计算机学科基础核心课程思政教学实践

白俊卿 常文文 闫强 梁斌

[摘 要]文章从立德树人、坚持全员全过程全方位育人、全面开展专业核心课程思政教育的大背景出发，以计算机学科基础核心课程“计算机组成原理”为例，分别从教学理念的重塑、教学思政内容的挖掘与融入、教学方法的多元化设计、课程思政的教学评价四个方面，探索在专业课教学中将思政元素与专业知识有机结合，引导专业学生理解和践行社会主义核心价值观。

[关键词]计算机组成原理；课程思政；教学实践

立德树人是教育的根本任务。2017年2月27日，中共中央、国务院印发了《关于加强和改进新形势下高校思想政治工作的意见》，提出“坚持全员全过程全方位育人，把思想价值引领贯穿到教育教学全过程及各环节，形成教书育人、科研育人、实践育人、管理育人、服务育人、文化育人、组织育人的长效机制[1]”。全面开展专业核心课程思政教育成为高校一项亟待思考和探索的课题。“计算机组成原理”为计算机学科中最核心的专业基础课之一，是学习后续计算机和电子类硬件课程的基础，它具有内容体系广、技术层次深、实践性难的特点[2]。通过加强本课程的思政教学，将传授计算机组成原理的基础知识与思政教育相结合，使学生对计算机内部运行机制建立整体认识和全面了解，为从事计算机及相关专业研究和应用，培养科学的思维方法，为后继课程的学习奠定理论基础，同时加强对学生道德素养和职业操守的培养，促进我国高新科技产业的健康可持續发展。本文以“计算机组成原理”课程为例，从多个方面研究计算机学科基础核心课程思政教学实践方法。

一、教学理念的重塑

（一）将教书育人贯穿于教学全过程

对于计算机学科基础核心课程而言，推进课程思政建设，要求教师在课程教学中改变思路，将教书与育人有机结合并贯穿于教学全过程，找准关键、突出重点

以“计算机组成原理”课程为例。教师在讲授计算机组成专业知识的同时，可通过介绍计算机组成最新科技成果和广泛的前沿用途来拓宽学生眼界，并结合计算机技术发展历程来展现中国近年来在科技方面的迅猛发展。例如，在讲授第二章“计算机的发展及应用史”时，加入我国自主研制的天河计算机相关思政内容，通过讲解千万亿次超级计算机系统的峰值性能，以及在石油勘探、高端装备研制、工程设计与仿真分析、遥感数据处理等领域成功应用的案例，启发学生思考我国自主研制的超级计算机从百万亿次到千万亿次跨越的历史意义，增强学生民族自信心和自豪感。

（二）将以学生为中心的理念贯穿教学全过程

教学过程中以“计算机组成原理”课程为例，借鉴“建构主义学习理论”来构建教学理念，以学生为中心展开教学，将身份从知识呈现者转换为学习促进者，注重将学习主动权交给学生。将理论内容转换为理论问题进行学习，将讲授方式转换为研讨会的形式，总结课程习题答案并转化为共识，以提高学生融会贯通的能力，使学生将课堂所学的知识点串联起来，并结合具体芯片知识，对知识点进行融合与扩展，激发学生思考的兴趣。

二、思政内容的挖掘和融入

思政内容的挖掘和融合，是计算机学科基础核心课程思政教学实践的关键环节。计算机学科基础核心课程教师只有将教学中的思政元素进行充分挖掘并将其融入课程，才能以“润物细无声”的教育方式实现育人、育德、育才的有机统一。

（一）基于知识点的挖掘和融入

1.知识的应用与市场

计算机学科基础核心课程应用范围广泛，涵盖了软件开发、人工智能、网络安全、嵌入式系统等多个领域，这些课程提供了学生在计算机科学和技术领域取得成功所需的基本知识和技能。以“计算机组成原理”课程为例。教师可从计算机应用领域中引入人工智能应用的案例，从近年来人工智能领域的论文产出、专利申请、人才投入、企业规模、风险投资、产品应用等多个方面为学生讲解我国人工智能从低起点到如今综合实力飞跃的过程，向学生呈现以爱国主义为核心的伟大民族精神和以改革创新为核心的时代精神，提升学生的文化自信。

同时，引导学生理解计算机学科基础核心课程在市场上的需求和影响力。教师可在计算机中央处理器部分引入中国芯内容，以从龙芯、威盛到麒麟系列在逆境中的研发与快速成长，向学生展示技术自主、科技创新的重要性。通过案例向学生呈现职业素养、知识产权的重要性，只有这样才能稳定社会秩序，调动人们创造的积极性，促使一代又一代人进行刻苦钻研，推动科学技术发展进步。

