面向拔尖人才培养的课程思政建设——以大数据计算基础课程为例

王宏志，史 宁，刘显敏，付立君，刘 畅

（1.哈尔滨工业大学 计算学部，哈尔滨 150001；2.哈尔滨工业大学 未来技术学院，哈尔滨 150001）

2020 年5 月教育部印发的《高等学校课程思政建设指导纲要》中指出，为了完成道德建设和人才培养的根本任务，我们需要将价值塑造、知识传授和能力培养三者结合起来。将课程思政融入课堂知识传授和能力培养过程中，言传身教塑造学生正确的人生观、世界观、价值观。工科专业要在课程教学中结合马克思主义立场观点方法与科学精神，注重工程伦理教育，培养学生精雕细镂的工匠精神，激发学生科技报国的雄心壮志。

正所谓课程思政要如盐在水，教师作为课程思政的主力军，要切实将课程思政融入课堂教学建设，贯彻于教学目标拟定，课程大纲编纂及教材课件的编写选用等各个教学准备环节，同时在课堂授课、作业实验等各个教学环节予以实施。深度挖掘提炼专业知识体系中所蕴含的思想价值和精神内涵，紧紧围绕国家和区域发展需求，结合学校发展定位和人才培养目标，科学合理地拓展课程的广度、深度和温度，拓展课程的知识性和人文性，提高课程的引领性、时代性和开放性，构建覆盖面广、类型丰富的课程思政体系，从专业、行业、国家、国际、文化和历史等角度参与课程，层次递进，相互支持，通过学习，掌握事物发展规律，了解世界真理，丰富知识，拓展知识，塑造人格，努力成为德、智、体、美、劳全面发展的社会主义建设者和接班人。

本文在分析大数据计算基础课程教学内容和目标的基础上，结合大数据计算基础课程，阐述了课程思政实施的重点，并从教学内容、教学方法和教学考核等方面阐述开展课程思政的做法，更好地加强学生思政教育。

一、课程思政

国家提出建设科技强国以来，新技术不断涌现，我国自主研发的技术在很多领域逐渐走在了世界前列，我国在国际上的地位也逐步提升，但在一些重点领域和关键技术上还存在短板，甚至存在“卡脖子”现象。由斯坦福发布的人工智能指数（AI Index）2021 年度报告中提到，目前中国在学术工作方面的成绩超过美国。多年前，中国的AI 期刊发表文章数量即超过美国，现在中国首次在期刊引用量上也占据了优势。但是，在实际的生产应用中，由于一些核心技术我国并未掌握，每年我们都需要向发达国家交巨额费用，这不仅是经济上的巨大开销，同时也会造成数据信息的大量泄漏。目前，我国在大数据领域的多个方向的技术水平仍不及国外，对开源社区影响力弱，相关生态系统发展还不够成熟。尽管我国大数据市场潜能巨大，但很多行业坐拥海量数据，不知道如何转化为价值，蓬勃发展大数据技术还有很长的路要走。

以人为载体的人身性的个人数据，自然界的各种数据，以及人类生产生活过程中所产生的数据等数据，都是原始数据。随着技术发展和商业模式的发展，这些原始数据的价值不断提升。所谓的“大数据”，就是利用现代信息技术，使原有数据的价值得以不断地被充分挖掘和发挥。大数据作为科技时代的重要标签正日益影响人们的生活，社会因此透明化。处于透明网中的个人隐私由消极隐私转向积极隐私，面临着二次收集、再次利用和无处遁形的挑战。这些问题产生的根源在于技术风险孕育的隐患、应用主体的使用情况以及制度失位催生的漏洞等。我国作为世界上人口最多的国家，人类活动每天产生的数据总量已经达到了一个相当可观的数字，这些原始数据具有极高的研究价值，如何将这些数据牢牢把握在手中，是一个不可忽视的关键性问题。

本课程作为计算机大类/软件工程大类的一门学科方向性课程，注重学思结合、知行统一，目的是使学生初步认识和了解大数据方向的基础知识，为学生今后深入研究大数据方向求解大规模数据问题奠定思维基础，认识和了解目前大数据科学的研究方法及技术应用体系，初步了解大数据学科的问题求解思路及能力培养思路，增强学生勇于探索的创新精神、善于解决问题的实践能力，在讲述分析信息技术问题的同时，注意将科技工作者的担当、创新、奉献及团队合作的精神融入其中，以在学生心中留下了深刻的烙印。进而理解大数据学科未来工作中的专业要求及能力要求，树立中国人的数据要保存在自己手里，开发属于中国人自己的大数据系统软件信心，提高学生对大数据方向求职的核心竞争力，培养学生精益求精的大国工匠精神，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。

