程序设计类课程思政教学改革探索与实践

高 洁，于 健，刘志强，喻 梅，赵满坤，王建荣

（1.天津大学 智能与计算学部；2.天津市先进网络与应用重点实验室；3.天津市认知计算与应用重点实验室，天津 300350）

0 引言

高校思想政治工作关系高校培养什么样的人、如何培养人以及为谁培养人这个根本问题，事关中国共产党和人民事业后继有人这个根本大计。根据习近平总书记对于“立德树人”的重要论述［1］，在各学科教学中进行课程思政建设，是深化高校课程思想政治教育改革，提升素质教育水平的有效方法。

程序设计原理是一门理论性较强的专业课程［2］，也是计算机专业的基础课程，大部分工科学科的必修课程，通常采用较为传统的课堂理论教学与上机实验相结合的教学方法。在教学过程中，课程侧重于相关程序语法理论和应用实践，因此课程受众面广、理论性强、实践程度高。通过课程学习使学生对各种类型高级程序设计语言产生深刻的理解，了解程序设计语言发展中的问题与趋向，掌握程序设计语言各主要成分设计中的关键问题、主要步骤、表示法的基本技能，学会分析、选择、调和、折中、设计语言的新特征。

课程思政是国家和大学教育的要求，是以构建全员、全程、全课程育人格局的形式将各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应，将“立德树人”作为教育根本任务的一种综合教育理念。程序设计课程与课程思政相结合，有助于将思想政治教育的育人功能和学科专业教育相结合，落实“新工科”立德树人根本任务的内在要求［3］，便于学生在学习理论知识的同时提升学习动力，接受教师在思想价值方向的引领，弘扬、传递社会主义核心价值观［4］。

广泛调研发现，近3 年课程思政研究发展迅速，已在程序设计课程中积累了一定的成果［5-6］，但从现有成果发现以下问题较为突出：①对学生接受思想政治教育的教学评估考核机制不足；②“立德树人”的教学理念在程序设计类专业课程教学中的融入程度不够［7］；③程序设计课程案例库中的案例与思想政治教育的融合度不足［8］。为此，本文旨在对以上3 个问题进行研究与探索，并通过程序设计原理课程对课程思政改革进行探索。

1 程序设计课程思政改革

1.1 改革思路

在课程思政改革的设计过程中，应主要突出以学生知识、能力、素质协调发展为目标，以学生为主体，重视培养学生的思想政治素质与创新能力。因此，本文从以下思路进行教学改革设计：①在课程大纲设计思路中加强课程思政，对有应用价值的知识提出深入问题供学生实践或思考，激发学生的学习兴趣；②课程通过日常各环节的要求和知识点的潜移默化融入课程思政，让德育元素贯穿教学全过程；③将课程讲授内容与国家发展相联系，引导学生价值观，实现立德树人润物无声；④通过改革使教师关注国家时事，了解学科的历史沿革与未来发展趋势。

1.2 改革举措

为实现课程改革目标，在讲解程序设计原理基本理论时，应紧密服务国家战略，弘扬核心价值与文化自信，凸显专业思政课程特色，引导学生养成良好道德品质，培养科研素质能力，提升学生认知自身发展与国家、社会层面发展需求紧密结合重要性。为此，本文从基础改革、专业特色改革、课程思政创新改革等方面分别提出不同的改革措施，具体程序设计课程思政改革框架如图1所示。

Fig.1 Framework for ideological and political reform of programming curriculum图 1 程序设计课程思政改革框架

1.2.1 课程思政基础改革

课程思政的改革在不同课程建设中发展迅速，但存在一些不足和亟需改进的地方。因此，本文首先针对当前同类课程基础性改革不充分的地方提出相应的改革措施［9］：

（1）利用多媒体辅助展示思政元素。通过对课件再加工，在课件背景图片、音乐、标题等部分增加思政内容，教师在讲解知识的同时适时进行引导，深挖课程内容中隐含的思政元素，将思政教育与课程内容相结合，把相关思政元素穿插到专业课知识点中，从而积极引领学生的思想价值，实现立德树人的根本任务。

