計算機程序設計“課程思政”的教學研究與探討

張玉軍

（遼寧科技大學，遼寧 鞍山 114001）

1 課程思政的教學設計

1.1 課程簡介

《計算機程序設計》是網絡工程專業的專業基礎課，也是專業核心課。本課程作為網絡工程專業學生大學期間學習的第一門專業課程，重視學生對基礎編程理論知識的理解和掌握，更加注重學生的實踐動手能力，同時融入思政元素，高度契合國家所倡導的“思想引領”“協同育人”“資源共享”“能力培養”的新理念[1]。

1.2 課程目標

結合網絡工程專業的培養目標，確定本門課程的教學目標。

學生學習《計算機程序設計》課程，能夠將C++知識用于解決指定問題，掌握計算機編程學習的相關方法、鍛煉學生的認知能力、實踐能力、創新能力和團隊協作能力，以及培養學生的職業道德、理想信念和終生學習的最終目標。

1.3 課程內容

本課程圍繞C++語言控制結構、數組、指針、函數、類與對象、繼承與派生、多態性、I/O流、異常處理等知識，并用于給定問題的分析、設計與實現。通過學習，使學生獲得計算機程序設計的基本知識，培養學生程序調試能力、算法設計與分析能力、創新能力和自學能力，能夠編寫結構清晰、正確易懂，符合軟件工程規范的程序，為后續課程的學習打好基礎。

1.4 課程思政融入教學

課程思政融入教學要做到水乳交融，思政元素與教學內容要做到潤物細無聲，對學生進行思想的洗滌，獲得他們的情感共鳴。就像鹽要溶于水一樣，對生活中的點點滴滴進行挖掘，讓學生沒有陌生感，不能生搬硬套。結合計算機程序設計基礎課程的特點，從以下幾個方面開展課程思政[2]。

（1）通過聯系生活實際，挖掘生活的內在內涵。在本門課的教學中，需要讓具體的課程知識和課程內容出發，具體深度挖掘蘊含在課程知識和內容深處的思維、價值和文化意義。

（2）通過舉一反三，培養學生的創新精神。在整個教學過程中，通過對程序設計內容的講解同時要培養學生舉一反三的精神，要學生把前期知識和后期知識相互聯系。讓學生注重在教師講解后進行創新應用，在實踐實驗中掌握教學內容，培養學生的創新能力。

（3）通過具體實例，促進學生的積極思考。通過典型程序實例，促進學生積極思考并且分析案例，幫助學生感悟人生，培養良好的品質，讓學生成為有理想有信念的新人。

（4）通過制造氛圍，引領榜樣力量。注重課堂內外，實踐教學線上線下，真切熱愛學生，努力做到幫助學生解決具體的問題，制造積極向上的學習氣氛，重點體現教師的人文關懷，目標是要做有溫度的教學。

本課程積累了豐富的教學資源，完備的OJ程序在線測評系統，自編的案例貫穿始終的講義，在以往教學過程中已經融入思政元素[3]。

2 課程章節的具體教學展示

2.1 教學目標

知識目標：能夠寫出各種循環結構的語法，講述各自的特點。能力目標：能夠根據具體問題描述進行分析，選擇合適的循環結構；使用循環結構設計滿足要求的程序，并能在OJ系統中正確提交。課程思政目標：能夠加強對學生信息安全意識的培養，讓學生明白日積月累、持之以恒對成長成才的重要性。

2.2 教學內容

以中國的傳統教育說法進行引入，重點講解for、while以及do-while三種循環結構的格式，特點和使用場景。利用實際案例項目對循環結構進行多角度融合式教學。

根據不同部分知識特點、難易程度，學生狀態，采用多樣的教學設計，注意將課程的專業知識與學生的日常生活和氣場學習結合在一起，要明確的以學生為主，將傳授學習技能的思想貫穿教學過程的始終。利用線上線下相融合的教學手段，設置相關內容，重點講解for循環和while循環以及do-while循環結構特點和使用特點。

