新工科背景下程序设计课程思政探索与实践

朱亚玲,刘瑞玲,王 娟,郑 刚

(兰州工业学院 计算机与人工智能学院,甘肃 兰州 730050)

师者,传道授业解惑也。大学的所有课程应该都具有两个功能,一是传播为人处世之道,二是教授专业知识、培养专业能力。因此,教师要以教育学生为人处世之道为教学首要目标,从德育的角度出发,深入探索专业课程中蕴含的人文素养、家国情怀、实践创新、科学精神等元素,并提炼加工为素质教育的具体案例,将理想信念融入渗透到专业知识教学的各个环节中,在教学的全过程中有意、有机、有效地实施,从而实现知识传授与思想教育的紧密结合[1]。

程序设计是各高校面向理工科学生开设的一门通识必修课程。因此,做好程序设计课程的思政教育建设,对计算机类课程、甚至部分工科类课程的教学都具有较好的示范效应。本文将从“程序设计”课程教学顶层目标的设计、教学大纲的修正、思政元素的发掘、思政元素的渗透、课程思政的教学评价五个方面进行设计[2],构建程序设计课程育人的“一体化”新格局。

1 课程目标的设计

课程目标是一门课程在人才培养中最终要实现的具体目的,是教师教什么、怎么教、教到什么程度的基础。程序设计课程作为一门计算机通识课程,实践性较强,主要有3个目标:一是使学生扎实掌握计算机算法和程序设计的基础知识,熟练使用程序设计的相关技术和相关方法;二是训练并提高学生的计算思维能力,能够运用所学知识完成各种基础问题的分析、设计和实现,为将来编程解决复杂问题奠定基础,以满足和适应当代大学生基本的信息素养;三是培养学生踏实认真、精益求精、团结合作、敢于创新的工匠精神。

2 教学大纲的修订

教学大纲作为课程教学的纲领性文件,是教师教学内容、教学深度的主要凭据,也是评定学生学习成绩和评价教师教学质量的关键准则。根据程序设计课程实践性强、应用性强的特点,将教学内容划分为程序设计基础和求解应用问题两大模块,如表1所示。前者通过经典案例主要讲授算法基础、基本语法、流程控制、函数基础、指针基础等知识。后者主要通过学科交叉案例学习数组与函数的应用、结构体的运用、文件的读写等综合知识,求解专业问题。程序设计课程修正大纲融入了思政主题,对教学内容进行了全面调整、优化。

表1 程序设计课程模块与思政主题

3 思政元素的挖掘与融入

根据程序设计课程修正大纲,教师将有重点、有目标性地将思政教育渗透到教学的各个阶段及环节,如大纲、案例、教学方法、实验环节、考核评价、课前课后等,从而真正实现课程思政一体化全程育人新格局,如图1所示。

3.1 基于教学内容挖掘思政元素

依据教学大纲中各模块思政目标及教学内容,教师设置每个章节的思政目标,挖掘思政元素,提炼并加工为带有思政性质的教学案例,确定融入渗透方式,并研制形成具体章节的教案,有针对性、有侧重点地进行合理的思政教育,从而实现专业知识的传授与思政素质的教育有机融合。表2所示为程序设计课程基于教学内容挖掘的思政元素及思政案例。

图1 课程思政一体化格局

3.2 基于混合教学方式融合思政元素

程序设计课程将教学组织实施过程课前的平台导学,课中的创设情境、切入思政、探究分析、突破重难点、案例训练、评价总结,课后的实践巩固八个环节。实现线上与线下、课内与课外的混合教学,深化与拓展以学生中心的混合教学模式的内涵与外延。课前,教师发布学习视频、阅读材料以及学习任务单,学生按照要求进行自主学习,并完成相关测试及讨论;教师结合学生线上学习成效和课前学习成果分析,采用翻转课堂形式,以案例为载体,创设情境、提出任务,演示讲解、突破重难点。学生针对任务,分组讨论、探究分析,以小组形式阐述结果,解决实际问题强化巩固知识点。课后采用线下、线上多种答疑形式。

例如,学生学习程序设计基础知识时,思政元素贯穿教学全过程。课前,教师通过线上平台发布阅读资料及视频,布置自主学习任务单,要求学生了解良好程序设计风格有哪些,引导学生认识从业者的职业素养。课中,教师通过批判性思维小组讨论数据类型在C语言中的角色和意义,帮助学生建立认知与实践的辩证关系,指导今后的学习;通过“水满则溢,日满则亏”的道理引出整型数据的溢出,引导学生明白凡事要有度,事缓则圆,过犹不及;通过除法运算引导学生在学习、生活中要遵法学法守法用法[3]。课后,小组协作完成“鸡兔同笼”问题,树助于学生在团队的沟通交流中拓展思维、立自信心。

