面向拔尖人才培養的課程思政建設
——以大數據計算基礎課程為例

王宏志，史 寧，劉顯敏，付立君，劉 暢

（1.哈爾濱工業大學 計算學部，哈爾濱 150001；2.哈爾濱工業大學 未來技術學院，哈爾濱 150001）

2020 年5 月教育部印發的《高等學校課程思政建設指導綱要》中指出，為了完成道德建設和人才培養的根本任務，我們需要將價值塑造、知識傳授和能力培養三者結合起來。將課程思政融入課堂知識傳授和能力培養過程中，言傳身教塑造學生正確的人生觀、世界觀、價值觀。工科專業要在課程教學中結合馬克思主義立場觀點方法與科學精神，注重工程倫理教育，培養學生精雕細鏤的工匠精神，激發學生科技報國的雄心壯志。

正所謂課程思政要如鹽在水，教師作為課程思政的主力軍，要切實將課程思政融入課堂教學建設，貫徹于教學目標擬定，課程大綱編纂及教材課件的編寫選用等各個教學準備環節，同時在課堂授課、作業實驗等各個教學環節予以實施。深度挖掘提煉專業知識體系中所蘊含的思想價值和精神內涵，緊緊圍繞國家和區域發展需求，結合學校發展定位和人才培養目標，科學合理地拓展課程的廣度、深度和溫度，拓展課程的知識性和人文性，提高課程的引領性、時代性和開放性，構建覆蓋面廣、類型豐富的課程思政體系，從專業、行業、國家、國際、文化和歷史等角度參與課程，層次遞進，相互支持，通過學習，掌握事物發展規律，了解世界真理，豐富知識，拓展知識，塑造人格，努力成為德、智、體、美、勞全面發展的社會主義建設者和接班人。

本文在分析大數據計算基礎課程教學內容和目標的基礎上，結合大數據計算基礎課程，闡述了課程思政實施的重點，并從教學內容、教學方法和教學考核等方面闡述開展課程思政的做法，更好地加強學生思政教育。

一、課程思政

國家提出建設科技強國以來，新技術不斷涌現，我國自主研發的技術在很多領域逐漸走在了世界前列，我國在國際上的地位也逐步提升，但在一些重點領域和關鍵技術上還存在短板，甚至存在“卡脖子”現象。由斯坦福發布的人工智能指數（AI Index）2021 年度報告中提到，目前中國在學術工作方面的成績超過美國。多年前，中國的AI 期刊發表文章數量即超過美國，現在中國首次在期刊引用量上也占據了優勢。但是，在實際的生產應用中，由于一些核心技術我國并未掌握，每年我們都需要向發達國家交巨額費用，這不僅是經濟上的巨大開銷，同時也會造成數據信息的大量泄漏。目前，我國在大數據領域的多個方向的技術水平仍不及國外，對開源社區影響力弱，相關生態系統發展還不夠成熟。盡管我國大數據市場潛能巨大，但很多行業坐擁海量數據，不知道如何轉化為價值，蓬勃發展大數據技術還有很長的路要走。

以人為載體的人身性的個人數據，自然界的各種數據，以及人類生產生活過程中所產生的數據等數據，都是原始數據。隨著技術發展和商業模式的發展，這些原始數據的價值不斷提升。所謂的“大數據”，就是利用現代信息技術，使原有數據的價值得以不斷地被充分挖掘和發揮。大數據作為科技時代的重要標簽正日益影響人們的生活，社會因此透明化。處于透明網中的個人隱私由消極隱私轉向積極隱私，面臨著二次收集、再次利用和無處遁形的挑戰。這些問題產生的根源在于技術風險孕育的隱患、應用主體的使用情況以及制度失位催生的漏洞等。我國作為世界上人口最多的國家，人類活動每天產生的數據總量已經達到了一個相當可觀的數字，這些原始數據具有極高的研究價值，如何將這些數據牢牢把握在手中，是一個不可忽視的關鍵性問題。

本課程作為計算機大類/軟件工程大類的一門學科方向性課程，注重學思結合、知行統一，目的是使學生初步認識和了解大數據方向的基礎知識，為學生今后深入研究大數據方向求解大規模數據問題奠定思維基礎，認識和了解目前大數據科學的研究方法及技術應用體系，初步了解大數據學科的問題求解思路及能力培養思路，增強學生勇于探索的創新精神、善于解決問題的實踐能力，在講述分析信息技術問題的同時，注意將科技工作者的擔當、創新、奉獻及團隊合作的精神融入其中，以在學生心中留下了深刻的烙印。進而理解大數據學科未來工作中的專業要求及能力要求，樹立中國人的數據要保存在自己手里，開發屬于中國人自己的大數據系統軟件信心，提高學生對大數據方向求職的核心競爭力，培養學生精益求精的大國工匠精神，激發學生科技報國的家國情懷和使命擔當。

