基于教学目标分类法的算法设计与分析课程思政教学方案设计

周晓宁 陆召瑞 吴予萌

摘要：针对如何提高算法设计与分析课程的育人功能，提出基于教学目标分类法的课程思政教学设计方案，进行教学研究。阐述了算法设计与分析课程的教学目标、教学实施方案以及教学效果评价方法，并以“最长公共子序列问题”为例，探讨教學方案设计的合理性和可行性。

关键词：算法设计与分析 教学研究 教学目标分类法 课程思政 最长公共子序列

2016年，全国高校思想政治工作会议明确提出“把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人”，以及“各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应”的要求[ 1 ]。算法设计与分析课程主要涉及各种算法设计技术的适用条件、基本原理和效率分析，为学生将来从事实际工作提供思路和方法。作为核心专业课程，要在课程教学中把马克思主义立场观点方法的教育与科学精神的培养结合起来，提高学生正确认识问题、分析问题和解决问题的能力[ 2 ]，需要任课教师能够设立合理的教学目标，科学的教学实施方案以及教学效果评价方法。

一、教学目标的设立

布卢姆将教学目标划分为记忆、理解、应用、分析、评价和创造六个层次。第一阶段思维包括“记忆、理解和应用”，第二阶段思维包含“分析、评价和创造”[ 3 ]。遵循这一理念，算法设计与分析课程的教学目标立足于培养学生的学习态度、认知能力、理解能力、应用能力和综合实践能力；合理引入思政元素，强调马克思主义观点方法中的正确认识问题、分析问题和解决问题的能力，帮助学生树立正确的社会主义核心价值观[ 4 ]。现以“最长公共子序列问题”为例，说明教学目标的制定方法。

“最长公共子序列问题”的关键点为采用动态规划算法解题，涉及到动态规划算法的两个基本特征和四个解题步骤。对于认知能力和理解能力的要求，教学目标设定为：了解什么是两个序列的最长公共子序列；分析该问题可以采用动态规划算法解题的原因；掌握解题的四个基本步骤。通过引入问题的应用场景，理论联系实际；知识迁移后使学生具备在专业领域解决实际问题的能力，实现以能力达成为目标的学习产出。

“最长公共子序列问题”的教学重难点包括证明算法的可行性，如何刻画子问题的递归结构，以及如何根据计算最优值时得到的信息，构造最优解。主要认知过程为“理解”、“应用”和“分析”。通过学习如何求解两个字符序列的最长公共子序列，使学生能够在具体问题的算法设计中选择合适的策略并分析算法的时间和空间效率。

二、教学实施方案的设计

对于知识点的学习，认知过程由低阶的“记忆”向高阶的“理解”、“应用”、“分析”递进。以“最长公共子序列问题”为例，具体的教学实施方案设计如表1所示。

以上教学实施方案的设计主要有以下三个特点：

1.在教学内容的安排上，构建一个知识传授、能力建设和态度养成的多维体系

首先以应用场景开头，引出问题的定义（什么是最长公共子序列）；接着回顾往期内容（关于动态规划算法的两个基本特征和四个基本解题步骤），完成分类教学目标中的“记忆、理解和应用”的第一阶段思维过程。随后，分析两个具体字符序列求解最长公共子序列并提出问题（该算法还有什么其他应用场景）；设置竞赛项目（设计算法完成两段电文重复率检测），完成分类教学目标中的“分析、评价和创造”的第二阶段思维过程。

2.用思政（案例）元素启发学生，在基本原理讲解中巧妙融入思政元素

在“最长公共子序列问题”的讲解中，通过引入热点案例：学术论文重复率检测，开拓学生的思维，使学生对于枯燥的理论更容易接受与吸收。通过案例的讲解，更直接地培养学生的学术规范和学术道德。通过启发式的提问“问题还有哪些应用场景？”，知识迁移后帮助学生深入思考理论联系实际的可能，培养学生的综合实践能力。此外，在算法四个基本步骤的讲解中，不断强化学生唯物主义的科学研究和探索态度。

3.合理利用线上教学平台，采用多种教学手段，提高教学效果

在“互联网+”的背景下，充分利用各类线上教学平台，开展教学活动。将传统的、单一的教学模式转变为灵活的、多样的教学方案，从而激发学生的内在学习动力[ 5 ]。学生通过线上平台观看相关视频资源、完成课后练习；教师则可以对学生完成的作业进行批改评分。

三、教学效果评价

教学效果评价是以教学目标为导向，运用合理的考核方式和有效的技术手段，对能够反映教师教学过程和学生学习成果的数据进行收集、分析和解释，以评判教学目标的达成情况，发现教学实施过程中存在的问题，并持续改进[ 6 ]。

为了准确合理地评价教学目标的达成情况和反馈教学效果，设置了参与度（考勤签到）、在线课后练习、竞赛项目和线下期末考试等考核方式，建立起知识传授、能力建设和态度养成的多维协同考核体系，具体方案如表2所示。

1.参与度（考勤签到）考核采用线下课堂考勤统计、线上资源观看和竞赛项目作业提交统计等多种方式的综合评分。

2.教师利用各种线上教学平台进行在线课后练习考核，对学生提交的作业进行评分。

3.期末考试试卷依据教学目标进行设计和分数统计，试卷题项分别按照认知能力、理解能力、应用能力和综合实践能力评价设置。其中认知和理解考核设置为客观题（选择题、填空题和判断对错题）；应用能力考核设置为应用及案例分析题。

4.综合实践能力考核为竞赛项目，包括项目汇报PPT与项目完成视频或者实际程序演示两部分，并设置相应的等级评分标准。“最长公共子序列问题”的线上作业提交就被设置为竞赛项目。

四、结语

课程思政是新时代背景下提高思想政治教育实效性的积极探索[ 7 ]，算法设计与分析课程顺应时代发展的要求，在课程教学中引入思政元素，合理使用多种线下线上教学手段，课程的教学实施方案和教学效果评价设计立足于教学目标分类法，建立知识传授、能力建设和情感（态度）养成分层递进的多维结构，提升了课程知识体系的教学效果和课程思政的育人成效。

【参 考 文 献】

[1]梁燕.新时代高校课程思政建设的若干思考[J].高教研究，2020（08）：23-27.

[2]王继芬.《课程思政背景下大学化学教学探索——以上海第二工业大学为例》[J].上海第二工业大学学报，2020（12）：321-325.

[3]林蔚，李晓生，李淑华，张小舟，杨长龙，华蕊，王巧燕，李思宇.基于布卢姆教育目标分类理论的课程目标应用研究[J].高师理科学刊，2021（6）：98-101.

[4]靖国华.工匠精神融入高职院校思政教育的路径研究[J].高等教育，2021（7）：18-20.

[5]王秀珍.一节问题式学习课程的设计与应用[J].林区教学.2006（05）：21-22.

[6]边云岗.OBE理念下的课程教学：目标、模式与考评——以《电子商务原理》课程为例[J].五邑大学学报（社会科学版），2021（8）：82-86.

[7]刘媛华.系统工程课程思政教学实践与探索[J].教育教学论坛，2019，（22）：147-148.

（责任编辑：姜秀靓）