二、课程思政与大数据计算基础教学协同育人途径

课程思政与大数据计算基础教学协同育人，将课程思政贯穿于教学目标拟定，课程大纲编纂，教材课件的编写选用等各个教学准备环节，同时在课堂授课、作业实验等各个教学环节贯彻落实。通过专家听课、学生评教、中期反馈等环节对此教学改革项目进行综合评价。如果教学反馈良好，可在后续课程教学中全面展开应用，同时可以推广应用于其他相似专业课程。

（一）教学目标

面向国际前沿和国家需求，培养具备学科交叉融合、团队合作与跨文化交流能力，能够在计算机及相关领域引领未来发展的具有社会责任感、专业使命感和国际视野，身心健康，勇于探索未知、迎接挑战的拔尖人才。

培养学生的计算思维能力，学会运用数学和大数据科学的思想解决相关问题，能够合理有效运用所学专业知识对现实社会中的计算相关复杂问题进行分析，设计并提出解决方案，具有认知论、控制论、系统论和信息论的基本思想和创新的思维方式，具有工程意识和系统观，具有坚实的数理基础与计算机基础知识，具备良好的科学思维方法和计算思维能力，能够综合运用大数据科学的基础理论、基础知识，独立解决与大数据系统相关的智能方法问题与复杂工程技术问题，对未知世界始终保有强烈的好奇心。能够用合适的模型表达和分析各种大数据计算系统相关的复杂工程问题。能够运用大数据算法设计与分析的相关知识，设计求解针对复杂工程问题的算法，并能正确地分析算法的复杂性及结果的正确性。

能够综合运用大数据计算和大数据管理的基础理论、深度分析与数据挖掘等方面的知识，独立解决与大数据计算相关的复杂工程技术问题，具有大数据获取、建模、管理、分析挖掘与应用等方面的理论知识与工程能力。针对计算相关的复杂工程问题对其在社会、健康、安全、法律及文化的影响分析和评价，并能够提出持续改进的意见和建议。能够就复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，能够熟练运用合适的模型表达与沟通复杂工程问题求解方案。

通过鼓励学生在课程实验中参照行业标准范例规范实验报告、技术文档的书写，培养学生认真负责、踏实严谨的工作作风。通过要求学生通过组队实验的方式，培养其团队协作能力与沟通管理能力。对相关法律法规等进行介绍，培养学生恪守工程伦理道德的美好品质，提升学生的产权意识，提高道德素质和法治素养。

结合生产生活中的实际案例讲解相关内容，阐述生活处事哲理，培养学生人文情怀。培养学生独立思考，提出问题、分析问题和解决问题的能力，了解计算机科学与技术学科的发展现状和趋势，具有创新意识、创新思维和创新能力。具有人文/社会科学素养，能够基于工程相关背景知识，理解、分析、评价工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律与文化的影响，并理解应承担的责任。能够理解和评价工程实践对环境及社会可持续发展的影响。具有批判精神，对待事物有独立见解。培养学生的计算思维能力，能够运用计算思维对简单工程问题进行建模，提出解决方案。培养学生自主学习、终身学习的良好学习习惯，积极掌握科技前沿知识，扩展国际化视野。

（二）教学内容

理解大数据计算与普通计算的区别与差异，研究思路及计算思维。结合校训，弘扬哈工大精神和哈工大传统，由于我国仍未掌握一些领域的核心技术，所以每年我们需要花费巨额费用从其他国家进行购买。就像杨元喜院士所说，在我国开始发展北斗卫星导航系统之前，我们是可以进口原子钟的。但是一旦我们开始发展北斗卫星导航系统，西方突然间就不再向我们售卖这些高精度的原子钟了。这就逼迫我国的科研工作者必须要自主可控地发展自己的技术，突破国外的技术封锁，作为新一代的拔尖人才，学好专业知识，努力钻研、为科技强国出力是我们的不懈追求。

