数据科学基础课课程思政教学与实践路径探索

陈默 李封 徐彬 张昱

摘  要：针对数据科学基础课的课程特点和教学内容，设计并改进课程思政的教学方法与手段，从建设课程思政资源库、探索课程教学新模式、拓展第二课堂育人通道以及建立多维度课程评价与反馈机制等方面着手，对整个课程思政的教学流程形成可迭代优化的闭环教学路径，结合四位一体的课程目标，通过深挖课程蕴含的思政元素，将内含的精神和价值外化为课程的教学实践，内化为学生的精神追求，从而实现课程价值引领和学生能力培养的有机统一。

关键词：课程思政;数据科学;实践路径;价值引领;教学实践

中图分类号：G642        文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2023）23-0071-04

Abstract： In view of the characteristics and contents of Foundations of Data Science， the paper designs and improves the teaching methods of the curriculum ideology and politics. By building the ideological and political resources database of the curriculum， exploring the new teaching mode of the curriculum， expanding the channel of the second classroom education， and establishing the multi-dimensional curriculum evaluation and feedback mechanism， a closed-loop teaching path that can be iteratively optimized for the whole course ideological and political teaching process is formed. Combining the objectives of the four-in-one curriculum， by digging deeply into the ideological and political resources contained in the course， the inner spirit and value are externalized into teaching practice and internalized into students' spiritual pursuit， thus realizing the organic unity of curriculum value guidance and students' ability cultivation.

Keywords： curriculum-based ideological and political education; data science; practice path; value guidance; teaching practice

2019年 3月，习近平总书记在学校思想政治理论课教师座谈会上提出：“要坚持显性教育和隐性教育相统一，挖掘其他课程和教学方式中蕴含的思想政治教育资源，实现全员全程全方位育人。[1]”这是自2016年12月習近平总书记在全国高校思想政治工作会议上指出“使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应。[2]”以来，对推进课程思政、全方位育人的再次强调。对于思政课，习近平总书记十分重视，用了很有分量的两个词：“非常必要”“不可替代”。因为思政课关系到“培养什么人、怎样培养人、为谁培养人”这个根本问题，习近平强调，“在这个根本问题上，必须旗帜鲜明、毫不含糊”“坚持社会主义办学方向”“培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人”[1]。

数据科学基础课程是计算机通识类选修课，涉及的专业广泛，主要来自理工类、文管类多个专业的低年级本科生，其中有不少学生对自己的职业规划及未来发展感到迷茫，如何将能力培养和社会发展结合非常重要，学生能力培养不能脱离德育教育，如果没有理想和信念，知识学习也很难持久[3-4]。大学阶段不仅是学生学习文化知识的重要教育阶段，也是学生在精神、道德、人格方面逐步定型，进而走向社会的最后准备阶段，低年级本科生对科学哲学价值观的感受往往不够深刻，加之当今社会信息获取的渠道和来源多样化，容易对学生产生影响，需正确引导他们健全自身的品格塑造，进一步引导学生爱国、爱党、爱校、爱专业。因此，通过深挖这门覆盖面广、受众数多的通识课程中蕴含的思政资源和德育素材，将能力培养、思维转变和素质提升融合[5]，立足计算机学科优势做好课程思政具有重要意义[6-7]。

一  构建四位一体的课程目标

在本课程教学过程中发现学生的视野往往会局限在学习数据分析知识点上，但真正能让学生长久产生学习兴趣的因素并不仅是课程教学内容，当学生在内心深处领会到这门课对于其职业发展的重要性，以及对于实际生活应用的意义时，学生会保持更持久的学习动力，而这些都需要通过思政内容去告诉学生：“为什么要学习数据科学？”“我们国家的数据产业发展如何？”“作为成长于大数据时代的大学生，能用课程学到的知识做什么？”等等，将包含思政内涵的这些问题及答案渗透到学生的学习过程非常重要。因此，围绕“思政教育”核心思想，数据科学基础课程采用混合式教学方式，融合思政元素，将课程思政教学模式融合在专业能力培养过程中，打通课程思政与专业能力培养之间的隔阂，重新构建四位一体的课程教学目标，如图1所示。