（2）将形式多样的教学方法落实课程思政教学。灵活巧妙的多样性教学方法有助于将思政元素有机融入专业知识教学中，提升教学效果。前期，融合问题驱动、思维导图教学模式的课程教学改革，有助于激发学生学习兴趣，引导学生深入思考。采用项目/案例驱动和小组讨论的教学方法，以项目为主线，将项目融入整个教学过程中。项目/案例驱动的教学方法可渗透培养学生的工程意识、团队协作和软件工匠精神，小组讨论教学法能促进小组成员间的讨论、合作和头脑风暴，可培养学生沟通交流、表达与思辨能力，开拓思路，提升学习积极性、创造性和综合能力。问题驱动教学法能吸引学生主动参与课堂学习，充分调动学生思考、分析和解决问题的积极性，激发了学生学习兴趣、创新意识和勇于探索的科学精神，力求将思政元素入脑入心，从而进一步提升教学质量。

命题 4.2 μ, Μ(B,K)是Rd上正交测度框架测度且 令ν=(μ+ν1)∘Sμ, 则ν为μ的近似对偶测度框架。

（3）在教学内容中补充思政元素。通过深入解读教学内容知识点，可挖掘其中蕴含的思想政治教育元素。例如，在讲授线性表时由于线性表不同，存储方式存在各自优缺点，在使用时应根据具体问题具体分析，每个人均存在自身独特的闪光点，一定找准定位，做自己最擅长的事情，发掘无穷潜力，开启人生华章。对于队列这种先进先出的线性表，教师在教学内容中可与现实中的排队相联系，引申出遵守社会秩序和社会公德的必要性和重要性，从而引导学生躬行。对于字符串这种整体参与运算的数据结构，可引申出团队建设，只有团队中的“短板”变长，团队才能发挥出最大效用。

1.2.2 程序设计课程特色改革

程序设计原理课程属于计算机专业课程，专业理论性较强，与课程思政相关的改革研究较少［10］。本文结合程序设计原理课程的特点，提出对专业课程的改革方案与特色：

（1）课程思政融入基础编程教学。通过介绍基础编程中的一些语法和解析软件行业规范，让学生了解程序开发规范的重要性，从而有机融入不以规矩，无以成方圆、软件行业法律法规等思政元素，培养学生规范编码的习惯，强化学生工程伦理教育和软件工匠精神，培育学生德法兼修的职业素养和道德规范。通过介绍编程语言中的“选择”结构，引入“if语句”实现思政教育的“人生选择”，帮助学生塑造正确的世界观、人生观和价值观，培育、践行社会主义核心价值观。通过介绍Java 中的循环结构，引入“while 或for 语句”实现计算校园贷的惊人利息数据，揭秘校园贷背后的圈套，让学生自觉抵制校园贷。

（2）思政元素融入实验教学。每个课时章节均需要相应的实验课程加深理解内容、全面夯实基础，进而融会贯通知识点。因此，在实验环节中进行相关思政教育，对培养学生个人精神、品格、能力至关重要，是加强课程思政建设的重要途径。与程序设计实验课程相关的思政元素主要体现在以下两个方面：在个人精神素养方面，由于程序设计实验将算法思想通过代码实现，不仅要求代码能正确执行，还要有良好的时间复杂度与空间复杂度，在此期间需要学生克服各个问题、改正错误，以充分培养学生一丝不苟、勇于克服困难、勇攀人生高峰的精神；在团队协作精神的培养方面，通过布置综合型大作业、小组协调的方式完成任务，以培养学生的团队协作意识和协作精神，提升学生团队协作素养。

