计算机科学与技术专业课程教学模式探索

汪莹

“立德树人”是现代高校教育中的重要课题。但是，大数据时代网络信息繁杂，一些不实言论通过网络等各种渠道非法散播，对部分青少年尤其是高校学生的思想产生了不良的影响。同时，高校教育已经不再局限于传统教育方式，线上线下混合教学模式对高校专业课程和思想教育工作也提出了新的要求。本文从课程体系、师资建设和教学过程等三个方面分析了目前计算机科学与技术专业教学工作开展的难点，并以计算机专业基础课离散数学为例提出了切实可行的开展思路。

1 计算机科学与技术专业思想政治教育工作开展的重要性

高校政治思想教育工作一直是党和国家重点关注的问题。在2020年12月召开的全国高校思想政治工作会议强调，要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人，努力开创我国高等教育事业发展新局面。

在网络信息技术日新月异、飞速发展的今天，计算机科学技术的发展受到了全世界的重视。现如今，各大高校的热门专业排行榜中，计算机科学与技术专业一直高居前列，培养出了一大批在计算机科学领域做出卓越贡献的专业技术人才。专业毕业生不但广泛遍布在IT企业从事计算机软件系统、硬件系统的设计与开发、系统测试和维护等工作，也可以在银行、金融、通信等计算机相关领域甚至在政府机构、国家安全部门从事计算机科学技术相关的研究工作和管理工作。因此，在计算机科学技术专业人才培养过程中，思想道德教育成为必不可少也是至关重要的一个环节。

2 计算机科学与技术专业课程开展思想政治教育的难点

目前，专业课程结合思想政治建設工作在一些高校和专业中发展良好，在高校教育中覆盖面越来越广，但是在深入推广过程中依旧存在着一些难点。特别是在计算机科学与技术专业中，问题主要体现在以下几个方面：

2.1 在课程体系中，没有深入挖掘计算机相关知识和思想政治教育的联系

大多数高校在专业的课程设置中，主要是针对知识传授和能力培养。以计算机科学与技术专业为例，课程主要教授计算机科学方向的基本理论知识和计算机工程方向的实用技术，同时开设实验课程培养学生的动手实践能力，涉及的计算机专业基础知识、算法设计、系统设计与开发等课程理论性较强，又相对抽象晦涩。想要将思想政治教育内容成功融入计算机科学与技术专业课程的教学过程，首先需要分析和理解计算机科学与技术专业课程知识内容和体系，其次在课程内容中挖掘潜藏在专业知识内部的思想政治教育因素，让二者能够有机融合到一起，从而在教授专业理论知识、提高学生创新精神、实践能力的同时，增强他们的理想信念、社会责任感。因此，不管是在课程体系的建立中，还是在专业课程的教授过程中，如何能够更好地挖掘并引入思想教育元素，是能否在计算机科学与技术专业中顺利开展思想政治课程最大的重点和难点。

2.2 在师资队伍建设中，教师的思想政治能力和意识还需要进一步培养

在教学过程中，教师的“教”是核心。对于广大教师而言，立德树人是关键，牢记为党、为国育人是根本，要把思想政治工作贯穿到教育教学全过程。教师课堂思想政治工作不到位，其主要原因有以下两点：

（1）教师从思想上对思想政治教育工作不够重视，对这项工作开展的必要性理解不足，对课程思想政治教育的认同度不够。因为思想政治意识淡薄，部分教师在教学过程中只注重专业知识的讲授，忽视思想品德教育。即便有涉及，也只是点到即止，做做表面工作而已。

（2）教师自身政治理论素养不足。政治理论知识缺乏，理论高度不够，会直接导致教师思想政治能力不足，无法在教学过程中将思想政治元素与专业知识完美结合，融会贯通，最终严重影响教学效果。

3 计算机科学与技术专业思想政治教育的开展思路

高校教育是专业人才教育最重要的环节，因此一定要坚持理想信念教育、道德教育和社会责任教育；构建以社会主义核心价值观为引领的课程体系，把社会主义核心价值观教育融入教学全过程各环节，全面落实到课堂教学、实践活动和文化育人中。计算机科学与技术专业的思想政治教育工作可以关注以下几个方面：