1）知识目标：掌握数据科学领域的基本概念。

2）能力目标：掌握数据分析工具的基本使用方法和技巧，具备采用数据分析工具及数据科学思维去解决相关专业领域内实际问题的基本能力。

3）思维目标：具有良好的数据科学思维、计算思维以及科学创新思维。

4）素质目标：引导学生具有使用数据分析缘事析理、明辨是非的意识，提升科学素养，培养学生学以致用、报效祖国的使命感和责任感。

通过以上四种目标，围绕“课程思政”核心，将思政教育贯穿于教学的全过程，把思政元素植入教案、融入教学、汇入教法，建构四位一体化的课程教学协同体系。

二  课程思政教学设计

（一）  建设“思政融入点”整合“思政教育面”的思政案例库

构建既有专业知识又有思政元素的教学案例库，在每个知识单元的案例教学中，加入思政要素，让每一个案例不但有数据价值，更有思政教育价值，通过“思政融入点”整合“思政教育面”的课程思政教学新模式保证思政案例教学执行的有效性和贴合性。例如，在第1章“课程导论”知识单元“数据分析的过程及意义”中给出如下思政案例，并通过该案例抽取出思政融入点，进一步给出价值扩展，最后在更高维度上抽取该思政案例对应的思政教育面，将“以点带面”的思路用于本课程所有的思政案例，本课程案例组织模式如下。

1）课程章节：第1章 课程导论——1.3 数据分析的过程及意义。

2）思政案例：“奋斗者”号全海深载人潜水器成功完成万米海试、南海可燃冰成功开采以多媒体影音播放结合案例讲解的方式体现课程思政，在案例講解中，突出成果数据，例如“‘奋斗者号的坐底深度为10 909米”“南海可燃冰总量试采12万立方米，最高产量达3.5万立方米/天，平均日产超过1.6万立方米，其中甲烷含量最高达99.5%”。

3）思政融入点：知识点中的“数据分析是一个探索过程，需要好奇心、寻找答案的欲望和很好的韧性”与科学探索精神相契合，知识点中的“我国非常重要的科技发展和标志性成果的背后都离不开数据分析的技术支持”与中国深海科技相契合，从而引出思政案例。

4）价值拓展：“奋斗者”号全海深载人潜水器成功完成万米海试，是我国深海科技探索道路上的重要里程碑，通过这个实例让学生了解我国深海科技中涉及到的海洋环境数据、精细地形数据等数据分析应用，同时理解对未知事物的好奇心和对科学探索精神的重要性，让学生进一步领会奋斗者号的“深潜精神”。

5）思政教育面：社会主义核心价值观教育、中国特色社会主义和中国梦教育。

案例教学不仅能增加学习过程的趣味性，更能让学生深刻体会到学有所用的归属感，同时将课程知识和思政元素进行化合反应，这其中最重要的环节就是如何将案例的价值拓展有效划分到“思政教育面”，使得每个案例都能发挥有所不同的价值导向作用。根据几年来的授课经验，针对社会主义核心价值观教育、职业精神教育、人文素养教育、德育素养教育、创新精神教育和传统文化教育等“思政教育面”，对于主要章节设计典型的思政案例如下：

在讲授第二章“数据获取”时，以通俗易懂的语言介绍数据获取的方法，包括问卷调查、网络数据获取、数据文件读取，针对这些数据获取引入对应的思政案例。例如，介绍问卷调查时，用第七次全国人口普查作为切入点，让学生进一步了解这次全国人口普查是在中国特色社会主义进入新时代开展的重大国情国力调查，这些数据有助于查清我国人口数量、结构、分布和城乡住房等方面情况，为完善人口发展战略和政策体系，促进人口长期均衡发展，科学制定国民经济和社会发展规划，推动经济高质量发展，开启全面建设社会主义现代化国家新征程，提供科学准确的统计数据支持。使得学生从身边进一步了解人口普查是按现行人口普查政策进行有针对性的数据统计和数据分析，加强学生对我国人口结构存在问题的忧患意识，增强学生的爱国爱民之心。