（3）构建课程思政程序设计题库。在程序设计竞赛题库基础上，依据知识图中的知识点分类，构建以章节知识点为细分的基础知识题库和以动态规划、图论等类别为细分的综合运用题库。设计与时事热点及专业应用相结合的题目，引导学生树立正确的价值观和科学探索精神。建设在线评测系统自动评判学生提交的程序，并提供错误原因，帮助学生快速实践所学内容，提高综合运用能力。目前，在线评测系统已应用到课堂练习、课后作业和考试中，平均每次实践教学约有1 200 人提交记录，近两年已有1 000 余名学生在该系统上注册并学习，其中用于在线教学的题库已有364题。

1.2.3 课程思政创新改革

本文分别介绍了针对程序设计原理课程及同类课程所提出的课程思政改革方案，通过少量案例和课程知识点概述总结了课程思政的新教法。在此基础上，本文总结提出以下课程思政创新改革：

（2）全力打造反转课堂，促进师生互动，调动学生积极性。通过翻转课堂使教师、学生、教学内容、环境等因素相互影响相互作用，引导学生自主探究，杜绝学生被动听课的现象，培养学生深度分析、大胆质疑的能力，增强课堂吸引力与感染力。

（3）课后对接竞赛，培养学生的创新精神，提高思政教学质量。将课后作业以竞赛模式提出，挖掘课程难度，巩固课堂所学理论知识，加强理论联系实际，培养学生刻苦钻研、开拓创新的精神，增进学生团队合作与竞争意识，提升教师教学质量。

2 课程思政教学实践

程序设计基础是一门覆盖面广的计算机专业基础课程，天津大学智能与计算学部教学团队授课的学生范围为智能与计算学部所有学生。为有效将课程思政改革方案应用到实际教学中接受实战考验，团队结合办学定位、专业特色和课程特点，深入挖掘思想政治教育资源，完善课程内容，改进教学方法，探索创新课程思政建设模式和方法路径，将课程思政融入课程教学过程进行广泛实践。本文分别通过不同实践环节结合具体案例，介绍目前进行的教学实践，如图2所示。

Fig.2 Practice of ideological and political teaching in programming course图2 程序设计课程思政教学实践

（1）将专业教学内容与思政元素紧密结合。在具体教学单元内容的处理上，善用借题发挥和联系时事的方式挖掘专业知识中影射的人生哲理，增加学生对思政内容的理解，提升学生兴趣。课程开始时，介绍当前软件开发技术，软件行业发展现状、趋势及就业前景，提升学生学习程序设计语言的兴趣，激发学生对未来人生目标的憧憬，对未来职业的规划，培育学生职业素养。同时，点评美国制裁中兴、华为等事件之痛和美国“清洁网络”计划滥用国家力量打压遏制中国企业，以此激发学生科技报国的家国情怀和使命担当，激发学生学习热情、奋斗之心等内生动力，为未来补短板、锻长板，掌握核心技术、攀登科技高峰，避免“卡脖子”现象而努力学习和潜心研发。

（2）在日常考核内容中与思政内容相结合。课堂中进行专业知识和思政内容相结合的讨论，举办有关“造不如买，买不如租”的辩论，在辩论过程中提升学生对思政内容的理解。此外，教师还可将课后习题与思政相结合，将题目设计为“目前世界超级计算机500 强中，超算能力位居榜首为什么是中国？”通过类似问题在不显得突兀的前提下，增强学生民族自豪感。

（3）切实开展课程实践项目。在课程实践项目中，提升学生的学术道德素质和法治素养，形成尊重规则、尊重知识产权、尊重创新的道德规范。具体而言，分组开展程序设计项目，让学生自主查询中国计算机科学技术的最新发展情况，要求学生在体现思政元素的同时根据兴趣开展难度合适的程序设计项目，让学生在项目开展过程中深刻了解中国在计算机科技领域的进步。