2.知识与社会生活的关系

人们常说“知识改变命运”，而实际上知识更能改变社会生活。其中计算机科学知识在现代社会中发挥着重要作用，影响人们生活的方方面面。教师可通过讲授微型计算机的出现和发展历程，引导学生充分理解知识的学习，理解自身与社会生活的关系，引导学生理解现代科技和数字化技术的发展与社会生活水平改善的密切关系。

（二）思政模块的整合与融入

计算机学科基础核心课程的教师将思政元素从课程知识点中挖掘出来后，将思政模块进行重组，在广度上延伸思政元素、在深度上解读思政元素，有效促进思政知识点与专业理论结合体的发展。

以“计算机组成原理”课程为例。课程总体分为四篇，从介绍计算机的基本组成、发展应用到系统总线、存储器和输入输出系统的理解，又从计算机的算术逻辑单元、指令系统、指令流水、RISC技术及中断系统等CPU的结构和功能的掌握到控制单元的功能和设计的学习，最后从设计思想与实现措施的角度对计算机组成的整体架构与核心部件进行了科学的呈现。因此，教师可以将各篇的每个知识点与思政元素的结合体作为“知识－思政”点，并将“知识－思政”点进行串联融合为“知识－思政”线，再由多个“知识－思政”线形成一个“知识－思政”面。

（三）思政元素的挖掘和融入

以“计算机组成原理”课程为例。教师在课堂教学中要依据教材的内容引入唯物辩证法及基本规律，启发学生建立历史思维、辩证思维、系统思维、创新思维，使学生从历史、辩证、唯物多方面研究问题，并从一个计算机组成整体框架的角度来理解和掌握计算机科学的精髓。从早期的计算机部件到CISC的诞生，再到RISC的改进发展，教师以辩证唯物主义思想来解释这一系列发展的过程，实际上是经过了两次辩证否定的过程，即认识到技术与生产力中的内部矛盾，以此来实现计算机技术的发展，完成定性与定量的

变化。

三、思政教学组织的多元化

（一）基本要求

对专业课课程思政的教学设计，除充分满足本学科课程知识体系的要求外，还要同时满足思想政治教育学科的特殊性需求。因此，在计算机学科基础核心课程教学设计过程中，应遵循以下三个方面的基本要求：

1.与启发相结合的“灌输”教学

“灌输”教学以授课教师为源，以启发思考和自主扩展学习为途径。不同于传统教学中“填鸭式”的教学模式，与启发模式相结合的“灌输”教学是学生直观并快速掌握重点知识点的有效途径。渗透方向为学生学习工作的实际要求，以学科基础向社会认知、心理认知、环境认知延展，使学生从被动转化为主动，从认知转化为认同，达到春风化雨的效果。以“计算机组成原理”课程为例，通过让学生设计和实现简单的计算机指令集，帮助学生深入理解计算机组成原理中的指令执行和数据处理过程。

2.理论与实际相结合的融入教学

习近平总书记在主持召开学校思想政治理论课教师座谈会时强调，“要坚持理论性和实践性相统一，用科学理论培养人，重视思想政治理论课的实践性，把思政小课堂同社会大课堂结合起来，教育引导学生立鸿鹄志，做奋斗者”[3]。习近平总书记这一重要论述，既是马克思主义认识论在思想政治教育中的具体运用，也是对思想政治教育基本规律的科学把握，为推动思想政治理论课建设提供了根本遵循。以“计算机组成原理”课程为例，通过将计算机组成原理的理论知识与实际设计相结合，帮助学生深入理解CPU的工作原理和指令执行过程。

3.与时俱进的现场教学

在课程教学过程中，应当遵循历史与现实相结合的教学模式，以及与时俱进、时事教学的原则，从纵向的历史与横向的时事维度出发，挖掘课程思政的教育元素，将中国特色社会主义的发展同世界史相结合，将新时代青年的历史使命与世界发展现状相结合，为学生树立正确的价值导向。以“计算机组成原理”课程为例，将计算机组成原理课程与时下新兴的计算机组成原理领域相结合，引导学生了解和探索最新的计算机组成原理技术和应用。

（二）具体方法

1.课堂教学方法设计

（1）课堂教学强化师生互动

以“计算机组成原理”课程为例。在课堂教学设计中，以提问的方式来替代传统教学内容的讲授。授课内容从数字电子计算机的基本组成到冯·诺伊曼计算机的重要特性，从计算机基本部件的组织方式到基本运算的操作原理，从基本部件的结构到计算机单元的设计思想，以计算机体系为根本将课程的内容划分成多个部分，请学生参与以上学习内容的讨论。在课堂教学中学生均能积极活跃地参与，并能聚精会神地思考问题，能够更好地掌握计算机组成中复杂的知识点，较之前传统的授课方式，获得了极佳的效果。

