课程思政视域下“三位一体”的课程教学创新探索——以“运筹学”课程为例

王 莉，庄育锋

（北京邮电大学 现代邮政学院〔自动化学院〕，北京 100876）

引言

科学技术发展始终伴随着对技术伦理的讨论，习近平总书记在2016年12月召开的全国高校思想政治工作会议上发表重要讲话，强调“要用好课堂教学这个主渠道”，“其他各门课都要守好一段渠、种好责任田，使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应”［1］。加强技术伦理教育是对理工类课程探索课程思政建设的必然要求，将思想政治教育融入教学全过程对于传统的理工类专业课堂而言是一次变革与挑战。目前课程思政理念正逐渐在高校中形成共识，而在教学实践中存在专业课与思想政治理论课“各自为政”的现象，使得思想政治理论课陷入孤岛困境，长此以往必将不利于学生的全面发展，课程思政融入专业课刻不容缓。

2020年4月，教育部等八部门发布的《关于加快构建高校思想政治工作体系的意见》指出“经济学、管理学、法学类专业课程要培育学生经世济民、诚信服务、德法兼修的职业素养”［2］。目前已有众多教育工作者将课程思政润物无声地融入课堂中，例如，曲立等［3］探索并实践了如何将思政元素融入“运营管理”课程中，详细介绍了思政元素的融入及教学方法的创新。盛庆辉和刘淑芹［4］结合“审计学”的课程特点，基于以学生为中心的教学理念，进行教学设计及教学效果评价。结合文件精神及上述学者的探索实践，通过分析学生群体特点和当代高校教学环境等影响因素，在“运筹学”课程的教学中，也应当充分发挥课程特点，在讲授“运筹学”知识的同时结合中国历史上发生的经典案例，将思政元素与专业知识融合设计，让学生在课堂上不仅能够学到课程本身的知识，更能充分接受思想政治教育。

近几年，高校工作者对如何将“运筹学”课程与思政元素相结合做了相关研究与探讨，廖云华等［5］及张孙杰等［6］针对“运筹学”课程的特点，挖掘其中蕴含的思政元素，优化教学方式方法，探讨了如何在“运筹学”教学过程中找到专业知识与思想政治内容的结合点，用学生喜闻乐见、生动有效、声情并茂的教学方式传递有温度、有深度、有厚度的知识，在潜移默化中培养当代大学生的民族认同感和家国情怀，引导其树立正确的世界观、人生观和价值观；孙波等［7］以上海电力大学经管学院为例，通过分析“运筹学”课程的特点，深入挖掘思政元素纳入“运筹学”教学的路径和方法，在介绍“运筹学”课堂教学内容的基础上，结合教学特点，从“三观”教育、家国情怀、科学精神、“四个自信”等方面有针对性地开展课程思政探索，为“运筹学”课程思政提供充足的教学素材；刘润喆等［8］从“运筹学”课程着手，设计了“运筹学”课程思政案例，深入挖掘专业课程的德育内涵，并从教学内容、教学方法、教学手段层面进行“运筹学”课程思政的教学设计与实践；宋作玲等［9］以运筹学课程教学为载体，提出了融合、共享、协同的教学策略，为交通与物流类及相关专业开展“运筹学”课程思政教学提供参考；赵金玲等［10］探讨了如何在“运筹学”课程思政建设中寻求专业教学与课程思政的融合统一，以最速下降法和一维搜索方法的讲解为例，从知识层面提升到思想层面，将寻优创优思想和科学探索精神根植学生心中，从而达到润物无声的课程思政育人效果，极大程度地发挥“运筹学”课程的育人效能；马满好等［11］及宋国富［12］均探索了如何将思想政治教育融入教学课程体系；李卫丽等［13］结合实际教学经验针对如何在“运筹学”课程教学中开展课程思政提出了三个角度的不同思路。

