部分以合理结构形成整体时，整体功能就会大于部分功能之和。当部分以欠佳的结构形成整体时就会损害整体功能的发挥。整体和部分二者不可分割，相互影响。整体的性能状态及其变化会影响到部分的性能状态及其变化。部分也制约着整体，甚至在一定条件下关键部分性能会对整体的性能状态起决定作用。

计算机系统的这个整体，可以看着计算机的大局，部分则可以看着是局部，在计算机各局部的配置决定着计算机的整体—大局的性能。因此配置计算机时，要从计算机整体性能-大局出发-做顶层设计，局部要为大局着想，要克服自身短板，为大局做贡献，不得影响大局，要有大局意识。

3.4 冯·诺依曼计算机体系结构与核心意识教育

通过冯·诺依曼计算机体系结构中的中央处理单元（CPU）在计算机中的核心地位，引导同学们进一步加深理解坚持党的核心领导地位的重要性。CPU在计算机中处于绝对的核心地位，内存访问、外设存取、总线操作、中断是否进行响应等，都处于CPU的绝对控制之下，而这种绝对的领导地位，是计算机有条不紊、执行各条指令的基础。

对比我国地域广阔、民族众多、经济发展不平衡、受教育程度差别大的国情，引导同学们理解中国的发展必须有一个强有力的核心，这个核心，当前就是历史和人民选择的中国共产党，只有在中国共产党这个核心强有力的领导下，才能统筹八方，推进“五位一体”总体布局和“四个全面”战略布局。

3.5 计算机领域国内知名科学家和成功人士与创新创业教育

改革开放40年来，我国在计算机及互联网领域涌现了众多的科学研究者和成功创业者。这些创新创业的成功人士，接近学生的生活，是大学生崇拜的对象，学习的榜样，是鲜活的案例，如：软件制造行业的王选、求伯君、王江民；运用互联网创业的马云、马化腾、丁磊、李彦宏、雷军等，通过对他们创新创业历程的学习，可以更好地培养学生的创新创业意识，激发学生创新创业的动力。

典型事例可以从以下几方面介绍：中科院院士吴文俊提出了全新的计算机证明几何定理的吴方法，把逻辑推理问题转换成计算问题；中科院院士王选在汉字激光照排领域：汉字字形的压缩和还原技术，以页面描述语言为基础的远程传版新术，开放式彩色桌面出版系统和新闻采编流程计算机管理系统等做出了突出贡献;金怡濂在高性能计算机领域做出了重要贡献。联想集团总裁柳传志的创业传奇，由11个人20万元资金的小公司用14年时间成长为中国最大的计算机公司。张朝阳创立的搜狐，王志东创立的新浪，丁磊创立的网易，李彦宏同好友徐勇共创的百度，马化腾开发的国内网民使用最多的即时通讯工具QQ，马云创立的阿里巴巴，古永锵创办了国内视频网站的代表——优酷，雷军的小米科技的成功可以让学生看到互联网创业成功的典范。

3.6 计算机新兴技术发展与终身学习意识教育

终身学习是指社会每个成员为适应社会发展和实现个体发展的需要，贯穿于人的一生的，持续的学习过程。即“活到老学到老”或者“学无止境”。在计算机领域，从1946年的第1台数字电子计算机ENIAC到第五代计算机；从1960年Database的萌芽到成熟的国产关系数据库；从第一代机器语言到汇编语言到第三代高级计算机语言；从1954年的诞生的面向过程设计的Fortran编程语言到现在使用广泛的面向对象设计的JAVA、C++、C#、Python 等，再到函数式的编程语言，计算机的不断发展是一种必然趋势，计算机是知识更新最快的专业。由此引申到为适应社会发展需要，必须不断了解计算机行业和领域的新变化，学习新知识，掌握新技能，乃至创造新知识，才能不断适应现代社会，适应计算机科学的发展。当前计算机领域每年新更新的知识，大多来源于欧美发达国家，仅仅掌握这些新知识还不够，时代需要我们掌握计算机发展的前沿，创新计算机理论和技术，走到时代的前列。