2.3 教學過程

2.3.1 創設情境，精心導入

教學中引用《莊子》中的一句話“一尺之棰，日取其半，萬世不竭”作為導學，需要引導學生積極思考，努力調動學生參與課堂教學的積極性、主動性。生活中有一些具有重復操作的問題，具體的可以利用循環的知識點來解決，從而引出學生的哲學思考。強調成為有用之才，貴在持之以恒。引入周而復始的循環本質內容，形成從量變到質變的結果。這個引例目的是讓學生對中國的歷史文化產生興趣，并且增加自己的自豪感。

2.3.2 知識講授，形成概念

在課堂教學的具體過程中要提出與生活有關的問題，并且抽取出該問題的核心內容，進行具體的建模過程，并根據結果選取合理的實現結構，并且根據知識點編寫代碼并進行程序調試，然后把運行的測試結果進行對比。提出相似的問題，由學生自行進行選擇結構進行程序調試。通過對實際問題的進行分析，建模，編程，測試等環節，讓學生參與到教學內容的時間操作中來，當學生對問題產生疑問并想要尋找具體的解決路徑，教師傳授給學生的不只是教學內容，讓他們被動接受，而是更應該充分相信學生的自主學習的愿望，鼓勵學生要進行自主學習，要主動地進行交流，編程，測試，評價等教學活動，并且要最終達到真正地提高自主實踐能力[4]。

首先講授循環語句的一般形式，并分析其原則，之后介紹循環的執行過程，讓學生通過這部分內容的學習，認識到循環的本質，達到掌握循環基礎知識的要求。

復習與回顧：復習上節課的分支結構內容，對于if語句和case語句的使用，結構特點以及使用格式進行回顧。了解基本的程序設計步驟，提出選擇問題的實際解決方案。

課程內容：要更好地掌握循環結構，并學會運用循環，我們要提煉出循環的要素，將抽象的問題具體化、公式化，以幫助學生更好地分析、掌握循環結構。

第一要素：設置“循環變量”，并對其賦初值。首先要解決循環10000次的問題，機器是如何知道10000次到沒到？這里需設計一個計數器，通常用一個變量作為計數器，在沒有循環使之前計數器為0，就是變量的初始值為0（即：i=0；），這里的“i”變量就是用來計循環次數的，我們也稱它為“循環變量”。

第二要素：循環要有終止條件。要求輸出100行的“####”，循環不能超過100次，循環只能在100次以內，則循環的終止條件為i<100。

第三要素：循環內容的實際。“循環體”是什么，如何找出循環體。“循環體”就是不斷重復的動作用程序描述出來。如何找出循環體，是學習循環結構的難點。上例中：第一次要執行輸出“####”，第二次要執行輸出“####”，第三次還要執行輸出“####";”，這句就是一個循環體。

第四要素：循環變量要趨向于終值而改變。經過循環之后i的值要改變，使之不斷趨向于終止值，也就是要有步長的變化“i++/i--”，否則程序就成為一個死循環。

講解循環結構的類別：for循環，while循環以及dowhile循環。

重點講解各種循環結構的結構形式和特點。以for循環為例：

格式為：for（初始條件；結束條件；增量）

循環體；

實踐環節安排：

講解練習實現思路。

設計意圖：講解思路，旨在讓學生理解程序邏輯。

案例實訓：

在演示操作環節結束后，讓學生以小組為單位進行編程分析。分為4個訓練階段：

分配任務：首先由每組的組長分配任務。

編碼任務：按小組進行討論，共同解答問題，并進行編碼。

過程管理：教師負責巡查與指導。

提交程序：以小組為單位進行具體的程序提交。

設計意圖：以學生為中心，主要鍛煉學生自主學習能力與編程能力，并重點培養團隊協作能力和學生的溝通能力。

（1）引經據典，增加興趣。在課程講授之初，利用經典古文導入中本節課需要解決的問題，同時激起學生的學習興趣，思考“取10日后，棰余幾何？”通過老師的具體分析，在重點重申循環結構的“三要素”——初始值，增長步長以及終止條件，解釋問題需要編寫循環來具體求解棰長度。在教學過程中教師主要采用問題驅動的教學方法，重點需要啟發學生獨立思考并且要明確問題中循環的終止條件是什么，特別注重對學生探究能力、思維拓展以及實踐能力的培養。

