程序设计类课程的课程思政研究与实践——以“程序设计竞赛基础”课程为例

何 典，赵 珏，张 胜，梁 英

（湖南工商大学 计算机学院，湖南 长沙 410205）

引言

纵观我国当前的“卡脖子”技术，芯片制造及相关设计软件、硬件和手机操作系统、核心工业软件、数据库管理系统、机器人核心算法等，都与计算机密切相关。面对新时代的新使命和新要求，计算机类专业建设与课程教学亟须改革创新。深入分析中国特色社会主义进入新时代的大背景、新一轮科技和产业革命的新机遇新挑战，对接制造强国、科技强国等国家重大战略，坚持需求导向、问题导向，明确推进教育现代化的思路和方向。

2020年5月，教育部印发了《高等学校课程思政建设指导纲要》。纲要指出，全面推进课程思政建设是落实立德树人根本任务的战略举措，是全面提高人才培养质量的重要任务。各类课程应以隐性教育方式配合课程思政的显性教育方式，彼此协同，帮助学生塑造正确的世界观、人生观、价值观，构建全员全程全方位育人大格局，落实立德树人根本任务。课程思政是响应党中央立德树人的一种体现，是保障方向正确的一道护栏。

“程序设计竞赛基础”是一门培养计算机类专业学生程序设计与算法的思想、方法、技术等核心素养，提高逻辑思维能力，并为后续软件开发打造坚实基础的核心课程和特色课程。该课程被认定为2019年湖南省一流本科课程，2020年立项湖南省教育厅课程思政建设研究项目，并入选湖南省“十大育人”（课程育人）示范案例和学校课程思政示范课。

不同专业具有不同的特色，不同的课程可以开发不同的课程思政融入要点，如何将课程思政融入计算机程序设计类课程，需要从细微处发现融入点，从教学过程里去渗透。要保证社会主义建设者与接班人的德才兼备，更需要每位引路人利用教育阵地长期不懈地提高对社会主义核心价值观方面的执教能力，不断在教学理念、教学目的、教学内容、教学方法、教学活动、评价机制等方面摸索、应用和创新，在不知不觉中把爱党、爱国、爱家的情怀深深植入每位学生心中。

一、课程专业目标与育人目标的自然融合

“程序设计竞赛基础”由于其课程作用、教学内容及其高阶性、创新性和挑战度，使其成为一门非常适合融合专业知识与育人元素的课程。课程专业目标与育人目标的融合，能够有效实现知识传授和价值引领的有机统一，让学生在掌握程序设计、算法分析的基本技能基础上，同时提高课程思政意识。

（一）课程专业目标

1.总体目标。通过国际国内流行的程序设计竞赛模式的教学和训练，培养大学生运用计算机程序设计来分析问题和解决问题的能力，“以赛导学、以赛促练”，增强学生在压力下进行开发活动的能力，提升学生程序设计能力、创造力、团队合作精神和创新意识等，不断开发学生潜力、激发学生学习兴趣与自主学习动力，通过课程教学、实验、模拟比赛和之后的集训等环节，促进学生德智体美劳全面发展。

2.专业人才培养体系中的课程专业目标。计算机类及相关专业开设，前承高级语言程序设计相关课程，进一步提高学生编程与算法实现能力，后接“数据结构”“算法设计与分析”等课程，为增强学生分析和解决问题的能力夯实基础。课程专业目标符合专业定位，能有效支撑专业人才培养目标达成。

3.课程的知识、能力和素质培养目标。学生将熟悉程序设计竞赛的过程、规范和技术，锻炼对较高难度问题的算法设计与程序实现能力，提高采用计算思维来分析和解决复杂工程问题的实践与创新能力，促进自身综合素质得到全面发展，并与国际接轨，使学生融入全球程序设计竞赛队员这一高水平群体中。

（二）课程育人目标

落实立德树人根本任务，全面推进课程思政建设，将价值观引导融入知识传授和能力培养之中，注重学思结合、知行统一，融合马克思主义立场观点方法和工程伦理教育，帮助学生塑造正确世界观、人生观、价值观和科学精神。通过本课程使学生进一步坚定理想信念，增强科技强国、技术报国的家国情怀和使命担当，提升民族自豪感和自信心，掌握用计算思维分析和解决复杂工程问题的思路、规律与方法，通晓解题方法与途径所蕴含的丰富道理和哲学思辨，塑造严谨认真、脚踏实地、吃苦耐劳、不畏困难、心理强大、顽强拼搏、团结协作、公平竞争、敢于挑战、善于探索、勇于创新的品格，具有敬业、精益、专注、创新的大国工匠精神和职业责任感，努力成为德智体美劳全面发展的合格的社会主义建设者和接班人。