在讲授第三章“数据预处理”时，通过对数据清洗技术的介绍，让学生了解数据清洗的过程和重要性。告诉学生在进行数据处理时要注重原始数据的真实性、实事求是，才能分析出客观的结果。对刻意伪造的虚假数据要懂得分辨、剔除，只有尊重事实，才能得出客观、准确的数据分析结果，才能对我们的决策产生积极有效的作用。这一部分使用“学术造假”“网络刷单”等行为案例，对学生进行德育素养教育，引导学生树立正确的价值观。

在第四章“数据可视化”的授课过程中，以新型冠状病毒感染疫情（简称“疫情”）数据趋势图为例，引入数据可视化的概念及作用。让学生充分理解数据可视化在数据分析过程中的重要作用，讲授通过数据可视化的绘图操作，才能更直观地了解数据背后的含义。以疫情数据趋势图为例，该趋势图让学生直观地看到我国在抗击疫情上取得的胜利。通过举例抗疫事迹，引导学生树立正确的价值观，相比于明星偶像，引导学生更要关注为国家人民无私奉献的科学家、医护工作者等各行各业的楷模，同时让学生通过疫情数据更深刻地意识到今天的抗疫胜利来之不易，向学生强调在思想上不能松懈，为巩固来之不易的抗疫成果作出自己的贡献。

（二）  探索元素融合交叉的数据案例教学的新模式

从本课程教学过程中发现，在面向通识课的非计算机专业学生授课时，不需要过分强调数据科学中太过复杂的算法思想，而是将课程的培养目标设定为使学生在实际工作和研究中能够对数据进行常规的获取、清理、处理和转换，对面向实际社会问题的数据进行可视化分析，并将引导学生对于数据分析的兴趣作为教学重点。根据这一教学核心目标，结合课程思政目标，在教学过程中，以兴趣引导作为主旨，以思政元素和社科元素融合交叉作为手段，围绕具有代表性的数据集案例进行课堂教学。

例如，在数据可视化章节的教学模块中，以国家数据门户网站（http：//data.stats.gov.cn/）作为数据集来源，对网站内所有数据集进行筛选、过滤、整合，形成具有思政和社科元素交叉特点的数据分析案例集（图2），提供给学生选择，让学生学会数据可视化的方法，并通过与中国社会发展、人民生活水平提高相关的实际数据案例，对学生进行中国特色社会主义和中国梦教育，带领学生以国家发展相关的数据集作为数据源，让学生使用柱形图、折线图、条形图等多种可视化图形对这些数据进行可视化分析，使得学生掌握数据可视化方法的同时进一步了解国家近些年在文化、民生、资源保护和经济等各领域的发展，并结合翻转课堂、案例研讨等形式进行课堂教学，激发学生对本课程的学习热情。

三  课程思政教学路径

根据上述课程目标制定课程大纲，从课程体系、教学模式、教学方法、考核评价、教案大纲及考试方式等方面进行建设和改革，将思政教育贯穿于教学的全过程，同时，将思想性、理论性、知识性与教学方式上的创新性有机地结合起来，构建以“学生为中心、思政为导向、数据为辅助”的教学过程，并从以下几方面实践本课程的思政教学路径。

（一）  建设课程思政资源库

系统梳理课程标准、教学大纲、教学日历及教案等融入思政元素的课程资料，建设围绕课程思政的一系列课程资源库，并在建设过程中总结提炼典型案例成果，录制思政元素案例教学视频，结合数据科学基础在线开放课程的建设逐步上线推广。