以中美贸易战为重要事例和最新材料，通过美国禁止芯片和软件出口，对以华为和中兴为代表的中国科技企业实施制裁的事例，激发同学们做新时代创新人才的目标和斗志，强化大学生的科技兴国、创新强国意识。结合当前人工智能技术的迅猛发展，引导学生既要赶超国际先进技术，又要立足我国的实际情况，发现其中的蕴含的机遇与挑战，并以“时不我待、舍我其谁”的爱国热情和气魄担当起科技强国的使命和责任。教学内容要加入云计算、大数据、区块链、人工智能等这些当下最新、最热技术的介绍，力求在使学生了解IT前沿技术和发展动态的同时增长见识，激发学生树立终身学习的意识，培养良好的学习能力和创新精神，主动适应社会变化、技术进步和岗位需要。

3.7 计算机软件开发与团队精神教育

“计算机应用系统开发是一项技术工作，也是一项涉及管理科学的工作，贯穿着人员组织、工程化、标准化等管理工作，在很大程度上影响系统的性能和开发工作的效率。”因此开发工作需要各小组人员按照工程分工和进度要求，按照统一的标准，相互协作，推进工作，这就需要培养以协作和服务为主的团队精神。在团队中协同合作得好，工作效率就高，系统性就好。

以此为例，教育学生，随着科技进步和分工细化，团结合作是大趋势，单打独斗是过去式，任何科学研究和技术应用的成果都是集体智慧的结晶，要培养自己的团队意识，积极参与到团队中去，无论是当前的学习，还是今后的工作，团队协作都是提高学习、工作效率的重要方式。

3.8 计算机软件使用与知识产权教育

在讲授计算机软件时，让学生明白使用盗版软件的危害，使学生了解知识产权保护的意义，引导学生尊重知识产权，尊重别人的劳动同样也使自己的劳动得到认可，不使用盗版软件，自觉维护正版软件的利益。让学生明白计算机软件开发和从业人员除了掌握相应知识技术以外，还应掌握相关计算机行业的法律标准和商业准则。

3.9 网络安全与学生安全、法律意识教育

将计算机网络和信息安全问题和大学生的安全问题联系起来，计算机安全包括网络安全技术基础、网络安全体系结构、密码技术基础、计算机病毒、黑客防范和防火墙等多方面知识，在讲解这部基础知识时，引进学生安全问题，告诫学生，要强化自身的安全意识，学习安全知识，提高防范能力。

计算机科学、技术、互联网网络进步给人类进步的同时，也带来了一系列的社会问题。网络是虚拟空间，但不是法外之地，2017年，国家颁布了《中华人民共和国网络安全法》，用以规范网络安全和网络行为。结合身边的案例，自然融入《网络案例法》的法律知识，向学生传达正确学习和运用网络案例和防御技术，教育学生严格规范自己的网络行为，安全上网、文明上网，维护好个人、企业、组织、国家的信息安全，积极构建网络案例的思想，共创清朗网络空间；教育学生遵守职业道德，培养严于律己，遵纪守法的良好品行。通过计算机犯罪等方面的案例让学生认清网络上哪些无意识的行为会触犯法律，避免学生由于好奇和炫耀技术的原因出现无法挽回的错误；警示学生不要在未来的学习工作中利用所学知识实施网络违法行为；帮助学生树立正确价值观、人生观，明白技术的双面性和职业道德底线。

4 课程教学中浸润思政教育的路径探索

首先教师需要做好引领示范，教师要给学生正确的思政教育，必须以身作责，以身示范，引领在先。教师在教学过程中要以得体的着装打扮、认真的工作态度、正确的政治方向、严谨的治学态度、高尚的道德情操、独特的人格魅力去感染学生、影响学生、带动学生、教育学生、改变学生。做到认真备课，准时上班，提前候课,用心授课，及时批改作业，耐心解答学生疑惑，做学生成长的引路人。培养学生良好行为习惯，通过老师娴熟、规范的操作演示以及良好的素养，对学生良好的行为习惯的培养起着潜移默化的作用。