鉴于此，我们将在“运筹学”课堂教学中坚持立德树人，将价值塑造、知识传授和能力培养三者融为一体，有机地引入爱国、责任、诚信等思政元素，激发学生探索未知、勇攀科学高峰的社会责任感、使命感和学习动力，树立正确的世界观、人生观和价值观。

一、“运筹学”课程教学中存在的痛点问题

运筹学作为一门综合性交叉学科，具有很强的理论性和系统性，既是连接数学知识与实际问题的桥梁，又是培养应用型创新人才的载体。因此，在教学中，既要让学生掌握“运筹学”的基本概念、理论与方法，又要帮助学生建立“运筹学”思想，同时培养学生的实践创新能力。然而，目前大多数高校仍采用传统的教学模式，很难达到培养应用型人才的目的。为提高教学质量，“运筹学”课程改革势在必行。以下分析了“运筹学”课程教学中存在的痛点问题。

（一）价值塑造——教学内容需要重构：忽视了思政元素的融入

政治素养是新时代大学生的综合素养的核心，政治素养的高低是社会政治文明发展水平的重要标志，因此，培养大学生具备优秀的政治素养是每一名高等教育工作者义不容辞的责任。要实现这一目标，课程内容进行思政化重构是核心要素。

（二）知识传授——教学理念需要提升：忽视了以学生成长为中心

教师通常在课堂上讲解数学模型的算法和求解技巧上花费大量时间，而学生被动听讲、做笔记，课堂中的参与性和互动性较低，学生缺乏学习积极性。同时，学生普遍认为“运筹学”是纯粹的数学理论课，不知怎样应用运筹学的理论与方法解决实际问题，仅生硬套用公式应对考试与作业，学生无法掌握运筹优化的思想并将其灵活运用。

（三）能力培养——教学目标需要落实：忽视了专业人才培养目标

“运筹学”的应用性要求和实践性要求较高，而目前大部分教材中的案例陈旧且脱离实际，无法体现“运筹学”源于实践、归于实践的特点。利用运筹学相关知识对实际问题进行求解时，涉及的变量多、约束条件复杂，无法利用手工计算求解，需借助计算机，因此教师不能仅讲授计算方法而忽视学生的动手实践能力的培养，违背“运筹学”课程的开设是为了提升学生分析解决问题能力的目标。

二、“运筹学”课程教学改革创新思路

通过分析“运筹学”课程教学中存在的痛点问题，提炼出课程教学改革创新思路，可总结为一个目标、两个结合及三个方面，具体如图1所示。

图1 课程教学改革创新思路

（一）一个目标

一个目标是通过“运筹学”的课堂教学，加强对学生的思想政治教育。政治素养是新时代大学生的综合素养的核心，政治素养的高低是社会政治文明发展水平的重要标志，因此培养大学生具备优秀的政治素养是每一位高等教育工作者义不容辞的责任。要实现这一目标，对课程内容进行思政化重构是核心要素。

（二）两个结合

两个结合指的是运筹学专业知识与思政元素相结合，将思想政治教育与课堂教学融为一体，是打破次元壁的勇敢尝试。具体来说，在教学中通过介绍运筹学中的经典方法创始人和历史，有助于学生从宏观上对运筹学各个分支有整体的认识。同时，通过名人介绍还可以塑造学生的价值观，鼓励学生学习优秀前辈的事迹与精神，在潜移默化中完成知识传授与能力培养。

（三）三个方面

1.培养学生的民族认同感和文化自信。通过引入一些励志的历史事件：孙子兵法、田忌赛马、楚汉相争、都江堰水利工程等，可以看到中国古代人身上的智慧与谋略，帮助学生坚定文化自信。

2.培养学生的创新精神。华罗庚教授是中国有名的数学家，他提出的“优选法”等方法对国内运筹学的发展起了巨大的推动作用，我国的运筹学发展较晚，当下更是需要更多的创新型人才为中国的运筹学添砖加瓦。