（2）舉一反三，解決難點。對階乘問題的求解，需要仔細觀察和分析數列，具體尋找發現階乘計算的具體規律，完成主要的循環結構中循環體。在對階乘問題本質的探索基礎上，需要經過循環變量的具體變化，明確對循環結構的理解，最終能舉一反三，解決難點的目的。

（3）注重實踐，培養安全意識。利用生活中學生經常遇到的問題，進行問題提問：“注冊對于密碼設置一般會有什么樣的要求？”讓學生對于身邊事，生活事有共鳴。試想密碼設置具體情景，增加討論熱度和對于學習知識的興趣，引發學生相關討論。結合具體情境因為如果設置的密碼過于簡單，被電腦黑客利用攻擊，導致自己的重要信息泄露，進而加強學生對信息安全的意識培養。

（4）完成任務，總結重點。完成各小組的編程任務后，提出學生思考的問題：需要學生掌握while和do-while兩者循環結構使用過程中的具體的區別？學生可以分別利用 do-while循環和 for循環兩個不同的訓話結構來實現嗎？學生自己總結for循環的具體特點？

設計任務意圖：類別學習，利用同一任務案例使用不同的循環結構的程序具體實現，這樣做不僅可以助于學生拓展自己的思維，而且又符合培養軟件開發人員崗位對發散思維和邏輯思維能力的要求[5-6]。

學生在本節課中，要求對三種不同的循環結構有深刻的認識，特別是三要素在不同結構的具體使用和設計，是本節課的重點，需要學生深入理解和掌握。在此基礎上，能夠就任務進行解決，利用不同的循環結構，體會同一問題不同解決方式的優缺點，進行類比學習。從實際問題出發，具體到方法選擇，將編程思維、優化選擇、信息安全意識等思政元素融入具體的專業知識，課堂活動豐富，提升學習興趣。

3 課程思政教學反思

3.1 修改完善教學大綱和教案，充分體現思想政治教育元素

將課程思政元素融入計算機程序設計課程實際教學中，修改課程教學大綱和教案，增加專業課思政學習目標，合理設計課程教學目標及其對畢業要求的支撐，在課程內容與基本要求中明確增加思政預期成果，考慮到思政目標定量考核難度大的問題，在課程考核方式與成績評定辦法中主要考核能力，從而間接檢測思政育人效果。

3.2 將思政元素融入課程教學

仔細斟酌，反復提煉課程本身的知識內容與其中蘊含的思政育人素材，在C++簡介學習中引申出我國信息化發展現狀，鼓勵同學為實現“中國夢”努力學習；在標識符命名規則學習中注重法紀觀念的培養；在主函數學習中注重核心意識的培養；在運算符的優先級與結合性學習中讓學生明白做事要分清主次，有輕重緩急；在選擇結構學習中，讓學生明確個人的選擇要服從國家、集體利益；在循環結構學習中，讓學生明白成為有用之才，貴在持之以恒；在數組學習中，注重集體主義思想的培養，要有看齊意識；在函數學習中，培養學生樹立科學管理、調度的基本思想；在指針的學習中，讓學生明白做事要注重效率，如何提高做事效率，中國能取得當前的國際地位，廣大人民能過上幸福安康的生活，都是在中國共產黨的領導下取得的；在類與對象的學習中，讓學生明白在學習新知識的時候，與舊知識的類比，能夠很好地解決對新知識的運用和理解；在文件的學習中，養成代碼、數據要及時整理保存并定期維護的好習慣，努力成為精益求精的“工匠”。

3.3 形成“課程思政”典型案例，注重教師教學能力提升

注重與學生日常生活相結合，形成典型案例3個。教師能夠以“課程思政”課程建設立項為契機，加強時政學習，提升教學水平；不斷挖掘思政元素，改進教學內容；主動運用信息技術，改進教學方法；根據課程目標，改進課程評價，不斷提高教育教學質量。

3.4 加強課程思政經驗交流，推廣改革成果

基于《計算機程序設計》課程的課程思政經驗，進一步分析和挖掘網絡工程專業其他專業課程尤其是專業核心課在課程思政方面的共性，切實做到以學生為中心，同時也為申請工程教育專業認證做好準備。