面向計算機類課程的思政建設探索與研究

張所娟，陳 剛，宋金玉，郝建東，崔 靜，謝曉宇

（陸軍工程大學 指揮控制工程學院，江蘇 南京 210001）

0 引言

新工科背景下，計算機專業人才培養已從強調程序設計轉變為強調系統設計，以提升計算思維為基礎，著力培養學生解決復雜工程問題的能力［1］。計算機專業包括計算思維、算法設計與分析、程序設計與實現、系統設計與實現、系統分析與評價等能力，不同課程對應支撐上述不同能力的培養，其中計算思維能力貫穿計算機專業的多門課程，是計算機人才必須具備的基礎能力［2］。

教育部《高等學校課程思政建設指導綱要》（簡稱為《綱要》）明確了理工類專業課程思政設計要求，本文旨在《綱要》的指導下結合計算機類課程特點，研究如何將思政建設與課程教學融為一體，依托思政建設有效促進學生計算思維，提升其解決復雜工程問題的能力，為計算機專業人才培養發揮提質增效的效果。

1 計算機類課程思政建設現狀分析

當前，圍繞計算機類課程的思政建設已開展了許多研究工作，大部分針對計算機專業的多門課程探討專業思政的建設和實施方法。李薇等［3］介紹思政教育在C語言程序設計中的應用，在理論和實踐教學環節融入思政要素。李靜等［4］針對Python語言程序設計課程挖掘思政元素，探索思政教學路徑，列舉了部分典型案例。鄭珂暉等［5］從梳理課程育人目標，提升教師水平，改革教學內容、方法、評價等方面對C/C++程序設計課程進行思政改革探索。在計算機基礎課程中，賈惠珍等［6］以計算機組成原理課程為例，闡述如何從教學目標制定、教學內容設計、教學手段使用、教學方法選擇、實驗環節設置、教學效果評估等方面探索課程思政教學實施路徑。奎曉燕等［7］針對數據庫技術與應用課程的相關知識點，挖掘混合式教學方式中課程蘊含的思想政治元素。胡輝［8］從挖掘課程思政教學案例、設計課程思政教學簡案、開展課程思政實踐教學、探討課程思政教學方法4個方面研究數據庫課程思政。

綜上，目前高校計算機類課程思政建設主要集中于挖掘、融合具體課程的知識點與思政元素、研究教學方式，結合計算類專業學科特點開展思政建設的研究相對較少。

然而，計算機專業具有明確的學科定位與自身學科特，本文旨在聚焦計算機專業人才培養目標，提出課程思政元素挖掘思路與方法，從宏觀、中觀、微觀層面構建思政建設教學實踐路徑，并結合具體課程予以闡述，目的在于指導教師結合具體課程更好地開展課程思政建設。

2 計算機類課程思政建設基本思路

抽象、理論、設計是計算機學科中的3個學科形態，問題求解的基本路徑為問題—形式化描述—計算機化。李曲等［9］歸納梳理了計算機大類專業核心價值體系的構成，包括家國情懷、社會責任、法制意識、工程倫理、科學精神等，這些思政元素共存于不同的計算機課程。

由于計算機專業課程設置具有明顯的關聯性［10］，課程間存在較強的支撐關系，通常情況下一門課程需要一門或多門前續課程支撐，也為后續課程奠定基礎。因此，在建設計算機類課程思政時，可將計算機大類的核心價值體系作為思政建設主線，充分考慮課程間的延續性，統籌規劃設計，通過多門課程的思政建設形成合力，發揮整體大于部分之和的優勢，具體建設思路如圖1所示。

Fig.1 Examples of supporting relationships of computing courses圖1 計算類課程支撐關系示例

《綱要》中強調注重科學思維方法，幫助學生樹立求真的科學態度。計算類課程教學自身蘊含了對計算思維的培養要求，因此與思政元素形成了天然聯結，科學思維方式不僅有助于提升學生計算機學科專業領域能力，還能將所學知識遷移應用到實際工作中，促進其形成正確的價值觀。計算思維是計算機專業各課程的基礎要求，與之相關的思政元素貫可穿所有專業課程。

需要注意的是，根據布魯姆分類目標可知，學習不僅僅停留在知道、理解、應用層面，更重要的是促進其發展分析、評價、創造等高階認知能力，開展思政建設時也應考慮形成與之相適應的思政教學設計。

因此，在挖掘思政元素時應深入理解課程目標，把握課程知識體系的主要內容，突出重難點知識，遵循既定課程目標方向，有效避免課程教學與思政建設“兩張皮”的問題。綜上，專業思政建設必須重視內容建設，絕不能形式大于內容，忽視了內涵的深化。

3 面向計算機類課程思政元素挖掘方法

思政元素的挖掘應依據計算機類課程思政建設的基本思路，圍繞計算機大類專業核心價值體系，結合計算機類課程專業特點，從以下3個方面考慮思政元素的挖掘方法。

3.1 跟蹤技術發展，建立內容關聯

由于計算機領域技術迭代更新速度快，每一次技術變革都推動了社會發展和進步［11］。因此，以技術發展為線索能有效實現思政元素與課程內容的有效關聯，從技術產生、發展、運用等方面挖掘其中蘊含的人文精神、科學精神等，例如結合計算機相關領域技術發展史，通過名人故事介紹科技創新和發展，講好中國故事。