市场的基本特性之一是具有自发扩展性，市场机制的运作必然导致向一切资源配置领域的拓展，包括自然资源配置领域。十八届三中全会决定中，提出建立系统完整的生态文明制度体系，其中特别强调了市场机制的作用，提出实行资源有偿使用制度，推行节能量、碳排放权、排污权、水权交易制度，建立吸引社会资本投入生态环境保护的市场化机制。在此背景下需要认真研究如何理顺水治理中的政府与市场关系，使政府和市场在水治理中更好地发挥作用。

3.培养学生的家国情怀及勇于奉献精神。图论中的“中国邮递员问题”是为数不多的以中国命名的问题，该问题由我国运筹学领域的著名学者管梅谷教授提出。管梅谷教授为了研究如何优化送信路径，亲自跟着邮递员一起骑自行车送信，提出了被国际运筹学教材赋予中国之名的中国邮递员问题。通过案例介绍，激发学生学习管梅谷教授脚踏实地、为国为民的精神。

三、“运筹学”课程教学创新探索路径

（一）重构课程内容，提高政治素养

1.融入课程思政元素。新时代的大学生应该具备的能力素质已经不仅包含知识、技能等方面，还需要具备政治素养，这是课程思政建设的首要目标。在课堂教学中，在课程原有知识架构的基础上，结合课程属性有针对性地融入思政元素，培养学生探索未知、勇攀科学高峰的责任感与使命感，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。例如，在引入运筹学概念及介绍运筹学发展史时，告诉学生运筹学起源于第二次世界大战中，但运筹学的思想在我国古代就已经产生了。

2.以学生成长为中心。在原有理论授课基础上，加入实践环节，课上让学生尝试用Lingo优化软件解题，提高学生的动手实践能力，课下鼓励学生自己编码，用自己擅长的语言对例题进行编程验证，实现算法思想，既提高了学生自主学习的能力，学生也能够从中获得解决问题的成就感，更为部分学生今后进一步深造奠定坚实的基础。鼓励参加学科竞赛和大学生创新创业计划项目，并基于项目成果撰写学术论文，实现课堂教学与人才培养的一体化。

3.以专业人才培养目标为依据。在课堂教学中，依据专业培养目标，精选具有充分的代表性、源于实际问题的典型例题与案例，通过讲解这些从实践中提取并经过精心改造和设计的例题和案例，让学生逐步地掌握通过运筹学处理问题的方式方法，逐步地建立起学生应该掌握的运筹学理论知识框架，并对运筹学研究的一些最新进展及其应用进行介绍。

（二）创新教学方法，实现“三位一体”育人目标

1.以学生为中心。在教学过程中，注重融入思政元素，以帮助学生树立正确的价值观，同时将PBL与互动式教学法有机结合，在传授知识过程中注重与学生的互动沟通，教师经常走到学生中去，为学生答疑解惑，包括课前预习、课堂讨论、课间交流和课后作业的批改与讲解等，以此提高学生学习的积极性，让学生学会运用运筹学思想解决实际问题，从而形成教学活动闭环，加强教师与学生、学生与学生之间的互动，提高课堂教学效果，实现了价值塑造、知识传授及能力培养“三位一体”的有效融合，如图2所示。

图2 “运筹学”课程教学活动

（三）改进教学手段，引导学生探索实践

1.线上线下教学相结合。课前将预习资料通过雨课堂传达给每位学生，教师可随时在线上为学生答疑解惑。在课堂授课时，教师充分利用智慧教室，在讲解完某个知识点后，让学生分组展开讨论，而后将讨论结果投屏并邀请学生讲解，一方面提高了学生的课堂参与度，另一方面也可以让教师及时有效地了解学生的学习效果，更好地指导后续教学。课后教师通过雨课堂/QQ群向学生推送课后补充知识及拓展应用内容，更好地帮助学生理解和掌握知识。线上线下相结合的教学环境，改变了传统课堂以教师讲授为主的灌输式教学，转变为以学生为中心的主动式学习模式，更好地激发了学生学习的主动性和积极性。