二、課程思政與大數據計算基礎教學協同育人途徑

課程思政與大數據計算基礎教學協同育人，將課程思政貫穿于教學目標擬定，課程大綱編纂，教材課件的編寫選用等各個教學準備環節，同時在課堂授課、作業實驗等各個教學環節貫徹落實。通過專家聽課、學生評教、中期反饋等環節對此教學改革項目進行綜合評價。如果教學反饋良好，可在后續課程教學中全面展開應用，同時可以推廣應用于其他相似專業課程。

（一）教學目標

面向國際前沿和國家需求，培養具備學科交叉融合、團隊合作與跨文化交流能力，能夠在計算機及相關領域引領未來發展的具有社會責任感、專業使命感和國際視野，身心健康，勇于探索未知、迎接挑戰的拔尖人才。

培養學生的計算思維能力，學會運用數學和大數據科學的思想解決相關問題，能夠合理有效運用所學專業知識對現實社會中的計算相關復雜問題進行分析，設計并提出解決方案，具有認知論、控制論、系統論和信息論的基本思想和創新的思維方式，具有工程意識和系統觀，具有堅實的數理基礎與計算機基礎知識，具備良好的科學思維方法和計算思維能力，能夠綜合運用大數據科學的基礎理論、基礎知識，獨立解決與大數據系統相關的智能方法問題與復雜工程技術問題，對未知世界始終保有強烈的好奇心。能夠用合適的模型表達和分析各種大數據計算系統相關的復雜工程問題。能夠運用大數據算法設計與分析的相關知識，設計求解針對復雜工程問題的算法，并能正確地分析算法的復雜性及結果的正確性。

能夠綜合運用大數據計算和大數據管理的基礎理論、深度分析與數據挖掘等方面的知識，獨立解決與大數據計算相關的復雜工程技術問題，具有大數據獲取、建模、管理、分析挖掘與應用等方面的理論知識與工程能力。針對計算相關的復雜工程問題對其在社會、健康、安全、法律及文化的影響分析和評價，并能夠提出持續改進的意見和建議。能夠就復雜工程問題與業界同行及社會公眾進行有效溝通和交流，能夠熟練運用合適的模型表達與溝通復雜工程問題求解方案。

通過鼓勵學生在課程實驗中參照行業標準范例規范實驗報告、技術文檔的書寫，培養學生認真負責、踏實嚴謹的工作作風。通過要求學生通過組隊實驗的方式，培養其團隊協作能力與溝通管理能力。對相關法律法規等進行介紹，培養學生恪守工程倫理道德的美好品質，提升學生的產權意識，提高道德素質和法治素養。

結合生產生活中的實際案例講解相關內容，闡述生活處事哲理，培養學生人文情懷。培養學生獨立思考，提出問題、分析問題和解決問題的能力，了解計算機科學與技術學科的發展現狀和趨勢，具有創新意識、創新思維和創新能力。具有人文/社會科學素養，能夠基于工程相關背景知識，理解、分析、評價工程實踐和復雜工程問題解決方案對社會、健康、安全、法律與文化的影響，并理解應承擔的責任。能夠理解和評價工程實踐對環境及社會可持續發展的影響。具有批判精神，對待事物有獨立見解。培養學生的計算思維能力，能夠運用計算思維對簡單工程問題進行建模，提出解決方案。培養學生自主學習、終身學習的良好學習習慣，積極掌握科技前沿知識，擴展國際化視野。

（二）教學內容

理解大數據計算與普通計算的區別與差異，研究思路及計算思維。結合校訓，弘揚哈工大精神和哈工大傳統，由于我國仍未掌握一些領域的核心技術，所以每年我們需要花費巨額費用從其他國家進行購買。就像楊元喜院士所說，在我國開始發展北斗衛星導航系統之前，我們是可以進口原子鐘的。但是一旦我們開始發展北斗衛星導航系統，西方突然間就不再向我們售賣這些高精度的原子鐘了。這就逼迫我國的科研工作者必須要自主可控地發展自己的技術，突破國外的技術封鎖，作為新一代的拔尖人才，學好專業知識，努力鉆研、為科技強國出力是我們的不懈追求。