3.2 剖析知識內涵，把握原理本質

緊扣知識內涵，深入理解相應領域工程知識所蘊含的原理，并非簡單考慮表面內容。在布魯姆分類目標中，強調評價、創新等高階認知，因此思政元素的設計不能停留在學習低階技能層面，必須將思政元素與知識創新、評價直接建立關聯，只有把握原理本質，才能深入理解專業知識，挖掘知識深層所蘊含的哲學思想、唯物主義價值觀等，對應高階認知學習，避免發生思政元素挖掘簡單化、偏離課程內容的情況。

3.3 踐行知行合一，增強體驗感悟

理論與實踐并重是計算類專業課程的另一特點，充分利用該特點對思政建設的知行合一具有重要意義。

理論教學以講解傳授知識為主，曉之以理地將科學思維方法與態度、家國情懷、價值觀寓于知識中進行傳授，掃清學生認知盲點，實現知識傳授與價值引領的有機結合；實踐教學以學生實踐操作為主，采用體驗感悟教學思路，通過實驗將所學知識付諸實踐，促使學生在實踐體驗中形成價值認同，有利于打通思政教育中知行合一的斷點。

4 思政教學實踐路徑構建

專業課程思政教學實踐路徑可將專業、課程、課時分別在宏觀、中觀和微觀層面進行構建，具體思政建設教學實踐路徑如圖2所示。

Fig.2 Practical path of ideological and political construction teaching圖2 思政建設教學實踐路徑

4.1 宏觀層面

從計算機專業培養目標出發，按照專業畢業要求，確保每門課程的教學目標與課程承擔的任務（指標點）關系清晰。通常情況下，一門課程教學目標應對應一項或多項任務，一項任務往往由多門課程中的多個目標支撐完成。根據《計算類專業教學質量國家標準要求》可知，課程體系必須支持各項畢業要求有效達成。

本文以數據庫原理課程為例，課程目標對實現畢業要求2、3提供支持。課程目標1為掌握數據庫系統基本概念、關系數據庫基本理論、關系數據標準語言SQL及數據庫編程，掌握計算應用系統數據庫設計方法；課程目標2為能合理組織數據，有效存儲、處理數據，掌握關系數據理論，能正確設計、評價優秀的關系數據庫模式，掌握關系查詢處理和優化技術，為提升數據庫應用系統的查詢效率和系統性能奠定基礎；課程目標3為掌握數據庫管理系統的基本知識與數據庫系統設計方法，熟悉數據庫恢復技術與并發控制技術，掌握如何保證數據庫安全性和完整性的約束描述；畢業要求2強調學生對問題的分析能力，能應用基本原理分析復雜工程問題；畢業要求3強調學生具備設計、開發解決方案的能力，能針對復雜工程問題設定滿足特定需求的解決方案。

具體對應關系［12］為課程目標1支持畢業要求2，課程目標2、3支持畢業要求3。

4.2 中觀層面

將一門課程作為實踐對象，依據計算機大類專業核心價值體系，以知識單元為實踐單位分解課程思政目標，建立知識體系的知識點、思政點、思政目標的關聯圖譜，如表1所示。

Table 1 Association graph of ideological and political elements表1 思政元素關聯圖譜

4.3 微觀層面

該層面將落實到每一課時的設計與組織上，合理組織每個課時涉及的知識單元，教學實施可采用現有教學設計框架進行教學設計。目前，BOPPPS模型關注學生發展需求，強調學生全方位參與學習，可及時獲取反饋信息，能較好地幫助教師組織教學流程。因此，本文以BOPPPS模型為基本框架進行闡述。

在進行思政設計時，依據計算機類課程價值體系，充分提煉課程中蘊含的價值理念，將課程思政元素嵌入由BOPPPS模型牽引設計的教學環節中，實現知識傳授與價值引領的有機融合與嵌入式課程思政育人。在引入環節，通過講述中國故事激發學生愛國熱情；在參與式學習環節，延伸知識內涵，從原理層面挖掘其中蘊含的哲學思想等。

本文以數據庫原理課程中的事務機制為例（見表2），事務是數據庫技術中的重要概念，事務機制是數據庫管理系統的實現技術之一。由于事務概念較為抽象，又與應用密切相關，在思政設計時應從技術發展和原理本質方面挖掘思政元素，具體考慮在BOPPPS模型的導言（Bridge-in）；學習目標（Objectives）、前測（Pre-test）、參與式學習（Participatory Learning）、后測（Post-test）、總結（Summary）這6個環節種進行思政設計，無需在所有教學環節出現思政元素，應與實際內容相結合。

Table 2 Example of micro level teaching design表2 微觀層面教學設計示例

例如，在前測時通過測驗方式進行學情分析，教師實施具有針對性地教學，通過言傳身教的做法為學生傳遞教師嚴謹治學的工作態度；在參與式學習環節，從實際場景切入事務特性，幫助學生由感性認識升華到理性認識，培養學生善于抓住事物本質分析問題的能力，同時強調事務的一致性需要由定義事務的程序員來保證，讓學生意識到作為一名技術人員的責任意識和嚴謹作風的重要性；在總結環節，引入國產數據庫OceanBase性能奪冠的案例，激發學生民族自豪感和民族自信心。

5 總結

計算機專業課程符合工科教育目標定位，具有自身特點，若能有效結合專業特點開展課程思政建設，以專業知識為基礎挖掘思政元素，可有效避免思政建設流于形式。

本文首先從計算機專業的目標定位、學科特點入手，分析計算機類課程思政建設的基本思路；然后面向計算機類課程，從3個方面提出課程思政元素的挖掘方法；最后從宏觀、中觀、微觀層面建立思政建設教學實踐路徑，指導教師結合具體課程更好地開展課程思政建設。