（二）  实践课程教学新方法

在课程思政的教学过程中，采用提问式、案例式、讨论式以及导向式的课程教学方法和手段，恰到好处地将中国梦教育、德育教育、社会主义核心价值观教育等核心“思政教育面”融入课程知识的教学过程中，鼓励学生参与数据可视化分析这类具有思政元素的课程作业的讨论与分享，促进课程思政的有机融入，引导学生将视野从关注课本知识扩展到关注国家发展以及民生热点。

（三）  拓展第二課堂育人通道

除了课堂上的课程思政之外，不断拓展思政育人通道，探索社会资源、校企合作、实习实践基地、社区体验等第二课堂的融入式教学，例如，开展课程教学的校企合作，邀请与数据产业相关企业的负责人以及领域内专业人士走进课堂，为学生讲述数据产业的历史和发展前景、优秀的企业文化、创业经历等，激发学生的学习动力和奋发精神，在第二课堂活动的交流讨论中进一步引导学生建立正确的价值观体系。

（四）  建立多维度课程评价与反馈机制

从思政教育和创新教育的角度出发，建立多维度课程评价体系，重构课程考核评价标准，将专业知识与思政教育一体化考核，在考核方案中体现思政元素，包括交流分享、团队协作、科学探索、创新精神和工匠精神，同时也通过在线问卷等调研途径，收集学生对课程思政的教学效果反馈数据，配合线上课程的学习行为数据进行定量分析，进一步迭代优化课程资源以及课程教学方法。

如图3所示，通过课程资源建设、课程教学、第二课堂以及课程评价对整个课程思政的教学流程形成可以迭代优化的闭环路径，结合信息化教学工具的教学数据进行学情分析，建立思政元素深度融合的课前、课中、课后一体化的线上线下混合式教学模式，学生通过对数据科学基本知识系统化的学习，在严谨求实的作风、科学探索的工匠精神和坚韧的创新精神等方面得到训练;在学习能力方面得到提升;在价值观方面得到正面的、积极的引导，实现知识传授和价值塑造的同频共振。

四  结束语

数据科学基础课课程思政教学立足课程自身的特点，挖掘深藏于数据表层符号、结构之下的人文精神与价值意义，在教学实践探索中，把对知识的解释以及描述融入到精神价值追求的内核，通过价值引领、知识教育、能力培养的有机统一，达到课程思政的教学目标，并取得良好的教学效果。

参考文献：

[1] 习近平主持召开学校思想政治理论课教师座谈会强调：用新时代中国特色社会主义思想铸魂育人 贯彻党的教育方针落实立德树人根本任务[N].人民日报，2019-3-19（1）.

[2] 习近平在全国高校思想政治工作会议上强调：把思想政治工作贯穿教育教学全过程 开创我国高等教育事业发展新局面[N].人民日报，2016-12-9（1）.

[3] 高德毅，宗爱东.从思政课程到课程思政：从战略高度构建高校思想政治教育课程体系[J].中国高等教育，2017（8）：43-46.

[4] 钟利红.从“课程思政”视角探究大学生社会主义核心价值观的培育[J].高教学刊，2019（12）：171-173.

[5] 卢杨，刘芳.高校课程思政建设的关键点位思考[J].高教学刊，2019（23）：164-166.

[6] 于亚新，丁义浩.以课程思政重塑大数据与智能时代的数据科学思维体系[J].中国高等教育，2020（8）：9-11.

[7] 朱美虹.提升专业教师思政育人的意识和能力，促使专业课程与思政课程协同育人[J].当代教育实践与教学研究，2017（12）：153.

基金项目：国家自然科学基金重点支持项目“基于大数据的交互式个性化教学环境构建方法研究”（U1811261）;全国高等院校计算机基础教育研究会计算机基础教育教学研究项目“《数据科学基础》课程思政的教学探索与实践”（2022-AFCEC-235）

第一作者简介：陈默（1983-），女，汉族，辽宁沈阳人，博士，讲师。研究方向为教育大数据。