（2）新技术的讲解与学生深度参与

以“计算机组成原理”课程为例。在教学中利用课堂引导与讨论，课下调研的形式，鼓励学生调研国内外前沿的新技术、新工艺，了解当前国内外计算机组成领域最新研究成果和发展应用趋势，最终以课题报告与课堂讨论的形式将知识点形成体系后输出。通过这种课题报告与课堂讨论结合的形式，既锻炼学生查阅文献、综述文献的能力，又培养团队合作精神，提高学生的创新能力，同时使学生记忆深刻，教学效果极好。

2.课程实验教学方法设计

实验是思政元素知识量最大、项目最多、频度最大的承载体。通过课程实验教学可以达到对学生科学观训练、团队协作培养的目的，同时也能够培养学生在科学领域发现与质疑、探索与创新的能力。

（1）注重社会综合能力的培养

实验教学是培养学生实践能力的一个重要环节，也是培养学生综合能力的重要教学手段之一。以“计算机组成原理”课程为例。在实验教学设计时，从运算器的工作原理到存储器的工作原理再到简单模型机的设计，课程实验使学生从设计实现一个指定功能的运算器模块出发，到给定数据通路的充分理解，再到实现如寄存器和存储器之间、寄存器之间、存储器和存储器之间的数据传送，最终实现在实践基础上能够分析模型机的基本结构，设计实现给定MIPS32指令集的控制器的过程。从简到繁，循序渐进，逐步提高学生运用所学知识分析问题和解决问题的综合能力。

（2）注重创新思维和能力的训练

以“计算机组成原理”课程为例。首先以分组的形式进行实验，每组学生分配不同的实验题目，在实验的前期准备工作中，需要学生查阅相关技术资料和文献，自行设计研究路线和设計方案。学生以课题答辩的方式提交实验成果，由教师进行验收，并依据学生不同环节的表现给出相应的成绩。实验结束后，每个小组要分析讨论实验方案的不足之处，有何创新，下次如何改进，并在实验报告中有所体现。通过对创新思维和能力的训练，实现了学生从被动到主动的转变，提高了学生实验动手能力、用理论知识解决实际问题的能力、合理统筹安排实施科研计划的能力。

四、思政教学效果评价的创新

计算机学科基础核心课程教学效果的评价应从多角度、多方面入手，建立起课程思政教学效果评价体系。

以“计算机组成原理”课程为例。教师站在计算机组成专业技术的角度，要求学生会写逻辑代码，能够进行系统架构设计，但更重要的是具备社会主义核心价值观与良好的团队协作精神。在考核学生专业学习方面效果时，要突出对学生的三观、职业道德等德育方面的考量，并引导大学生追求真、善、美，形成健康的专业伦理和科学的信仰，将社会主义核心价值观内化于心、外化于行。另外，以考查和考试相结合的方式从学生互评、教师互评、学生评教、督导评课、同行听课等多方面开展，以定量和定性相结合的方式进行结果输出，并对考评成绩、实验报告、项目成果和社会反馈与民意调查评价进行综合评估。

结束语

综上所述，在计算机学科基础核心课程中，通过将思政教育的实践与“计算机组成原理”课程相结合，可以使学生在学习计算机科学的同时，认识到计算机科学的应用和发展应服务于社会与人类，培养学生的社会责任感和价值观念。这种综合性的教学实践将有助于培养具备高度人文关怀和社会责任感的计算机人才，为社会的可持续发展作出贡献。

参考文献

[1]中共中央、国务院印发关于加强和改进新形势下高校思想政治工作的意见[J].社会主义论坛，2017（3）：4-5.

[2]王颖锋，杨程博，赵静玉，等.计算机组成原理实验教学研究与探讨[J].电子质量，2023（7）：119-121.

[3]习近平总书记在学校思想政治理论课教师座谈会上重要讲话系列解读（1）办好思想政治理论课，用好课堂教学这个主渠道[N].人民日报，2019-03-20.

作者简介：白俊卿（1983— ），女，汉族，河南商丘人，西安石油大学计算机学院，副教授，博士。

研究方向：人工智能、深度学习、FPGA应用技术研究等。

常文文（1999— ），女，汉族，河南濮阳人，西安石油大学计算机学院，在读硕士。

研究方向：人工智能，深度学习，无人机路径规划。

闫强（1983— ），男，汉族，河北唐山人，西安欧亚学院信息工程学院，讲师，硕士。

研究方向：人工智能、深度学习、图像识别。

梁斌（1988— ），男，汉族，陕西铜川人，西安石油大学计算机学院，讲师，博士。

研究方向：为云计算、数据中心调度、机器学习。

基金项目：西安石油大学研究生精品课程建设（项目编号：2023-X-YKC-003）；西安市科技计划高校院所人才服务企业（项目编号：23GXFW0077）；陕西省重点研发计划（项目编号：2022GY-031）。