（4）通过形式多样的教学方式，实现思政内容的良好融入。将与“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、排版；将“大国工匠”中典型人物作为图文混排部分；将“一带一路”信息、社会主义核心价值观等作为素材，设计制作PPT，充分利用教室内的多媒体设备进行展示，引入课堂思政元素进一步强化、提升学生的思想和精神，让学生在学习知识的同时升华理论境界。

（5）课程思政与专业竞赛相结合。针对程序设计原理课程面向学生知识积累较少的特点，开展难度较低的程序设计竞赛，并在竞赛题目中融入思政元素。由于学生缺乏竞赛经验，需在指导教师的带领下组织竞赛经验丰富的队员为学生开展培训，传授队员间的合作经验。在竞赛过程中，学生在解决问题的同时体会到团队协作精神和集体荣誉感的重要性，受到课程思政熏陶，在艰苦奋斗中锤炼意志品质；在解决问题过程中，将课堂所学专业知识系统化，填补了知识空白；在挑战困难中，激发学生主动探索的创新精神，全面提升了自身综合素质。

3 课程思政改革成效

经过程序设计原理课程的课程思政改革设计、教学实践等环节，针对课程思政发展的3 个问题，对课程考核评价方法机制建设情况及校内外同行和学生评价、课程思政教学改革成效、示范辐射等情况进行不同维度评估。

对于课程考核评价的方法机制建设，采用主题讨论、小组实验和期末考试的形式考察学生在思想领域方面的培养情况。在授课过程中，让学生自主查寻中国计算机科学技术的最新发展情况，并在课堂上以辩论或展示方式对最新技术对中国及世界的影响进行讨论，教师根据学生表现情况和思想感悟进行打分，使学生通过自身调研，理解技术是社会发展的强大推动力。此外，教师对相关技术进行深层次介绍，学生们均表示受益匪浅。

将小组成员配合情况列入小组实验的成绩评定中以体现学生间的团队精神和责任感。在期末考试中加入思想政治、工程伦理和道德品质等相关问题，考察学生的思想水平和政治素养。加入课程思政使学生加深层次，有目地性地学习相关知识，增强了其对理论知识的掌握力度。部分学生评价，在该课程中既能学到计算机的相关知识，又能透过这些知识体会到科技强国的重要性，从而能更专注的投入学习。

校内外同行及学生的评价普遍认为，课程教学内容充实、重点突出且结合学科前沿，能将社会主义核心价值观、工程伦理等内容有机融入课程内容中，作到线上教学和线下学习的有效结合，有助于培养学生的爱国主义精神和家国情怀，既达到预期教学效果，又激发了学生学习专业知识的兴趣和热情，具有获得感。

教学设计既能体现以学生为中心的理念，又能结合专业特点和学生基础选择合适的例子，理论联系实际。其中，讲授工程伦理课程的教师认为在程序设计原理课程中加入社会责任、工程伦理和工匠精神等内容，减少了课程间的壁垒，便于学生理解与吸收，为后续课程学习打下良好基础。

此外，本文所提出的针对同类课程的课程思政改革措施取得了一定成效。改革方案中的课程思政建设方案、案例建设方法等对后续课程及同类课程的学习也具有一定的示范辐射作用。

4 结语

课程思政是学科教学中的必要环节，也是实现“立德树人”的重要举措［11］。程序设计原理课程作为计算机专业的基础课程，具有专业性强、受众面广的特点，非常适合作为课程思政教学改革探索的土壤。本文在课程教学内容中加入课程思政元素，并进行一系列教学改革使学生在复杂的理论知识中深刻了解其中蕴含的人生智慧，使其能更专心地学习理论知识，增强学生民族自信心，有利于学生树立正确的世界观、人生观和价值观。

最后，经过校内外同行评价反馈，充分证明了本文开展的教学改革与实践所取得的成效，改革方案对广泛的同类课程具有指导性意义，为后续课程建设提供了良好的示范作用。