二、课程思政教学设计

（一）设计原则

1.既要认识到我国在信息技术某些领域面临着“卡脖子”问题，分析利害关系和发展前景方向，从而激发学习动力，增强责任心与使命感，明确努力方向，又要了解我国信息技术的领先方面和强势领域，进一步明确优势所在，发展优势地位，提升民族自豪感和自信心。

2.既要认识到程序设计能力、大国工匠精神、创新创业意识的重要性和成为一名具有远大理想和职业精神的计算机和软件产业高层次人才的挑战性，又要能兢兢业业、脚踏实地、日积月累地学习，通过实践和创新、总结经验、超越自我。

3.既要能够在程序设计能力中有自己的擅长之处，在顺风顺水时抓住机遇，勇往直前，建功立业，又要具有强大的心理素质和抗压能力，具备团队合作精神和组织协调能力，在逆势困境中百折不挠，披荆斩棘，开拓道路。

4.既要能够稳扎稳打，应用所学完美地解决具体问题，又要跳出既定问题，通过总结升华，从更高的层次来分析问题、总结经验、领会道理。体会编程之美，养成良好习惯，形成自己解决某一类问题的思路、技巧和风格。

（二）设计案例

课程内容结合学生成长规律，依据学科前沿动态与国家发展需求动态更新知识体系。与国际大学生程序设计竞赛接轨，共享国内外优质资源。课程目标符合国际计算课程体系规范（Computing Curricula，CC2020），培养融合知识（Knowledge）、技能（Skills）和品行（Dispositions）三方面综合“胜任力”（competency）高的计算机人才。以如下两点为例，阐述相应的案例设计。

1.程序设计竞赛入门。分析国际国内计算机和软件产业现状和形势，习近平总书记多次论及要瞄准“卡脖子”技术，解决“卡脖子”问题。探讨在计算机和软件产业中，有哪些“卡脖子”技术要发展，目前在哪些方面还比较欠缺，需要从哪些方面着手解决。介绍程序设计竞赛的发展和特点，鼓励学生积极参赛，激励学生学习兴趣，树立学习理想，做好学习准备，在竞赛中奋发图强、砥砺前行，引领学生思考新时代的计算机和软件相关专业的大学生应该成为什么样的人、怎么样成为这样的人。

2.模拟问题。以三星、LG等国外领先技术为例，介绍显示器发展背景。分析显示器显示效果呈现的原理，探讨在程序设计中如何进一步改善显示效果。显示器领域以前的一些先进技术都掌握在他国手里，现在我国奋起追赶，已基本实现自主国产化和位于领先行列。与此同时，介绍几种求解方法本身的特点及其中蕴含的道理。在实际生活中，存在很多难以找到公式或规律来解决的问题，只能按照一定步骤，重复地做下去，最后才能求解，即需要通过同类问题的大量训练，使学生掌握通过模拟方法来求解问题，增强对方法的掌握和对道理的体会。在此过程中，培养学生发展的意识与积极向上的态度，遇到困难不要气馁，深刻理解一些问题的解决并没有捷径可走，唯有耐心逐步探索，才能达到成功的彼岸。

三、“程序设计竞赛基础”课程思政教学活动

（一）环环相扣的课程思政教学活动五环节

“程序设计竞赛基础”的课程思政教学活动分为五个环节，环环相扣。教学活动包括学生预习、教师教学、真题实践、学生翻转讲题、竞赛选拔五个环节。这些环节既紧扣时代脉搏，突出现代计算机知识的讲授和实践，又以新的国际环境为背景，联系“卡脖子”和“领头雁”问题，有目的、有意识地培养学生正确的世界观、人生观、价值观，达到德艺双馨的目标。

第一步，预习环节。教师将相关知识点整理到网络教学平台上，学生必须通过预习才能获得相应积分；第二步，教师教学。教师通过讲授知识背景，开展实践教学，将价值观引导融入知识传授和能力培养之中，同时通过智慧教学平台完成课堂活动（包括签到、讨论、答题、测试等），平台记录学生每一个真实的脚步，为综合评判学生成绩积累数据；第三步，学生真题实践。模拟大学生程序设计竞赛体制，采用真实案例教学和训练，体现课程教学的客观、公正、具体、可回溯性，评测系统会实时返回评测结果，帮助学生改进程序错误、优化程序执行效率，同时，测评系统会实时排名，让学生看到自己在同学中真实水平，激发你追我赶的竞赛氛围；第四步，进入学生翻转讲题。学生争相担任小老师，分析自己的解题收获，讲自己的故事，讲新时代中国的故事，讲作为新一代软件人融入国情世情奋发图强的故事，以学生为中心，从学生的角度阐述问题，更能获得学生群体的共鸣；第五步，集训选拔。一般在假期，组织学生中佼佼者进行竞赛集训与选拔，“以赛导学、以赛促练”，提升学生高阶程序设计能力、创造力、团队合作精神和创新意识等，不断开发学生潜力、激发学生学习兴趣与自主学习动力，为各类学科竞赛输送人才。