3.1 提升专业教师的思想政治素养，激发课程思想政治主动性

高校教师队伍的建设和管理是教育的立教之本、兴教之源，为此需要加强相应工作。提升教师的素质和水平对于保障学生培养质量具有重要意义。

首先，必须加强专业教师的思想道德素质培养，进一步提升思想政治教学意识和能力。学院或课程组定期组织召开政治理论学习活动和专题教学研讨会，帮助教师提升政治理论水平。通过对一些优秀教师榜样的学习开展丰富多彩的师德师风教育，提高教师的道德品质和职业操守。还可以定期举办教学沙龙，邀请教学专家分享教学经验，组织课程建设交流会，在集体讨论的基础上挖掘思想政治教育的关键环节和核心理念，以正确的价值观为学生树立学习的榜样。教师只有在充实的思想政治理论知识和出色的思想政治能力的基础上，通过深入挖掘与专业课程相关的前沿热点问题，才能有效地融入思想政治教育因素，有效引导学生树立正确的价值观。因此，对于教师而言，政治理论学习的开展是必不可少的环节。

其次，教师自身主动性的发挥，从某种程度上更有利于教学效果的提升。经过上述学习和交流，教师可以理解思想政治教育的重要性和必要性。让他们认识到，课程中加入思想政治教育内容不但不会影响正常的专业知识的教授，反而可以体现更高层次的教育内涵，增强学生的理想信念、社会责任感，培养他们的爱国情操。另一方面，教师自身思想政治意识的加强，可以促进思想政治能力的提高，更可以充分调动教师的教学热情，增加思想政治教育的可信度、可靠性和感染力，从而更加激发学生学习的兴趣和积极性。因此，正如下图1所示，教师思想政治能力的培养可以更好地促进教学能力的提升。

3.2 充分挖掘计算机科学与技术专业课程中的思想政治因素，调动学生主动学习的积极性

国家信息化产业的快速发展离不开计算机专业人才的培养。在信息技术高速发展的今天，高素质、高觉悟的计算机专业人才也越来越受到重视，思想政治教育也显得更加重要。如何建立计算机科学与技术专业课程教育和思想政治教育的联系，下面以专业基础课离散数学为例，提出几点建议：

（1）以热爱国家和民族为核心，培养学生民族自豪感和爱国情操

1958年，中国迎来了具有重要意义的里程碑——小型电子管通用计算机103机的问世。我国计算机技术和信息技术虽然较发达国家起步较晚，但是发展势头十分迅猛，真可谓是“大鹏一日同风起，扶摇直上九万里”。这归功于近年来党和国家对信息产业的大力扶持，还有许许多多优秀的科学家、研究工作人员数十年如一日的付出。

“落后就要挨打。”新中国成立前的中国，由于信息技术严重落后，导致国家重要的战略信息、政治信息、经济信息被侵略者截获，国家命脉被列强操控。当今时代，我们的国家站在世界民族的行列中，科技的飞速发展始终引领着国际潮流。1983年，国防科技大学成功研制出了每秒运算速度超过亿次的银河-I巨型机，这标志着我国高速计算机研制迈出了重要的一步。近年来，中国自主研制的高性能电子计算机屡屡登顶全球超级计算机榜单。我们还有国家自主研发的芯片、世界领先的算法和科技、还拥有无数世界顶尖水平的专家学者，例如曾经获得“图灵奖”的顶级科学家姚期智、屡次破译世界顶级密码的清华大学王小云教授、突破重围摘得“全球白帽黑客奥斯卡”——The Pwnie Awards “史诗级成就”桂冠的360 Alpha Lab研究员龚广等等。

教师在讲授离散数学基础知识和算法的过程中引入这些内容，通过古今中外对比，学生们更能体会现在祖国的强大。一方面，可以使他们的民族自豪感油然而生，另一方面也让他们燃起报效祖国的雄心壮志，鼓励他们为了祖国更加美好的明天努力学习，刻苦钻研。