随着数据量的急剧增大，对计算效率的需求也随之增加，加快大数据计算技术的发展步伐刻不容缓。通过对大数据算法的概述，介绍当前主流大数据算法的诞生过程，我国目前的大数据技术和发达国家相比还是有差距的，鼓励学生学好大数据相关技术，不断进行技术创新，为我国大数据发展作出贡献，激发学生的爱国情怀。学以致用，学生应用大数据数据结构解决实际问题，将理论知识与工程实践性相统一，培养学生独立思考解决问题的能力，在实践中增长智慧才干。同时对各领域自主开发新技术、新设备，积极研究新方法、新理论的优秀相关思政案例进行介绍，树立开发属于中国人自己的大数据系统软件信心，不让我们站在巨人的肩膀上，我们就要努力成为巨人本身。

通过对任务进行分析，介绍任务实施的技术要求，引导学生要树立精益求精的工匠精神来完成实际任务。通过组队工作，感受合作双赢的魅力，培养同伴之间相互包容，相互理解的团队协作的精神，养成互帮互助，相互协作的良好学习氛围。

通过对大数据管理系统进行概述，介绍各种大数据管理系统技术的优势，教育学生按照实事求是思想路线来想问题办事情作决策，学会从实际情况出发选择大数据管理系统，以不断增强大数据管理系统服务能力。

通过对大数据应用领域的介绍，拓宽学生对本专业的知识面。培养学生基础的大数据意识与逻辑分析能力，对未来大数据应用领域有深刻的理解，会进行相关的设计与应用。通过对我国目前的大数据领域发展现状，以及对未来形势的美好展望，培养学生的技术自信、创新精神与爱国情怀。

（三）教学方法

本课程运用课堂讲授、翻转课堂、以练代讲、实验和大作业等多元化的教学手段，依据本专业的特色和优势，深入探究将思政资源融入课程教学资源的有效方式，将专业课程教学与课程思政教育相融合。

好的思想政治工作应该如盐在水，虽无形无色，但却在潜移默化中悄悄地改变了水的性状，使其由内而外地产生变化。教师在进行思想政治工作时，应格外注意对教学方法的把握，在课程设计和课堂教学中融入思政元素，通过自己的言传身教，注重价值引导，加强科学思维训练和科学伦理教育，让学生耳濡目染，体会一代代科技工作者对国家对人民的伟大贡献，培养学生科技强国的责任感和使命感。

翻转课堂这一教学形式可以充分调动学生的课堂参与度，让学生真正成为课堂的主人。符合当代大学生的自主学习需求，贴近大学生的生活和学习实际，让学生主动参与到课堂教学活动中，潜移默化地教育引导学生充分认识中国特色社会主义伟大实践的丰硕成果。

采用互动式实验这一教学方式由同学们互相评价其实验的完成程度，让同学们参与到实验评判的过程中来，对他人作业的批改，往往是建立在自身的知识基础和理解上，因此，在批改的过程中也就完成了个人对知识的总结、迁移和外显，这也是一种学习方式。因此，互评对于双方来说都是有意义的学习活动，通过互相批改相互学习，真正成为课堂的主人翁。

实验和大作业将理论与实践相结合、课内与课外相结合、第一课堂与第二课堂相结合，使课程思政内容全方位贯穿于德智体美劳，将学生的理论学习与实践教育紧密结合起来，促进学生将所学、所感、所悟内化于心，实现“知信行”的有机统一，在开展思政教育过程中同样起着重要作用。将“读万卷书”与“行万里路”相结合，在实践中增长智慧才干，在艰苦奋斗中锤炼意志品质。

（四）教学评价

1.对学生的学习评价

对学生进行考核时，既要考查本课程专业知识和技能，也要考核学生的人生观和世界观等。本课程成绩满分100 分，考核方式及评价标准见表1。

表1 课程考核方式及评价标准

2.对教师的教学评价

积极通过专家听课、学生评教、中期反馈等环节广泛收集意见及建议，对教师教学成果进行评价反馈，形成教学评估报告。如果教学反馈总体良好，则可在后续课程教学中全面展开应用，同时可以推广应用于其他相似专业课程，还可供其他高校参考借鉴。

三、结束语

深入贯彻落实《高等学校课程思政建设指导纲要》精神，凝聚起思政教育育人合力，在一以贯之中常抓不懈、在久久为功中守正创新，推动高校思政教育不断强化提升，为开创我国高等教育事业发展新局面提供不竭的思想动力，培养出更多具有家国情怀、创新能力、全球视野和引领时代的一流人才。