（二）融合工匠精神的课程思政特色

作为一门程序设计类一流课程，以家国情怀的培养、国之重器的认识、人格的塑造为课程育人主要目标，通过教学实践和课程建设，使学生增强自豪感、使命感和责任感、提高分析和解决复杂工程问题的基础能力，培养勤勉敬业、精益求精、追求极致、勇于创新的大国工匠精神，形成了自身特色。

1.有效地将课程思政与工匠精神进行了融合。一是在课程教学和建设过程中，从敬业、精益、专注、创新四个方面，时刻注重工匠精神培养，时刻挖掘和融入课程思政元素，使课程思政和工匠精神能够自然融合。二是课程团队用工匠精神打造一流课程和进行课程思政，倾注了大量精力，建设了大量资源，通过十余年的课程教学、建设和改革的积淀，在课程教学、建设和改革的过程中体现工匠精神。

2.在人才培养上，学生的知识、能力和素质得到同步提升。提高了学生的程序设计能力、创造力、团队合作精神和创新意识等，激发了学生学习兴趣，锻炼了学生专注学习、吃苦耐劳、追求卓越、敢于超越的精神。培养了一大批具有工匠精神的学生，并起到了发现拔尖人才的作用，为培养后续参加程序设计、机器人、“互联网+”等比赛的潜力队员打下坚实基础。

3.提升学生公平竞赛，积极竞争、你追我赶的学习境界和竞赛精神。整个教学过程模拟程序设计竞赛，全程服务器自动评测、实时播报、可记录、可分析、可回溯。全部采用程序设计竞赛真实案例教学和训练。课程练习、测试和考试的评判标准完全采用程序设计竞赛评测体系，客观、公正、具体。

（三）深入挖掘和有机融入课程思政元素

深入挖掘课程本身的知识内容与其中蕴含的思政育人素材，认真研究思政映射与融入点，重点发掘课程教学中能将思想政治教育内容与专业知识技术教育内容有机融合的领域，采用适合的授课形式与教学方法，有机融入课程思政元素。

例如，为了培养学生强大的心理和敢于超越的精神，课程采用了公平且有压力的实践教学方式，即采用竞赛方式进行平时实验、测试、考试和选拔。为了培养学生严谨认真的态度和高度的责任感，课程平台采用严格的程序测评机制，采用机器评测，测试数据全部通过才能认为正确，需要学生反复思考、认真编程、严格测试方可完美解决问题。测评题目大都具有较强的挑战性，需要长时间地思考和动手实践，才能解决问题。

四、教学效果

通过本课程的教学，学生基本了解我国信息技术相关领域的地位，明晰程序设计与算法在计算机和软件行业中的重要性，学生对课程和程序设计竞赛有了初步认识。了解行业领域相关技术的背景，进一步了解我国在某些关键技术上的发展优势，增强民族自豪感和自信心。引导学生在学习新知识过程中理解学无止境，发现程序设计中的乐趣，鼓励学生勇于尝试，敢于试验，走出一条属于自己的路。结合产业发展中的问题和取得的成就，使学生树立民族自豪感和自信心，进一步增强对国家和对自己的信心，相信自身通过努力也能做得更好。在程序设计等计算机类课程的课程思政中起到了基础性和关键性的作用，也培养了一大批基础扎实、动手能力突出、能吃苦肯付出的学生，学生就业质量高，专业对口率高，受到用人单位的好评。

结语

整个课程的教学过程不局限于课堂之上，课程团队所有成员，通过课堂教学、实验实训、竞赛指导、课程建设等环节和过程进行课程思政，贯彻全员育人、全程育人、全方位育人，在讲授、实验、集训和资源建设中融入和体现课程思政。将课程思政与工匠精神充分融合，并且体现思想性、科学性、时代性，这也是程序设计类课程追求的目标和自身特点所决定的。课程本身有高阶性、挑战性和创新性，做到思政融入、课赛结合、专创融合，在提高所有学生的能力与素质的基础上，发现和培养优秀学生，在课程思政中起到示范与教育作用。