隨著數據量的急劇增大，對計算效率的需求也隨之增加，加快大數據計算技術的發展步伐刻不容緩。通過對大數據算法的概述，介紹當前主流大數據算法的誕生過程，我國目前的大數據技術和發達國家相比還是有差距的，鼓勵學生學好大數據相關技術，不斷進行技術創新，為我國大數據發展作出貢獻，激發學生的愛國情懷。學以致用，學生應用大數據數據結構解決實際問題，將理論知識與工程實踐性相統一，培養學生獨立思考解決問題的能力，在實踐中增長智慧才干。同時對各領域自主開發新技術、新設備，積極研究新方法、新理論的優秀相關思政案例進行介紹，樹立開發屬于中國人自己的大數據系統軟件信心，不讓我們站在巨人的肩膀上，我們就要努力成為巨人本身。

通過對任務進行分析，介紹任務實施的技術要求，引導學生要樹立精益求精的工匠精神來完成實際任務。通過組隊工作，感受合作雙贏的魅力，培養同伴之間相互包容，相互理解的團隊協作的精神，養成互幫互助，相互協作的良好學習氛圍。

通過對大數據管理系統進行概述，介紹各種大數據管理系統技術的優勢，教育學生按照實事求是思想路線來想問題辦事情作決策，學會從實際情況出發選擇大數據管理系統，以不斷增強大數據管理系統服務能力。

通過對大數據應用領域的介紹，拓寬學生對本專業的知識面。培養學生基礎的大數據意識與邏輯分析能力，對未來大數據應用領域有深刻的理解，會進行相關的設計與應用。通過對我國目前的大數據領域發展現狀，以及對未來形勢的美好展望，培養學生的技術自信、創新精神與愛國情懷。

（三）教學方法

本課程運用課堂講授、翻轉課堂、以練代講、實驗和大作業等多元化的教學手段，依據本專業的特色和優勢，深入探究將思政資源融入課程教學資源的有效方式，將專業課程教學與課程思政教育相融合。

好的思想政治工作應該如鹽在水，雖無形無色，但卻在潛移默化中悄悄地改變了水的性狀，使其由內而外地產生變化。教師在進行思想政治工作時，應格外注意對教學方法的把握，在課程設計和課堂教學中融入思政元素，通過自己的言傳身教，注重價值引導，加強科學思維訓練和科學倫理教育，讓學生耳濡目染，體會一代代科技工作者對國家對人民的偉大貢獻，培養學生科技強國的責任感和使命感。

翻轉課堂這一教學形式可以充分調動學生的課堂參與度，讓學生真正成為課堂的主人。符合當代大學生的自主學習需求，貼近大學生的生活和學習實際，讓學生主動參與到課堂教學活動中，潛移默化地教育引導學生充分認識中國特色社會主義偉大實踐的豐碩成果。

采用互動式實驗這一教學方式由同學們互相評價其實驗的完成程度，讓同學們參與到實驗評判的過程中來，對他人作業的批改，往往是建立在自身的知識基礎和理解上，因此，在批改的過程中也就完成了個人對知識的總結、遷移和外顯，這也是一種學習方式。因此，互評對于雙方來說都是有意義的學習活動，通過互相批改相互學習，真正成為課堂的主人翁。

實驗和大作業將理論與實踐相結合、課內與課外相結合、第一課堂與第二課堂相結合，使課程思政內容全方位貫穿于德智體美勞，將學生的理論學習與實踐教育緊密結合起來，促進學生將所學、所感、所悟內化于心，實現“知信行”的有機統一，在開展思政教育過程中同樣起著重要作用。將“讀萬卷書”與“行萬里路”相結合，在實踐中增長智慧才干，在艱苦奮斗中錘煉意志品質。

（四）教學評價

1.對學生的學習評價

對學生進行考核時，既要考查本課程專業知識和技能，也要考核學生的人生觀和世界觀等。本課程成績滿分100 分，考核方式及評價標準見表1。

表1 課程考核方式及評價標準

2.對教師的教學評價

積極通過專家聽課、學生評教、中期反饋等環節廣泛收集意見及建議，對教師教學成果進行評價反饋，形成教學評估報告。如果教學反饋總體良好，則可在后續課程教學中全面展開應用，同時可以推廣應用于其他相似專業課程，還可供其他高校參考借鑒。

三、結束語

深入貫徹落實《高等學校課程思政建設指導綱要》精神，凝聚起思政教育育人合力，在一以貫之中常抓不懈、在久久為功中守正創新，推動高校思政教育不斷強化提升，為開創我國高等教育事業發展新局面提供不竭的思想動力，培養出更多具有家國情懷、創新能力、全球視野和引領時代的一流人才。