程序設計基礎課程思政教學改革與探索

徐以美，蘇春莉，陳宏

(西安歐亞學院信息工程學院，陜西西安710065)

1 背景

程序設計基礎課程是計算機類專業的專業基礎課，亦是工科專業的公共基礎課[1-2]。C語言歷經多年的發展，一直是編程語言界的“常青樹”。近年來，在TOIBE 排行榜上，C 語言一直位居前三的位置，可以說行業對于C語言的需求從未減退。正因為C語言自身的優勢和魅力，大多數高校都選擇C語言作為程序設計的入門語言。

當前高校教育提倡學生的全面發展和綜合素質的提升，并因此進行了一系列的教育教學改革。2018年全國開始推廣“課程思政”建設。2020年，習近平總書記在教師節發表重要寄語“殷切希望廣大教師不忘立德樹人初心，牢記為黨育人、為國育才使命，積極探索新時代教育教學方法，提升教書育人本領，為培養德、智、體、美、勞全面發展的社會主義建設者和接班人做出新的貢獻”[3]。這表明，當前大學教育不僅要考慮學生知識目標和能力目標的培養，還要重視思政目標的培養，將“教書育人”落地到每門課程中。

在各門課程中引入思政元素的方式各種各樣，對于“程序設計”這類課程來說，除了遵循基本原則之外，還要著重培養學生“精益求精”的工匠精神，樹立“科技興國”的遠大目標，引導學生形成良好的職業習慣，遵從職業道德規范[4]。

2 課程思政整體建設思路

“程序設計基礎”具有覆蓋面廣、實踐性和應用性強的特點。在普及性較強的課程中進行思政設計和融入，能夠惠及更多的學生，起到更好的“育人效果”。

本課程本著“全程育人、全方位育人”的理念，結合ICT 產業對專業技術人才的需求，以培養學生基礎編程能力、構建編程思維、塑造行業素養為目標。在教學設計上圍繞“以學生為中心”進行設計，培養具備較強工程實踐能力，能夠從事系統設計與開發的專業人才。在課程思政方面，以培養學生終身學習能力，有道德、會思考，善溝通為基本目標，塑造學生具有良好的職業素養、超前的國際視野以及大國工匠精神、家國情懷。

課程思政建設思路如圖1所示。

圖1 課程思政建設思路

1)課程頂層設計將專業課程知識與思政要點相結合，通過“調研→分析→提煉→實踐→評價→反思→改進”的迭代過程，提高思政與專業的融合度。

2)思政案例采用挖掘“思政教育點”，梳理“思政教育線”，整合“思政教育面”，構建“思政教育體”的“點線面體”四維一體的課程思政設計新模式。

3)課程實施首先將課程內容模塊化并設計相應的思政目標，然后將思政案例融入課程模塊，最后采用課內課外交互補充的教學模式和手段，達成專業教育與思政育人的有效融合。

4)課程評價采用過程性評價、結果性評價、遠近結合等多維評價方式，檢驗課程思政育人目標的達成。

3 課程思政設計與實施

為了更好地達成“專業教育”與“思政育人”有效融合、相輔相成的目標，根據課程建設思路，課程團隊主要從以下幾個方面進行課程思政的設計和實施。

3.1 教學內容設計

在課程內容上，基于原有的課程設計，課程思政通過分模塊的方式融入，根據每個模塊知識內容的特點，設置核心的思政要素。思政要素是課程思政工作具體實施的出發點，其源于課程的相關專業知識點但又高于知識點[5]。在思政要素的基礎上，搜索和挖掘典型的事件作為思政元素，有的放矢而又不刻意為之，真正達到“潤物細無聲”的思政育人效果。具體模塊分解情況如表1所示。

表1 思政模塊與思政要素對應表

3.2 教學方法設計

在教學方法上，為了更好地實施思政教育，課程團隊深化了原有的課內課外相結合的教學模式。課堂上采用了案例教學、類比、聯想以及啟發教學等教學方法，培養學生善于思考，勇于實踐，追求真理的科學精神。

課內設計有提問、個人演示、小組討論、組隊合作實踐、結對編程等活動，在各環節找思政切入點。比如，在課堂上，思政案例往往以課堂“破冰”方式導入，并通過小組討論的方式讓學生自行感受和領悟，做中學、學中做，同時培養學生的溝通表達能力，團結協作能力以及動手實踐能力。

課外通過觀看微課、作業、OJ刷題、競賽等活動，提高學生的自主學習能力、創新精神，引導學生樹立科技報國的決心和信心。

3.3 教學實施典型案例

1)在“課程第一課”中通過導入視頻展示軟件行業發展現狀和前景，并組織學生進行討論，引發學生對未來職業發展道路的思考和暢想。講解在新冠抗疫過程中軟件、智能儀器、信息化系統所起的重要作用，“健康碼”的誕生，激發學生的行業榮譽感以及對社會主義核心價值觀的認同。

