一種融入課程思政的理工類專業課教學設計方法

賀利堅

（煙臺大學 計算機與控制工程學院，山東 煙臺 264005）

1 課程思政及其研究和實踐情況

習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上指出“要堅持把立德樹人作為中心環節，把思想政治工作貫穿教育教學全過程，實現全程育人、全方位育人”。利用好課堂教學主渠道，在各類課程中融入思想政治教育的元素，實施“課程思政”，滿足學生成長發展的需求和期待，成為在新的國際國內環境下培育新一代社會主義事業接班人的必要之舉。

課程思政的核心價值就在于育人，需要教師在各類課程的教學過程中有意識、有計劃、有目的地設計教學環節，營造教育氛圍，以間接、內隱的方式將符合社會主義辦學方向所認可、倡導的道德規范、思想認識和政治觀念有機融入教學過程[1]。許多高校已在積極構建“思想政治理論課、綜合素養課程、專業課程三位一體思想政治教育教學體系”[2]，其中，在專業課程中實施課程思政是最為關鍵和最難解決的部分[3]。

從檢索到的相關文獻看，課程思政在人文社科類課程中的研究和實踐相對豐富，在理工科課程中的探索并不多見。文獻[4]分析在理工科課程中開展思想政治教育存在的難點，提出將“用人文的視野來關照科技的發展”作為課程思政立足點，將科學思維作為課程思政的著力關鍵，將“在專業中滲透問題”作為課程思政的價值依托，最后，要將課程思政落腳到“為民服務”上。文獻[5]以此為指導探討儀器分析課程中開展課程思政的思路。文獻[6]和文獻[7]分別從專業和職業的角度出發，探討理工科課程思政宏觀層面的實施路徑。實施課程思政，需要加強教師思想政治素養，挖掘和參考思政元素等方面的具體方法，而從保證課程思政教學科學性與規范性的角度，更需要教學設計層面的方法論指導。

2 “創造有意義的學習經歷”整合課程設計模型

“創造有意義的學習經歷”整合課程設計模型（以下簡稱整合課程設計模型）是由美國學者L·迪·芬克提出的一種以學生為中心的教學設計框架[8]。這一框架從基礎知識、應用、綜合、人文維度、關心和學會學習6個維度追求“為學生創造有意義的學習經歷”的目標，讓學生在學習過程中不斷找到所學知識與個人、他人、社會聯系的目的，這與課程思政以育人為核心，注重思想、道德、政治觀念有機融入課堂的教學目標不謀而合。

整合課程設計的關鍵因素如圖1所示。最底下的方框（情境因素）代表要收集的信息，3個圓圈表示要做出的決定。決定要在信息的支持下做出，而3個決定之間也相互聯系、相互支持。

圖1 整合課程設計的關鍵因素

基于這些關鍵因素，L·迪·芬克提供了3階段12步驟的課程設計方法。較之其他教學設計模式，整合課程設計模型更為簡潔、實用，特別利于各專業、各學科的高校教師掌握和運用[9]。筆者在計算機科學與技術專業匯編語言程序設計課程的翻轉課堂教學改革中，在整合課程設計模型的指導下，在教學內容和教學方式中融入人文、價值觀等思政元素，既豐富了課程的內涵，又為學生帶來好的學習體驗，同時也實現了課程思政的目標，而這些元素則有效地保證了教學效果。

3 匯編語言程序設計教學設計要點

進行整合課程設計的基礎性工作，是在設計的初始階段，回答與關鍵因素有關的系列關鍵問題。

1）哪些是重要的情境因素。

要考慮有多少學生，學生有什么樣的知識準備，課程學習中會有什么樣的特殊困難，還可以考慮學生、學校、行業、社會對這門課有什么樣的期望值，這門課跟其他相關課程之間有什么樣的關系。匯編語言程序設計是本科計算機科學與技術專業二年級學生的專業限選課。從課程內容角度，匯編語言是一種低級程序設計語言，通常用于驅動程序、操作系統及其他高效計算的應用程序開發中，借助匯編語言的學習，還能幫助學生更好地理解計算機系統，同時提高程序設計、程序調試的能力。從學習者角度，學生已經對程序設計和程序設計語言有了初步的了解，學習了計算機組成的一般原理，有比較強烈的愿望提高動手能力和解決問題的能力，會因為匯編語言比較繁瑣的特點產生一定的畏難情緒。任課教師為幫助學生解決自主學習能力和意識不足的問題，可以建設在線課程，并用翻轉課堂的方式開展教學，在促進學生深度學習的同時，增加其對專業的認可度，使其愿意投入時間和精力學習。

2）學習目標是什么。

要考慮學生從課程學習中能得到什么。例如，學生在課程結束之后能夠掌握些什么？幾年之后他們還能記住些什么？學生應該發展哪些方面的思維能力和知識應用能力？如何能夠使學生在課程完成之后繼續保持對課程的興趣從而不斷地學習相關的知識？L·迪·芬克提供了一個“創建有意義的學習經歷”的教學目標分類體系，如圖2所示，這6種類型的目標將便于教師理清專業知識和能力目標，同時融入課程思政的成分。

