摘要:本文探索了對分課堂與課程、團隊、競賽(課團賽)在計算機導論課程思政教學中的協同應用。通過設計符合計算機專業特色的分課堂模式,結合項目開發和競賽展示,將思政元素有機融入課程內容。實驗涉及160名學生,為期一學期。結果表明,該模式顯著提升了學生的專業知識掌握度、創新能力和工程倫理意識。學生在團隊協作、科技倫理和社會責任感等方面均有明顯進步。研究為計算機基礎課程的思政教學改革提供了新思路,強化了專業教育與價值引導的有機統一。
關鍵詞:對分課堂;課團賽;計算機導論;課程思政;協同教學模式
一、引言
計算機導論作為計算機專業的基礎課程,不僅承擔著專業知識傳授的任務,還肩負著培養學生正確價值觀和工程倫理的重要責任。傳統的教學方式往往難以有效融合專業教育與思政元素。對分課堂作為一種互動式教學方法,能夠充分調動學生的主動性和參與度。而課團賽模式則通過項目實踐和競賽激發學生的創新思維和團隊精神。將這兩種方法有機結合,并巧妙融入思政元素,有望在提升專業教學效果的同時,實現價值觀的潛移默化。探索這一創新模式在計算機導論課程中的應用效果,對推動計算機基礎教育改革具有重要意義。
二、對分課堂與課團賽在計算機專業教育中的應用背景
對分課堂作為一種新型教學模式,通過將課堂時間劃分為自主學習、互動討論和教師點評三個環節,極大地提高了學生的參與度和學習效率。在計算機專業教育中,這種模式尤其適用于理論與實踐緊密結合的課程。例如,在數據結構課程中,學生可以先自主學習算法原理,然后在小組中討論不同算法的優劣,最后由教師歸納總結。而課團賽模式則將課程學習、團隊協作和競賽相結合,非常契合計算機行業的項目開發模式。這兩種模式的結合,為計算機專業課程注入了新的活力,培養了學生的實踐能力和創新精神。
三、計算機導論課程融入思政元素的意義與挑戰
計算機導論作為計算機專業的入門課程,不僅需要傳授基礎知識,還應培養學生的職業道德和社會責任感。融入思政元素的意義,在于可以通過計算機發展史激發學生的愛國情懷,通過討論人工智能倫理培養學生的責任意識,通過網絡安全案例分析提高學生的法律意識。然而,挑戰也隨之而來[1]。首先,如何在有限的課時內平衡專業知識與思政內容的比重?其次,如何避免生硬說教,實現思政元素的自然融入?再者,如何設計既能傳達價值觀又能提高專業技能的實踐活動?例如,在講授操作系統章節時,可以引入國產操作系統的發展歷程,既介紹技術原理,又培養民族自信。
四、對分課堂與課團賽協同模式的設計與實施
(一)對分課堂在計算機導論中的應用設計
在計算機導論課程中應用對分課堂模式,可以將每個主題劃分為三個環節:課前自主學習、課堂互動討論和教師總結。例如,在講授計算機網絡章節時,學生課前先通過在線資源自學OSI七層模型的基本概念。課堂上,學生分組討論不同網絡協議的應用場景,如HTTP、FTP、SMTP等,并模擬這些協議的工作流程。教師則通過實際案例,如互聯網巨頭的網絡架構,歸納網絡分層的重要性。在人工智能單元中,學生可預先了解機器學習的基礎算法,然后在課堂上進行簡單的圖像識別實驗,教師則引導討論AI的社會影響。
(二)課團賽模式的構建與融入
課團賽模式在計算機導論中的實施可貫穿整個學期,將課程內容、團隊協作和競賽元素有機結合。首先,根據課程主要模塊如硬件、軟件、網絡、數據庫等,設計系列小項目。學生以4—5人為一組,每完成一個模塊就交付一個項目成果。例如,在學習計算機硬件章節后,小組可以完成一個“DIY組裝最優性價比PC”的項目,需要調研市場、對比配置、控制預算。軟件模塊可以設計一個簡單的桌面應用,如文件管理器。學期末舉行成果展示競賽,各組匯報自己的“計算機系統方案”,包括硬件配置、操作系統選擇、應用軟件開發等全方位設計。
(三)思政元素的識別與嵌入
1.計算機發展史與科技倫理