2)在給學生講解編碼規范的作用時，展示華為軟件發展歷程和華為編程規范典型案例。引導學生審慎地規范地編排代碼以使代碼盡可能清晰。規范編程不但是一項非常重要的技能，也是作為一個軟件人最基本的素養。“編程之美”會讓軟件產品避免很多類別的BUG，也會讓學生未來的職業生涯更專業。從一行代碼做起推及整個行業，引導學生樹立遵循行業的標準和規范、職業道德規范意識，推動軟件行業發展。

3)在學習數據類型單元時，引入亞利安5 號(Ariane 5)運載火箭事件：1996 年6 月4 日，歐洲空間局(European Space Agency，ESA)發射的亞利安5號(Ariane5)運載火箭在法屬圭亞那的庫魯發射場發射后僅40秒就爆炸了。這枚火箭經過長達十年的研發，耗資80億美元后進行首飛，但這一BUG 的結果導致了3.7 億美元的損失。首飛失敗的原因是整數溢出，這是計算機編程中一個普遍存在的錯誤。有人試圖在16位空間中設置64 位數字。所以說，在編程過程中關注每個變量的長度和大小，不要隨意進行混合類型賦值，對數據關系進行細致的分析，養成“精益求精”的開發習慣。只有這樣，才能成長為一個優秀的軟件工程師，未來才能通過個人的技術為國家的繁榮富強貢獻自己的力量。

4)在函數模塊的授課過程中，從函數的優點：避免重復的代碼，降低程序復雜度，提高程序的可讀性和可維護性從發，引導學生理解“分而治之”的思維方式和問題處理的理念，將復雜的問題分解為一個一個的小問題，解決了一個個小問題，復雜問題也會迎刃而解，復雜工程問題也是如此。此外，通過函數進行模塊化編程還解決了一個團隊分工和合作的問題，體現了一個團隊的協作精神。在授課方法上，通過課堂小組討論發表觀點，培養學生在公共場合的表達能力和個人自信力。

4 課程思政教學評價

通過多元化的評價方式：過程性評價+結果性評價、遠近結合等方式，檢驗學生的思想政治素質、道德文化修養與專業知識的融合度。

建立融目標模式和過程模式于一體的評價模式，過程性評價為主，結果性評價為輔，體現評價的過程性、增值性和綜合性。評價機制上設置了“背景評價—課程實施過程中學生思想政治素養發展材料收集(與評價)—后測”三個階段。思政部分考核占課程成績的10%。

具體的考核評價采用遠近結合和分別測量的方式。遠近結合評價是將當前目標和長遠目標相結合，系統規劃課程思政的長遠目標，分解階段目標到課程模塊，在模塊內考查階段性的目標，每學期開展一次系統的測量和評估。分別從認知層面、情感層面和行為層面對課程思政的教學效果進行檢測：認知層面通過常規檢測手段完成；情感層面通過自我反思、問卷調查、深入訪談等形式完成；行為層面通過行為觀察、作品集等形式完成。

5 課程思政建設特色

1)教學過程全方面引入行業編程規范，依據行業標準培養學生，讓學生養成“遵從行業標準規范”“遵守職業道德規范”的習慣。

好的編程規范可以極大降低軟件開發過程中的缺陷密度以及后期的維護成本，因此許多大公司都將通過編程規范考核作為軟件工程師上崗的必要條件。本課程不僅把編程規范納入日常教學過程中，還將編程規范納入評價體系之中。從第一個程序開始到后面的每個語法結構都會單獨設置講解編程規范的環節，通過微課或直接課堂面授的方式傳遞給學生。在考評標準中，編程規范也給予了一定的分值比例(10%)，如果程序功能完全正確，但是編程不規范，學生并不能取得滿分的成績。

2)將校本目標“有道德、會思考、善溝通”通用能力融入課程思政建設。

線上課程通過視頻學習任務、線上學習自測培養學生自主學習、獨立思考、解決問題的能力；線下課堂通過問題討論、團隊展示、結對編程等環節，使學生在各類活動中學會創新思考、團結協作、有效溝通與表達。

3)引入真實案例和企業工作流程，使學生的學習“身臨其境”，強化科技興國意識，通過科技故事讓學生感受到科技的力量，祖國的強大，并將這種震撼轉化為學習的力量。

教學案例選取學生能夠感知到的真實軟件場景案例，比如3C產品中的軟件案例，或者是學生每天都在使用的教學平臺、學生服務平臺軟件的案例，而不僅僅是虛構一個數學問題場景，這樣做一方面會刺激學生激發出“探究”的興趣，另一方面也會給學生從一開始就傳遞一個“學而有用”的信息，從而激發學生的學習動力。每個單元設計一個科技故事，通過“科技故事”提升學生學習興趣，真實感受“科技是第一生產力”的深意，樹立“科技興邦”意識。

6 總結

在新工科建設背景下，所有的工科專業課程建設都面臨著新的挑戰。思政教育如何巧妙、自然地融入專業教育是當前各個專業課程都要思考和解決的問題。程序設計基礎課程的思政研究對于編程語言類課程思政建設具有重要的借鑒意義。利用程序設計課程的特點，分模塊融入思政元素，并通過多樣化的教學設計構建一體化的專業思政融合體系，形成迭代式的課程建設和演進方式。課程建設已形成完備的思政案例及評價模式，并應用于同類課程，取得了較好的效果。