圖2 “創建有意義的學習經歷”的目標體系

（1）基礎知識（foundational knowledge）。任何課程中都需要學生知道必要的概念、術語和思想。在匯編語言課程中，需要記住8086匯編語言中的主要指令及格式；需要理解匯編指令執行過程中，計算機各部件協調配合開展工作的過程。

（2）應用（application）。將幫助學生能用學到的知識解決問題，感知到學有所用，屬于工具層面的價值。匯編語言課程學習中的應用目標包括能夠利用調試工具執行匯編指令，觀察指令執行過程中計算機的寄存器和內存中的微觀變化（技能），能夠比較指令的執行效率和評價程序結構的優劣（批判性思維），能夠設計方案并用匯編語言編寫出結構良好的用于解決實際問題的程序（實踐性思維）。

（3）綜合（integration）。將不同的觀點、不同領域的思想、不同的人以及生活的不同方面聯系起來，讓學生看到并理解不同事物間的關聯，幫助學生生成學習的意義。通過匯編語言程序設計的學習，學生能從更微觀的角度認識程序，深刻體會到數據和程序本質上都是二進制數，加深對硬件和軟件構成計算機系統的整體概念的理解（關于觀點的綜合），建立匯編語言與未來職業崗位的聯系（關于人的綜合）。

如果說上面的3類目標在傳統的教學過程中也得到了重視，那么以下3類目標則是課程思政可以有更多發揮的領域。

（4）人文維度（human dimension）。讓學生獲得所學知識對個人和社會的意義，包括對自己有新的理解（自我形象），對自己的未來有新的想法（自我理想），對他人和他人的行為產生更好的理解，學習到與他人（包括人類社會）更好地進行互動交往的方法。在匯編語言課程中，將為學生提供更多主動參與和小組合作的機會，在真實的交流中認識自己、了解他人，學會聆聽和表達，認識到并發展出在未來職業生涯中更重要的軟能力（對自己和他人）。匯編語言在技術層面上關注運行效率，可以幫助學生領悟到開發效率和運行效率對于人的生命、生態環境的意義（對社會和環境）。

（5）關心（caring）。在教學中關注學生的感受，在課堂中壓縮教師的單向灌輸，更多地為學生提供真實的實踐機會，為學生創造更好的學習體驗（情感），使其提升學習興趣，增強學習動力；在有效的學習過程中，樹立符合知識經濟時代的學習觀，產生努力學習，要為祖國科技事業發展貢獻力量的愿望和信心（價值觀）。

（6）學會學習（learning how to learn）。借助翻轉課堂中“先學后教”的要求，提高課外時間管理的能力，能利用多種資源開展自主學習；在課堂上，訓練“做中學”和小組討論的能力，讓學生在課程結束后也愿意并能夠開展探究式學習，成為自主學習者，指導未來更有效的學習。

這6個維度的目標之間存在相互關聯、相互促進的關系，其中任何一個維度學習的獲得都會同時強化獲得其他維度學習的可能性，為專業知識學習和課程思政的效果提供基礎性保障。

3）應該提供什么樣的反饋與評估。

整合課程設計模型采用“反向設計”原則，在設計教學活動之前先考慮反饋與評估的問題。這可以讓教師在下一步設計有效的教學活動時，針對性更強，工作也會更加容易和順手。在匯編語言程序設計課中，采用形成性評價為主的策略，充分利用在線教學平臺收集學生的學習行為數據，促進學生在課堂活動中的投入，為學生提供清晰、恰當的目標和標準，創造讓學生自評的機會。通過每周結構化的總結，幫助學生提煉每周所學的知識和技能，反思存在的問題，教師通過在線教學平臺為學生提供及時的指導和反饋。

4）用什么樣的教學活動達到目標。

教學活動包括需要學生做什么（學習活動）和教師將要做什么（教的活動）。在學習目標及評估方式的指導下，為了促成有意義的學習，教師應盡可能多地為學生提供主動學習的機會。匯編語言程序設計課程采用翻轉課堂模式開展教學，在傳統課堂中教師講授的結構化基礎知識，要求學生課前完成。通過為學生提供學習任務單、教學視頻與自測題目，并組織學生開展線上的學習交流，為學生的課前自主學習提供支持和幫助。在課堂教學環節，教師針對課前自主學習中存在的問題做一些必要的講解，其余大量的時間，用多種形式的課堂活動實現學習目標。課堂活動的設計應考慮課程內容和學生認知的特點，既要達到學習專業知識和技能的目標，又能合理融入課程思政的元素，并且讓二者相互促進。

5）所有要素是否彼此一致，相互支持。

最后考查針對既有的情境因素，教學活動、學習目標、反饋和評估之間能夠相互匹配，促進產生有意義的學習經歷。

4 融入課程思政的課堂教學活動案例

課堂教學活動是教學效果最終達成的環節。針對特定的專業知識點，圍繞有意義學習的目標，可以設計靈活多樣的課程教學活動。匯編語言課程中的部分實例（在括號中注明了對應的學習目標）如下。