（2）以计算机专业发展现状为引导，激发大学生的使命感和责任感

几十年来计算机科学与技术的蓬勃发展，对全世界的军事、政治、经济等各方面带来了深远的影响，计算机与网络更是成为全球人民生活中不可或缺的部分。自1946年世界上首台电子计算机ENIAC的问世起，到如今新一代计算机量子计算机的诞生，预示着计算机科技即将进入崭新的时代。在这关键时刻，国内计算机科技的发展对国家能否继续领跑具有特别重要的意义。

离散数学是计算机及相关专业的专业基础课程，在计算机的发展和计算机科学研究中扮演着重要的角色。它是一门广泛应用于多个领域的学科，包括计算机科学、数学、物理学、生物学、心理学等。学习离散数学课程的主要目的是解决实际问题，还涉及算法设计、数据结构、人工智能、计算机科学中的统计学、数据库管理、网络安全等后续课程。因此在教学过程中，要将计算机技术发展历史中重大突破的背景与影响、信息技术领域及其相关行业发展的前沿和趋势、离散数学研究内容与计算机科学之间的联系融合贯穿于课程知识之中。

举例来说，在离散数学课程的图论部分，通过介绍树形结构和图形结构的概念，引导学生思考如何在计算机中存储、表示和应用复杂的数据结构类型，从而引出专业核心课程数据结构中“二叉树”“图”等相关知识；通过介绍一些经典算法，如“最小代价生成树”“每对结点间最短路径”等算法，引出算法设计与分析课程中的贪心算法思想和动态规划算法思想等。通过这样的方式，一方面，让学生明白学好离散数学课程可以为后续专业课程的学习打下良好的基础，另一方面，也让他们对后续重要的专业课程有了初步了解和兴趣。

教師还可以在课堂中引入最近最新的热点话题，用学生感兴趣的案例作为切入点，例如以人工智能程序ChatGPT为例，对人工智能领域中机器学习、自然语言处理等重要领域的相关知识进行简单介绍，以及其中涉及的离散数学概念，让学生更加清楚深刻地理解离散数学课程的应用场景。同时，也可以引导学生思考人工智能的发展对社会的影响，以及如何保证人工智能的安全性和可控性。

当代大学生们要深刻理解专业的重要性，明白自己作为国家计算机领域专业队伍的重要后备力量所肩负的责任，意识到计算机科学技术对百姓安居乐业、行业和国家顺利发展的重要性，因此，教师需要在课堂教育中激发他们的使命感，引导他们更加积极主动地学习专业知识，将来积极投身于国家计算机专业领域建设中。

（3）以严谨的思维培养为基础，增强大学生理论联系实践和创新精神

随着计算机科学技术的不断进步，离散数学作为现代数学的一门重要分支，涉及具体概念、模型和算法，是一门交叉课程。其主要研究离散量的结构以及各结构之间的关系。学生需要通过学习离散数学这门课程，培养出更好的抽象推理、逻辑思维和归纳构造等能力。同时，他们还能够提升运用数学方法解决问题的技巧，为他们进一步学习计算机相关知识打下坚实的数学基础。

数学语言是严谨的，它不像自然语言一样可能存在二义性或歧义，在离散数学的学习中，学生能清晰地感受到这一点。例如在数理逻辑部分，学生要将各种自然语言描述的前提条件翻译成形式语言，再根据已有的规则推导出合理的结论。在教学过程中，教师可以加入适当的思想政治引导，虽然现在国内外有一些不利于祖国和党的谣言，但是作为一名大学生，要以端正严谨的态度和辩证思维去看待这些不实言论，从网络世界纷杂的数据中获取正确的信息，坚定自己爱党爱国的信念。另外，教师还可以利用启发式教学，通过提出问题和情境，引导学生自主探索和发现思想政治内容的意义和价值。借助启发性问题、开放性讨论和探究性学习等教学方法，学生可以更深入地理解并应用思想政治理念，培养批判性思维和创新能力。