其次，在授课过程中应精心设计各教学环节，针对不同的育人点，精心设计出形式多样、合适的专业知识点的教学组织形式介绍如下。

4.1 问题导学法

设计“在生活中你能够接触到的计算机类型有哪些？以你在日常生活中了解到的知识，简述计算机的特点？在你成长过程中，家里有计算机吗？如果有，计算机是如何影响你的教育的？如果没有，那么缺少计算机对你的教育又有什么影响？在学习和生活中，你体会到最多的计算机应用有哪些？你认为作为一个合格的计算机专业人才，应该具备哪些能力，并分别简述？”等和专业相关的问题，以问题为基础，以学生为主体,以小组讨论为形式，在教师的参与下，围绕某一知识点进行研究的学习过程。通过布置课前预习、课后复习和实践，鼓励学生联系实际，进行课外拓展学习，培养学生从日常生活、学习中发现或归纳需要利用计算机解决的问题，培养其社会责任感和专业认同感。

4.2 案例教学法

通过介绍计算机诞生和发展过程中一些重要的人物和事件，把学生引到计算机世界中。计算机鼻祖图灵和冯·诺依曼的生平，第一台计算机ENIAC在研发过程中的一些奇闻秩事，“深蓝”在一场国际象棋比赛中击败世界冠军卡斯帕罗夫，阿尔法狗的围棋比赛，我国互联网飞速发展中涌现的马云、雷军等人物，这些学生很感兴趣的内容，使其感受到计算机科学与技术的发展与应用，对人类社会、生活、工作所产生的巨大进步与影响。加强职业道德教育，在课程中介绍有关“熊猫烧香”计算机病毒、黑客攻击等案例，通过正反两方面的事例，教育学生明事理，树立计算机安全意识和正确的网络使用规范等职业操守，不要逾越计算机专业人员的道德底线。

4.3 对比教学法

讲授中国计算机发展史的同时对比世界计算机发展史，计算机发展的前沿研究和先进技术和欧美日等国的发展，通过中外计算机发展史的对比，让学生正确认识到我国在计算机理论研究和技术上存在的短板和不足，激励学生奋发图强的意志，致力于计算机科学与技术的创新发展。让学生正确认识中国特色和国际比较，全面客观认识当代中国、看待外部世界。

4.4 任务驱动法

适用于Office2010基本操作等知识点，培养学生利用所学计算机知识去解决身边实际问题的能力。比如在办公软件的大作业中，让学生收集整理十九大内容相关的文字、图片及数据形成素材进行长文档编辑、图文混排，利用Word制作十九大专刊的报纸，或利用PPT分组制作关于计算机学科中外知名人士、著名IT公司、社会主义核心价值观的公益宣传的幻灯片，利用师生互动平台对PPT和报纸展示，这样不仅能增加学生的兴趣和动手能力，从专业知识学习的角度上感受到祖国的日益强大，增强学生对所学专业的认同感，同时了解我国与国际先进水平的差距，增强社会责任感、敬业精神。

4.5 分组讨论法

分组讨论法适用于网络组建、Excel基本操作等内容的实验。着重培养学生的自主学习的能力，可以让学生自行学习那些既简单又和实际有关联的内容，自己解决实际问题。还可以让学生认真查阅资料并开展有趣的讨论，既能规避教学形式的单一，使之多样化，又能培养学生查阅资料并进行总结归纳的能力。

4.6 讲授+演示法

适用于操作系统或多媒体章节。可以演示一个操作或列举一个例子，让学生自己操作，使得学生能够有一个理解的过程，然后老师有针对性地提出问题，让学生再进一步反思老师为什么这样操作，其他的操作是否可行，不可行的原因在哪。为了寻求答案，老师引导学生回到书本找到相关的原理，最后自己尝试着把理论或概念总结成知识点。

