基于教學目標分類法的算法設計與分析課程思政教學方案設計

周曉寧 陸召瑞 吳予萌

摘要：針對如何提高算法設計與分析課程的育人功能，提出基于教學目標分類法的課程思政教學設計方案，進行教學研究。闡述了算法設計與分析課程的教學目標、教學實施方案以及教學效果評價方法，并以“最長公共子序列問題”為例，探討教學方案設計的合理性和可行性。

關鍵詞：算法設計與分析 教學研究 教學目標分類法 課程思政 最長公共子序列

2016年，全國高校思想政治工作會議明確提出“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”，以及“各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協同效應”的要求[ 1 ]。算法設計與分析課程主要涉及各種算法設計技術的適用條件、基本原理和效率分析，為學生將來從事實際工作提供思路和方法。作為核心專業課程，要在課程教學中把馬克思主義立場觀點方法的教育與科學精神的培養結合起來，提高學生正確認識問題、分析問題和解決問題的能力[ 2 ]，需要任課教師能夠設立合理的教學目標，科學的教學實施方案以及教學效果評價方法。

一、教學目標的設立

布盧姆將教學目標劃分為記憶、理解、應用、分析、評價和創造六個層次。第一階段思維包括“記憶、理解和應用”，第二階段思維包含“分析、評價和創造”[ 3 ]。遵循這一理念，算法設計與分析課程的教學目標立足于培養學生的學習態度、認知能力、理解能力、應用能力和綜合實踐能力；合理引入思政元素，強調馬克思主義觀點方法中的正確認識問題、分析問題和解決問題的能力，幫助學生樹立正確的社會主義核心價值觀[ 4 ]。現以“最長公共子序列問題”為例，說明教學目標的制定方法。

“最長公共子序列問題”的關鍵點為采用動態規劃算法解題，涉及到動態規劃算法的兩個基本特征和四個解題步驟。對于認知能力和理解能力的要求，教學目標設定為：了解什么是兩個序列的最長公共子序列；分析該問題可以采用動態規劃算法解題的原因；掌握解題的四個基本步驟。通過引入問題的應用場景，理論聯系實際；知識遷移后使學生具備在專業領域解決實際問題的能力，實現以能力達成為目標的學習產出。

“最長公共子序列問題”的教學重難點包括證明算法的可行性，如何刻畫子問題的遞歸結構，以及如何根據計算最優值時得到的信息，構造最優解。主要認知過程為“理解”、“應用”和“分析”。通過學習如何求解兩個字符序列的最長公共子序列，使學生能夠在具體問題的算法設計中選擇合適的策略并分析算法的時間和空間效率。

二、教學實施方案的設計

對于知識點的學習，認知過程由低階的“記憶”向高階的“理解”、“應用”、“分析”遞進。以“最長公共子序列問題”為例，具體的教學實施方案設計如表1所示。

以上教學實施方案的設計主要有以下三個特點：

1.在教學內容的安排上，構建一個知識傳授、能力建設和態度養成的多維體系

首先以應用場景開頭，引出問題的定義（什么是最長公共子序列）；接著回顧往期內容（關于動態規劃算法的兩個基本特征和四個基本解題步驟），完成分類教學目標中的“記憶、理解和應用”的第一階段思維過程。隨后，分析兩個具體字符序列求解最長公共子序列并提出問題（該算法還有什么其他應用場景）；設置競賽項目（設計算法完成兩段電文重復率檢測），完成分類教學目標中的“分析、評價和創造”的第二階段思維過程。

2.用思政（案例）元素啟發學生，在基本原理講解中巧妙融入思政元素

在“最長公共子序列問題”的講解中，通過引入熱點案例：學術論文重復率檢測，開拓學生的思維，使學生對于枯燥的理論更容易接受與吸收。通過案例的講解，更直接地培養學生的學術規范和學術道德。通過啟發式的提問“問題還有哪些應用場景？”，知識遷移后幫助學生深入思考理論聯系實際的可能，培養學生的綜合實踐能力。此外，在算法四個基本步驟的講解中，不斷強化學生唯物主義的科學研究和探索態度。

3.合理利用線上教學平臺，采用多種教學手段，提高教學效果

在“互聯網+”的背景下，充分利用各類線上教學平臺，開展教學活動。將傳統的、單一的教學模式轉變為靈活的、多樣的教學方案，從而激發學生的內在學習動力[ 5 ]。學生通過線上平臺觀看相關視頻資源、完成課后練習；教師則可以對學生完成的作業進行批改評分。

三、教學效果評價

教學效果評價是以教學目標為導向，運用合理的考核方式和有效的技術手段，對能夠反映教師教學過程和學生學習成果的數據進行收集、分析和解釋，以評判教學目標的達成情況，發現教學實施過程中存在的問題，并持續改進[ 6 ]。

為了準確合理地評價教學目標的達成情況和反饋教學效果，設置了參與度（考勤簽到）、在線課后練習、競賽項目和線下期末考試等考核方式，建立起知識傳授、能力建設和態度養成的多維協同考核體系，具體方案如表2所示。

1.參與度（考勤簽到）考核采用線下課堂考勤統計、線上資源觀看和競賽項目作業提交統計等多種方式的綜合評分。

2.教師利用各種線上教學平臺進行在線課后練習考核，對學生提交的作業進行評分。

3.期末考試試卷依據教學目標進行設計和分數統計，試卷題項分別按照認知能力、理解能力、應用能力和綜合實踐能力評價設置。其中認知和理解考核設置為客觀題（選擇題、填空題和判斷對錯題）；應用能力考核設置為應用及案例分析題。

4.綜合實踐能力考核為競賽項目，包括項目匯報PPT與項目完成視頻或者實際程序演示兩部分，并設置相應的等級評分標準。“最長公共子序列問題”的線上作業提交就被設置為競賽項目。

四、結語

課程思政是新時代背景下提高思想政治教育實效性的積極探索[ 7 ]，算法設計與分析課程順應時代發展的要求，在課程教學中引入思政元素，合理使用多種線下線上教學手段，課程的教學實施方案和教學效果評價設計立足于教學目標分類法，建立知識傳授、能力建設和情感（態度）養成分層遞進的多維結構，提升了課程知識體系的教學效果和課程思政的育人成效。

【參 考 文 獻】

[1]梁燕.新時代高校課程思政建設的若干思考[J].高教研究，2020（08）：23-27.

[2]王繼芬.《課程思政背景下大學化學教學探索——以上海第二工業大學為例》[J].上海第二工業大學學報，2020（12）：321-325.

[3]林蔚，李曉生，李淑華，張小舟，楊長龍，華蕊，王巧燕，李思宇.基于布盧姆教育目標分類理論的課程目標應用研究[J].高師理科學刊，2021（6）：98-101.

[4]靖國華.工匠精神融入高職院校思政教育的路徑研究[J].高等教育，2021（7）：18-20.

[5]王秀珍.一節問題式學習課程的設計與應用[J].林區教學.2006（05）：21-22.

[6]邊云崗.OBE理念下的課程教學：目標、模式與考評——以《電子商務原理》課程為例[J].五邑大學學報（社會科學版），2021（8）：82-86.

[7]劉媛華.系統工程課程思政教學實踐與探索[J].教育教學論壇，2019，（22）：147-148.

（責任編輯：姜秀靚）