2.PPT和板书有机结合。“运筹学”作为理论性较强的课程，不能仅靠PPT展示，还需配合板书讲解知识点。对于一些涉及数学知识的基本原理、复杂例题、计算方法，例如，使用单纯形法对线性规划问题的求解过程，运输问题中闭回路的寻找，出现退化解时的处理等，只有采用手工板书的方式讲解，在黑板上带领学生一步一步地计算，才能让所有学生认识、理解和领会知识，收到良好的教学效果。若一味地追求多媒体手段，学生很难跟上教师的思路，长此以往学生容易对于课程失去兴趣。

3.教师讲授与学生上机实验相结合。教师讲授与学生上机实验相结合，使理论与实践达到了有机融合。例如，进行灵敏度分析时，需要复习巩固前一阶段的线性规划求解，为了保证练习的数量、质量及后续内容的顺利开展，先给出与规划求解有关的各种类型习题，让学生通过计算机先求解，然后根据求解结果再进行灵敏度分析。这样不仅增加了课堂问题的复杂性和深刻性，学生在掌握知识、锻炼能力的同时也激发了学习兴趣。在学时相同的情况下，可以完成更多的教学内容，拓宽了学生的知识面。同时使学生摆脱了烦琐的手工运算，培养了学生的实践应用能力，进而使学生成为学习的主人，做到自主学习、充分学习和高效学习。

（四）借助信息技术，改革教学考核机制

“运筹学”课程重点考核学生的优化意识和解决实际问题的能力。考核方式不仅体现学生对基本理论的理解与应用，更要突出学生的实践能力与面对复杂问题的处理能力。中共中央、国务院印发的《深化新时代教育评价改革总体方案》明确提出：“坚持科学有效，改进结果评价，强化过程评价，探索增值评价，健全综合评价，充分利用信息技术，提高教育评价的科学性、专业性、客观性。”［14］因此，在“运筹学”教学考核中将借助新兴技术开展面向教学全过程和全要素的评价机制。

1.课程思政纳入教学全过程考核。根据学生在课堂上回答问题及做题反馈，考核学生是否具有严谨认真的学习态度及求真探索的科学精神；在期中大作业中要求学生运用Cplex、Lingo等商业优化软件求解运筹学应用案例，激发学生探索未知的学习能力；期末考试要求学生分析各问题间的区别与联系，强化学术诚信及激发学生勇攀科学高峰的潜力。

2.注重过程考核。在平时的课堂中，充分发挥学生在课堂上的主体性，利用信息技术跟踪和监测学生平时的课堂表现、课后作业和课堂出勤情况，并计入课程成绩。

3.增加探究式评价内容。期中大作业以阅读课程相关文献的方式加强学生对“运筹学”在实际应用中的了解，理论与实践相结合，学生积极主动通过互联网查阅前沿资料，充分参与到该学科的学习中，教学效果极佳。

四、教学成效及示范推广价值

经过教学团队近年来的教学创新探索与实践，“运筹学”课程改革取得了显著成效，具体总结如下。

（一）将思政元素以润物无声的形式融入课程教学

“运筹学”中融入思想政治教育培养了学生探索未知、勇攀科学高峰的责任感与使命感。学生对思政教学的反馈如下：“运筹学”授课过程中能够激发学习兴趣，培养科学思维方式，引导尊重客观事实，树立实事求是、严谨认真的态度和作风，养成善于质疑和独立思考的习惯。

（二）以学生成长为中心开展课程教学

学生对课程教授内容及教学方法非常满意，出现了学生前排占座现象。学生主观评价：“很棒的老师，很喜欢上你的课，老师备课非常认真，批改作业很及时。”

（三）围绕专业培养目标开展课程教学

提高了学生的动手实践能力，学生具备了运用运筹学模型研究学科领域问题的能力。例如，学生编程实现单纯形法，并开发为计算器推广应用于班级学生中；学生积极参加学校组织且与课程及专业相关的比赛，获得优异成绩，达到以赛促学的目的。

综上，教学创新改革具有很好的推广价值，能够解决“运筹学”课程教学中存在的痛点问题，提高人才培养质量。