4.7 课程小论文

结合《计算机科学与编程导论》课程的学习，每位同学通过自己认真的思考，对自己感兴趣的计算机专业方向的认识，表达个人的想法和对未来学习的计划和打算，以及今后努力的方向。为将来专业方向分流选择做好准备，得出对自己未来发展有益的指引。

5 实施效果

“课程思政”作为一种融入正常课堂教学的实践活动，其效果的检验比较困难，原因在于“课程思政”的效果很难用数据来表达，也很难从其他教育效果中剥离。本文尝试从学生的角度审视课程思政实施一年来的初步效果，通过学生评教来检验学生对教师在《计算机科学与编程导论》课程思政教学探索的认可程度。通过在“学评教”体系中体现育人评价元素，让德育元素成为“学评教”中的重要内容之一。从教学环节和教学方法上，是否以当今喜闻乐见的形式吸引学生“入耳”；在教学过程是否巧妙设计问题使学生思考引导学生“入脑”；教学内容是否以帮助学生提炼升华，组织教学反思，让学生有所感悟，促使学生“入心”；以“课程思政”为载体，让学生提升计算机专业内在素养“入行”。

课程思政的成效在学生，最终以学生的获得感为检验标准。通过学评教反馈，大多数学生都认为不仅可以获得更多的理论知识，学到认识世界、思考和分析问题的科学方法，而且可以培养良好的道德品行和强烈的社会责任感以及健康的人格，由此带来对《计算机科学与编程导论》课程思政的认同。通过《计算机科学与编程导论》“课程思政”教学探索的示范效应，可进一步采取公开课、研讨交流等形式，对其他任课教师形成正向引导，增强学生主体参与意识。同时探索可复制可推广的教学模式，建立课程评价、课堂教学评价、学习效果评价等标准及机制，逐步实现所有计算机类专业课程思政全覆盖，实现所有课程思政教学常态。

6 结语

“课程思政”强调的是专业教育与思政教育目标和方向的一致，强调的是知识传授、技能培养、价值引领和育人导向的有机统一，是在传授专业知识和技能的同时对学生进行价值引领，这也是高校当前推进课程思政的核心方向。《计算机科学与编程导论》课程思政不是在现有的课程中简单的添加“元素”，更不是“汤”与“盐”的简单混合，而是在深刻理解“立德树人”内涵要求，根据《计算机科学与编程导论》课程教学大纲和计算机大类专业人才培养方案和目标进行的课程再造，“思想和观点”非常重要。在课堂教学过程中，我们需要注意把握尺度，重在深度挖掘《计算机科学与编程导论》课程中的育人元素，不能因为“课程思政”而去专业化、去知识化，需要做到循序渐进，润物细无声。应根据计算机专业的人才培养定位，在“价值引领、能力本位、知识教育”三位一体的教学设计中，最终实现思政目标与《计算机科学与编程导论》课程深度融合。学生能自然接受，认为这本来就是课程的一部分；能够引起学生的情感共鸣，能够有效地激励学生产生学习的内动力，能够有效促进学生对课程知识的理解、掌握、拓展与深化，这样就达到了。

本文通过着力寻求计算机学科专业知识与思想政治教育之间的关联性，将思想政治教育融于《计算机科学与编程导论》课程的教学中，根据课程特点，深入挖掘课程蕴含的思想政治教育元素，有机融入家国情怀、法治意识、社会责任、人文精神、仁爱之心等思政元素，通过学科渗透的方式，达到思想政治教育的目的。通过“课程思政”的建设不断丰富课程教学内容，让学科内容更具有深度；创新教学方法，让课堂氛围更有深度；提升课堂教学效果，让思政教育更有力度。最终实现知识传授与价值引领相统一、教书与育人相统一、言传和身教相统一、潜心问道和关注社会相统一、学术自由和学术规范相统一。