在計算機發展史單元中,可通過對分課堂模式深入探討科技倫理。課前,學生自學計算機發展的關鍵里程碑。課堂上,分組討論圖靈測試、摩爾定律等經典概念背后的倫理問題。例如,人工智能是否應該擁有權利?芯片技術進步是否會加劇數字鴻溝?教師引導學生思考科技發展對社會的影響。在課團賽環節,各小組可選擇一個歷史時期的重大技術突破,如ENIAC、個人電腦革命或互聯網誕生,制作多媒體演示,不僅要介紹技術細節,還需分析其對社會倫理、經濟結構的影響。
2.計算機系統與工匠精神
計算機系統單元融入工匠精神,可采用對分課堂與課團賽相結合的方式。課前,學生自學計算機硬件組成和操作系統基礎。課堂上,通過案例分析討論著名工程師如Dennis Ritchie(UNIX創始人)的職業精神[2]。
教師引導學生思考:是什么驅動這些工程師精益求精?在課團賽中,每組學生承擔一個“微型操作系統”項目,實現簡單的進程調度或內存管理模塊。項目要求代碼簡潔高效,文檔清晰完整,體現工匠精神。競賽評分不僅看功能實現,更重視代碼質量和文檔規范。
3.計算機網絡與信息安全責任
在計算機網絡單元中,將信息安全責任融入教學過程。對分課堂前,學生預習網絡協議和基本網絡安全概念。課堂討論聚焦真實的網絡安全事件,如勒索軟件攻擊、數據泄露等,分析技術原因和社會影響。教師引導學生思考個人、企業和國家在網絡安全中的責任。課團賽項目可設計為“構建安全的校園網絡”。各小組需要提出全面的網絡安全方案,包括技術措施(如防火墻配置、加密策略)和管理制度(如用戶培訓、應急響應計劃)。競賽評審重點考查方案的可行性和對用戶隱私的保護程度。
4.人工智能與社會影響
人工智能單元的思政融入可通過對分課堂和課團賽模式展開。課前,學生自學AI基礎算法,如決策樹、神經網絡等。課堂討論圍繞AI倫理展開,如自動駕駛汽車的道德決策、AI創作的版權歸屬等。教師引導學生思考技術發展與人文關懷的平衡。課團賽項目可設計為“AI應用的社會影響評估”。各小組選擇一個AI應用場景,如醫療診斷、金融風控、新聞寫作等,全面分析其潛在的社會影響,包括就業變化、隱私安全、決策公平性等。競賽要求小組不僅要展示技術方案,還需提出相應的倫理指南和管理建議。
5.大數據技術與隱私保護
在計算機導論課程中,大數據技術與隱私保護的教學可通過對分課堂模式進行。課前,學生自學大數據基礎知識和常見隱私保護技術。課堂上,分組討論大數據應用案例中的隱私風險,如社交媒體數據挖掘、位置服務等。教師引導學生思考技術發展與公民權益的平衡。在課團賽環節,各小組設計一個基于大數據的應用方案,要求在實現功能的同時,充分考慮用戶隱私保護措施。方案需包括數據收集、存儲、處理和使用的全流程隱私保護策略。競賽評審重點考查方案的創新性和對隱私保護的周全考慮。
6.軟件工程與團隊協作精神
軟件工程單元的思政教育可通過對分課堂和課團賽模式有效實施。課前,學生自學軟件開發流程和項目管理方法。課堂討論聚焦于著名開源項目的協作模式,分析其中體現的團隊精神和職業道德。教師引導學生思考軟件工程中的責任分擔和信任機制。課團賽項目設置為“微型校園服務系統”開發,要求小組在一個學期內完成從需求分析到系統測試的全過程。每個階段都應設置同行評議環節,培養學生的批評與自我批評能力[3]。
項目過程中,特別強調版本控制、代碼審查等體現團隊協作的環節。競賽評分不僅考查最終產品質量,還重點關注團隊協作過程和文檔規范。
7.新興技術與創新思維