1）教學案例1：利用小組合作的形式開展課堂學習。

（1）教學情境：采用翻轉課堂教學模式后，學生課前自學了基礎知識，教師不必再花大量的時間講課，在課堂上組織學生主要通過小組合作的形式學習，幫助學生內化知識，學會應用。

（2）有意義的學習經歷：課堂不再是教師的“一言堂”，學生在教師的引導下，采用主動學習的方法（學會學習），學習活動包括練習、討論、完成項目等多種形式（應用，包括技能、思維等多個層面），題目盡可能源自實際生活和生產需求（整合）。在小組合作中，為學優生提供表達的機會（學會學習），也讓沒有能力獨立完成任務的學生能夠得到及時的幫助（關心）。在小組活動中需要學生聆聽和表達，為學生更好地了解自己和他人的思維（人文維度）提供條件，在主動學習中得到的好感受，會幫助學生更好學（關心），在合作的實踐中，也逐漸變得更會合作（學會學習）。

2）教學案例2：“借題發揮”培養人文品格。

（1）教學情境：技術是人發展并為人服務的，行業、產業的技術水平，體現國家的競爭力，影響著每一個人的生活。理工科課程中的技術元素總是可以與社會發展的問題聯系起來，追溯技術發展的歷史，探討技術給世界帶來的影響，為融入課程思政帶來機會，同時有利于保證技術學習的效果。

（2）有意義的學習經歷：在介紹匯編語言用于底層編程時，引入中國自主知識產權操作系統的發展史，提高學生追求技術進步的緊迫感和自信心（人文維度）；安排專門的課堂學習時間，落實讓每一名學生用debug觀察到指令執行過程中寄存器和內存的微妙變化，在學生感受到過程之美時（關心），引申到在組織中協調配合完成工作的重要性（人文維度）；由解決同一問題的兩種解決方案在運行效率上巨大差異的對比，引導學生認識到好算法對于綠色地球的意義（人文維度）。

3）教學案例3：利用真實事件引發連鎖思考。

（1）教學情境：在學習數據處理技術時，學生對匯編語言中數據區的設計普遍存在疑惑。筆者選取本地電視臺在報道科技市場一位數據恢復工程師而采訪筆者的視頻引發討論，從多個角度為學生提供生動的學習體驗。

（2）有意義的學習經歷：在上課前開始播放視頻，利用教師在節目中出鏡的事件吸引學生的注意（關心），上課后介紹主人公從事的工作內容和帶來的經濟效益和社會效益（整合、人文維度），從他熱心服務群眾的事跡中，可以發現敬業、專注的工匠精神（關心、人文維度），他精湛的技術來自實踐的積累，鼓勵學生通過有效的實踐，成為能服務社會的高級應用型人才（學會學習）。最后，簡要介紹數據恢復涉及的技術，探討C語言、匯編語言、計算機組成原理、數據庫原理等幾門課程中看待數據的不同視角，展示數據在計算機領域中多元、生動的形態，建立多門課程間的緊密聯系（整合），激發學生對于相關課程和專業學習的興趣（關心）。

4）教學案例4：由偶發事件中發現機會。

（1）教學情境：教師提前一天向學生提供課堂上要用到的電子文檔，為了不讓學生提前看到文檔中的內容，將文檔進行加密處理。結果，有好幾位學生在短時間內反饋他們已經破解密碼。教師決定利用學生的好勝心和好奇心，向他們發起“挑戰”：提供加長密碼的文件，使學生不可能用現成的軟件“暴力”破解密碼，指導他們依靠分析文件結構的方法找到密碼。

（2）有意義的學習經歷：在課堂上，教師向全體學生講述密碼被幾位學生破解的故事（關心），正式提出挑戰性問題（應用，需要創新性思維和實踐性思維），向學生補充解決問題的基本思路并提供必要的參考資料（基礎知識），啟發學生認識到這個問題和本課程的關系（整合），并承諾給挑戰成功者獎勵（關心）。最后，即使沒有挑戰成功的學生也反映，他們在解決問題的過程中學到很多（學會學習）。

5 結語

在專業課程中實施課程思政是當前實現立德樹人教育目標的必要之舉。如何能夠在課程中自然地融入課程思政的元素，需要有清晰的教學設計原則作指導。本文通過在匯編語言程序設計課程改革中的做法，介紹了利用L ·迪·芬克“創造有意義的學習經歷”整合課程設計模型的方法。

有些教師認為引入課程思政會擠占專業知識的講授時間，這樣的擔心是多余的[1]。實踐再次表明，當教學策略得當時，這種情況非但不會發生，引入課程思政還會為專業課程的教學效果提供支持和保障。匯編語言的內容本身對學生就有挑戰，翻轉課堂的學習方式又需要學生在多方面做出改變，恰好是從整合、人文維度、關心、學會學習等傳統教學中不多注意的角度，引入情感、態度、價值觀等思想政治教育中的成分，為學生提供了良好的學習感受和精神動力，既保證了課程內容本身的學習效果，又拓展了課程育人的功能。