作为计算机相关专业的基础课程，离散数学的学习使学生们能够初步认识到这些数学工具在计算机领域中的应用。计算机科学与技术专业的学生需要具备一定的解决复杂工程问题的能力，面对一个实际问题，从数学建模到设计和分析算法，最后利用程序设计语言实现，最终得出正确结果。因此，除了理论课程的设置，离散数学课程还安排了实验环节，使学生运用程序设计语言实现和离散数学理论知识相关的若干问题，加深对课内所学基本理论内容的理解和掌握，并进一步提高学生的编程能力。通过实验，教导他们理论联系实践的重要性，增强动手实践能力，同时鼓励他们不断钻研。教师通过实践教育响应创新型国家建设对科技人才的要求，培养富有创新意识、科学研究能力、工程实践能力，同时具有良好的沟通能力和团队合作精神的计算机专业人才。

3.3 因材施教，采用现代化教学方式开展思想政治教育和专业教育

2020年，全国的教学工作几欲停摆。教育部及时提出了“停课不停学”的方案，鼓励学校和师生利用信息资源和网络平台开展线上教学。新的教学方式给广大师生带来了新的挑战和机遇。在经济和生活已经恢复正常的今天，虽然绝大多数学校都已经恢复线下传统教学，但是特殊时期摸索出来的经验却依旧能够被借鉴，并为传统的教学方式带来良好的改进。现在大多数高校中，仍然保持着线上线下混合教学模式。

计算机科学与技术专业核心课程相对比较复杂，如离散数学等课程需要有良好的数学功底，可能出现教学效果不佳的情况。在教学过程中，为了提高课程的质量和学生的学习效果，教师可以尝试以下方法和策略。首先，可以通过引入实际案例、引发讨论和辩论等互动方式，引导学生主动思考、提出问题，并积极参与课堂活动。此外，教师还可以运用多媒体技术和现代教学工具，创造丰富多样的教学环境，激发学生的兴趣和好奇心。通过举办小组讨论、角色扮演、案例分析等活动，让学生在互动中深入理解和应用专业知识和思想政治理念。

高校学生学习基础参差不齐，心理状况也各不相同，一视同仁则会影响教学效果。所以还需要关注学生的心理健康，多维度收集学生的学情数据信息，并利用数据挖掘等技术加以智能分析。分析学生的学习态度、课程知识熟练情况和思想状况，再从根源出发，采用线下线上多种方式加以引导，帮助他们端正思想和态度，提高成绩。

除了传统线下课堂教学方式以外，还可以采用多种多样的现代化教学方法，建设离散数学线上教学资源库就是其中一种，包括课程视频、教学课件、教学交流群、线上题库等等。利用线上资源不但可以减轻传统教学过程中批改作业和试卷的压力，而且可以有更多的时间关注学情，思考更好的教学方式和方法，从而进一步提高教学效果。教学方式的多種多样也有利于教师多维度收集学情数据。比如，统计学生线上视频的观看时间、回看度，线上题库的完成度和准确率，同时结合线下课堂听课情况和作业、测试成绩，借助先进的机器学习算法和模型对学生的期末成绩进行预测，对预测成绩不理想的同学可以重点关注，提前进行干预和辅导，确保他们期末能够取得较好的成绩。此外，还可以分析学生对离散数学中主要知识点的掌握情况，做到有的放矢，针对一些重点难点和易错点加强复习和巩固，更好地提高教学效果。主要教学环节中，可以如图2所示，多阶段多方式地加强思维引导和专业知识传授，从而达到更加良好的课堂思想政治和教学效果。

4 总结与展望

“实现中华民族伟大复兴，教育的地位和作用不可忽视。我们对高等教育的需要比以往任何时候都更加迫切，对科学知识和卓越人才的渴求比以往任何时候都更加强烈。”教育，特别是高校教育不仅仅是知识的传授和能力的培养，要让学生明事理、辨是非，引导他们树立正确的三观，坚持社会主义核心价值体系。

在新的教育形式下，思想政治工作需要更加深入地开展，如何更好地贯彻“立德树人”的思想，利用现代化教学方法将思想政治教育更加灵活且有效地融入正常的课程教授过程里，对于所有的教育工作者而言都将是长久的研究课题。

本文系南京邮电大学通达学院教学改革研究项目“离散数学课程思政探索与实践”，项目编号：JG30621008。

（作者单位：南京邮电大学通达学院）