3.3 基于实践环节融合思政元素

根据知识点、内容主线和应用面三个层次,实践环节任务分为操作型、任务型、综合型三层。课程以“培养学生工程实践能力”为导向,教学过程采用“任务引领—问题驱动—对症施策—全面考核”的路径展开教学,实现了应用能力和思政育人双目标教学。

表2 程序设计课程思政案例设计

例如,学生学习函数时,有知识点任务、应用型任务,及较复杂的综合型任务。对于知识点任务与应用型任务,课前,学生自主完成任务的设计,熟练掌握模块化程序设计的思想,培养、锻炼学生勇于探究,能够运用科学的思维方式积极寻找问题解决方法的能力和韧性。课中,学生完成任务的编码、调试及运行,教师在整个过程中提供个性化指导,引导学生面对困难深入分析、逐个击破,培养学生严谨治学的科学态度,塑造精益求精、创造创新等工匠精神。课后,学生整理完成实验报告,培养学生勤于反思的学习意识和习惯。每个任务教师从学生的课前设计、课中的编码调试能力及完成结果、课后的实验报告三方面进行考核评分,培养学生养成良好的学习习惯。

对于综合型任务,由小组协作设计实现“简易***小系统”,达到理论与实际相结合的目的,训练学生的计算思维能力,提升学生的编程能力,及创新实践与归纳总结的综合能力,增强学生解决复杂问题简化事项的自信心,培养学生的交流、沟通能力,加强学生的团队精神及合作能力[4]。考核由组内互评、组间互评、教师评分构成。组内互评可以促进学生更全面的了解自己与他人,同时促进学生间的相互沟通与交流合作。组间互评可以促进学生找到亮点,弥补差距,激发学生的学习兴趣。教师评分检查了教学目标的实现程度[5],并为后续教学的改进提供了依据。

3.4 基于考核评价融合思政元素

结合课程特点,程序设计课程建立了多维度、多阶段的考核评价体系,如表3所示。课程的总评成绩由过程考核(50%)和终结考核(50%)。过程考核包括线上学习/活动、作业及测试、分组任务、实验、期中测试。终结考核采用万维在线考试系统机试。系统题库有近3 000道题,涵盖知识面广、难度适当,题型包含选择题、填空题、程序分析填空、程序分析改错、程序设计五类,且定期升级更新。考试前,课程组教师依据教学大纲和命题计划表建立考核方案,设置考卷的题型、题量、每道题涉及的知识点、难度与分值。然后根据考核方案,由系统从题库中自动抽取符合要求的试题形成试卷若干套。考试时,每套试卷都会按照等概率准则由系统随机分配学生[6]。提交考卷,系统会自动评分,学生可以即时查看考核结果。整个考核过程解决了传统考核“高分低能”、以及评阅主观无法有效反映学生学习水平等问题。

表3 程序设计课程考核评价体系

4 课程思政的教学评价

通过混合教学模式,借助线上教学平台完成对教学过程的监督、考核,实现学生学习数据的统计和教师教学质量的评价。为帮助学生更好地学习,调整自己的学习状态,教师发布自主学习任务单(表4为算法模块任务单),学生根据教师要求完成自主学习,并完成相关讨论、自测、填写问卷。教师根据学生自主学习情况反馈结果,更直观地了解学生的综合素养,了解学生的学习情况,进一步完善教学。

为完善思政教育学生反馈渠道,按照单元建立学习反思单,包括单元名称、学习内容、掌握技能、思想感悟、未解决的难点问题、学习过程的易错点、学习自评分,帮助教师分析学生的学习及思想变化。同时,专门设置线上“自主提问区”,以便学生提问探讨。

表4 自主学习任务单

通过“边教学—边梳理—边反思—边调整”的教学路径,教师逐步优化教学设计、改进教学方法、调整内容安排,从而在记录学生学习历程的同时,全面关注学生的成长过程。

5 结语

程序设计课程作为理工科专业的通识必修课程,从课程体系、教学内容、实践环节、考核评价体系等多方位的融入思政元素,选取突出基础知识应用和实践技能培养的案例,采用线上线下混合教学模式教学,有利于学生能力和综合素质的培养。