新興技術單元的思政融入可充分利用對分課堂和課團賽模式。課前,學生自主了解人工智能、區塊鏈、量子計算等新興技術的基本概念。課堂討論圍繞這些技術的社會影響展開,如AI對就業市場的沖擊、區塊鏈在金融領域的應用等。教師引導學生思考技術創新與社會責任的關系。課團賽項目設計為“未來校園場景構想”,要求小組運用新興技術解決校園生活中的實際問題。項目評估標準包括技術創新性、實施可行性和社會效益等多個維度。在項目開發過程中,特別強調知識產權保護意識,培養學生的創新精神和法律意識。競賽展示環節,各小組不僅要展示技術方案,還需闡述其對社會發展的潛在影響。
(四)協同模式的具體實施策略
1. 課前自主學習與思政導入
對分課堂模式中的課前自主學習階段為思政元素的導入提供了理想契機。教師可通過學習管理系統精心設計引導性問題和閱讀材料,將專業知識與思政內容有機結合。這些材料不僅包括技術文檔,還應涵蓋反映科技發展歷程和社會影響的資料。在課團賽模式中,可要求學生團隊在課前搜集國產計算機技術的發展案例,并思考其對國家科技進步的意義。通過設置合理的評分標準,引導學生在掌握技術細節的同時,培養科技報國的理想。課前討論區的設置則為學生提供了分享學習心得的平臺,教師可在此適時引導,為后續課堂討論埋下思政種子。
2. 課堂互動討論中的價值引導
課堂互動討論是對分課堂的核心環節,也是深化思政教育的關鍵點。在這一階段,教師可設計多層次的討論主題,從技術細節逐步過渡到社會議題。討論可以從專業知識點開始,然后引入與之相關的倫理問題,最后延伸到更廣泛的社會影響。教師在討論過程中扮演引導者角色,適時點撥,將價值觀教育自然融入專業討論中。在課團賽模式中,可以設置角色扮演或案例分析的環節,讓學生從不同利益相關者的角度思考問題。
3. 團隊項目開發中的思政實踐
課團賽模式中的團隊項目開發為思政教育提供了實踐平臺。可以設計一個貫穿全學期的綜合項目,要求學生團隊從多個維度提出完整的技術方案[4]。在項目推進過程中,可以設置一系列“思政關卡”,要求學生在方案設計中考慮社會責任、倫理影響等因素。定期組織的項目進度匯報會不僅要關注技術進展,還應包括團隊如何在技術選型和方案設計中體現社會責任。教師可以根據匯報情況,引導學生思考技術方案的社會影響。
4. 競賽展示中的思政升華
競賽展示作為課團賽模式的核心,為思政教育的升華提供了重要機會。在評分標準中,可以專門設置“社會價值”一項,并賦予相當權重。學生在展示技術方案時,需要闡述其如何體現社會責任、促進可持續發展等??梢越M建多元化的評審團,從不同角度提問和點評。鼓勵學生在展示中不僅關注技術細節,還要分享團隊協作的心得,以及項目開發過程中對社會責任的新認識。競賽后可組織一場圍繞技術倫理的討論,讓學生分享在項目中遇到的倫理困境和解決方案。
五、結束語
對分課堂與課團賽的協同應用為計算機導論課程的思政教學開辟了新路徑。通過課前自主學習、課堂互動討論、團隊項目開發和競賽展示等環節,將思政元素自然融入專業知識學習中,有效提升了教學質量和育人成效。實踐證明,這種模式不僅增強了學生的專業能力和創新意識,還培養了他們的工程倫理和社會責任感。未來可進一步探索該模式在其他工科課程中的應用,并結合新興技術發展趨勢,持續優化教學內容和方法。這種將專業教育與價值引導相結合的方式,為高等工程教育的整體改革提供了有益的參考和借鑒。
作者單位:安娟華 冀松 于聰 盧秀麗 保定理工學院 信息科學與工程學院
參考文獻
[1]蔣璀玢,周一.“SPOC+對分課堂”混合教學模式在研究生思政課中的應用[J].航海教育研究,2024,41(03):88-93.
[2]張萬秋,何明鳳,郭曼.“三教”改革背景下高校思政課對分課堂的SWOT分析[J].科學咨詢(教育科研),2024,(08):18-21.
[3]聶曉敏.文化自信視域下品牌管理課程基于對分課堂的課程思政建設研究[J].現代商貿工業,2024,45(18):97-100.
[4]朱俊,陳燕.基于共情理論的高校思政課“對分課堂”教學模式探索[J].大學,2024,(23):71-74.