C++程序設計基礎課程思政教學改革實踐

摘 要 隨著信息技術的飛速發(fā)展，計算機程序設計已成為現代教育的重要內容。高校教師在教學中僅僅培養(yǎng)學生的專業(yè)技能是不夠的，還應該關注學生思想道德素養(yǎng)的提升。以C++程序設計基礎課程為例，探討課程思政教學改革，通過在課程中融入思政元素，培養(yǎng)學生的社會責任感、創(chuàng)新精神和團隊合作能力，進一步提高他們的綜合素質和職業(yè)道德水平。

關鍵詞 課程思政；C++程序設計基礎；教學改革

中圖分類號：G641 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2024）20-00-04

DOI：10.3969/j.issn.1671-489X.2024.20.083

0 引言

在新工科背景下，C++程序設計基礎作為非計算機類各專業(yè)的一門非常重要的公共基礎課程，旨在幫助學生掌握C++語言的基本語法和培養(yǎng)學生的程序設計思維，對工科學生的學習和專業(yè)發(fā)展具有重要的影響。隨著信息技術的飛速發(fā)展，人們對程序設計專業(yè)人才的要求越來越高。計算機程序設計作為現代社會中不可或缺的技能，已經成為大學教育的重要組成部分。隨著經濟全球化和全球信息化的發(fā)展，華南理工大學國際校區(qū)針對智能制造專業(yè)、機器人工程專業(yè)、大數據技術與數據科學專業(yè)、人工智能專業(yè)、微電子專業(yè)與集成電路專業(yè)開設C++程序設計基礎雙語公共基礎課程，為培養(yǎng)高水平國際化人才作有益嘗試[1]。

2016年12月，習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上強調，“高校思想政治工作關系高校培養(yǎng)什么樣的人、如何培養(yǎng)人以及為誰培養(yǎng)人這個根本問題。要堅持把立德樹人作為中心環(huán)節(jié)，把思想政治工作貫穿教育教學全過程，實現全程育人、全方位育人，努力開創(chuàng)我國高等教育事業(yè)發(fā)展新局面”。思政教育是培養(yǎng)學生的思想道德素養(yǎng)和職業(yè)道德的重要途徑[2]。在當代社會，計算機程序設計人才除了需要具備扎實的技術能力外，還需要具備積極向上的人生態(tài)度、正確的價值觀和高尚的職業(yè)道德。思政教育可以引導學生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀，培養(yǎng)他們的社會責任感和創(chuàng)新精神，提高他們的綜合素質和職業(yè)競爭力。此外，思政教育還能夠幫助學生樹立正確的職業(yè)道德觀念，使他們在將來的工作中遵守職業(yè)道德規(guī)范，具備良好的職業(yè)操守。因此，實施C++程序設計基礎課程思政教學改革具有重要意義，不僅可以培養(yǎng)學生的專業(yè)技能，而且可以提升他們的思想道德素質和職業(yè)道德水平。

目前，在課程思政過程中存在思政案例選取不合理、缺乏新穎性，以及思政元素融入過于牽強等問題[3-4]。進行工科專業(yè)課程思政建設是一個長期的、系統(tǒng)的工程[5]。本文以C++程序設計基礎課程為例，結合各專業(yè)特點充分發(fā)掘思政元素，在新工科背景下探索課程思政教學模式構建。

1 課程教學理念

本課程以立德樹人為根本，以學生發(fā)展為中心，以實踐為導向，融入思政元素，持續(xù)改進教學。在這樣的教學理念指導下，設置教學目標、重塑教學內容、改革教學評價、開展教學活動。

1.1 以學生為中心

將傳統(tǒng)教學中的“以教為中心”轉變?yōu)椤耙詫W為中心”，將學生置于教學的核心地位，關注學生的需求和潛力，激發(fā)他們的學習興趣和動力，引導他們提升自主學習能力，鼓勵他們探索和實踐，培養(yǎng)獨立思考和解決問題的能力。

1.2 以實踐為導向

注重將理論知識與實際應用相結合，讓學生通過實踐項目和案例分析等方式將所學的C++編程知識應用到實際問題中。通過實際操作，學生能夠更好地理解和掌握知識，并提高解決問題的能力。

1.3 融入思政元素

將思政元素有機地融入C++程序設計課程，培養(yǎng)學生的綜合素質和職業(yè)道德。通過強調數據安全、隱私保護、代碼規(guī)范、開源文化等方面的思政內容，培養(yǎng)學生的社會責任感、團隊合作意識、工匠精神和倫理道德觀念。

2 課程教學目標

基于上述教學理念，建立“知識—能力—素質”三位一體的教學目標。

2.1 知識目標

1）理解C++程序設計的基本概念和語法規(guī)則，包括變量、數據類型、運算符、控制結構等。

2）掌握C++程序設計的常用語法和庫函數，能夠編寫簡單的C++程序解決基本問題。

3）熟悉C++面向對象編程的基本概念，包括類、對象、繼承、多態(tài)等。

2.2 能力目標

1）能夠分析問題、設計算法，并使用C++語言實現算法解決問題。

2）具備良好的編程風格和代碼規(guī)范意識，能夠編寫結構清晰、風格統(tǒng)一的C++程序，具備調試和錯誤處理能力，能夠排查與修復程序中的錯誤和異常情況。

3）能夠使用C++的面向對象特性進行程序設計和開發(fā)，包括類的設計、封裝、繼承和多態(tài)等。

4）具備獨立學習和自主解決問題的能力，能夠利用文檔、資源和網絡等獲取所需的C++知識與技能。

2.3 素質目標

1）培養(yǎng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)造力，能夠設計和實現具有創(chuàng)新性的C++程序解決實際問題。

2）培養(yǎng)團隊合作意識和溝通能力，能夠在團隊中協作開發(fā)C++程序項目。

3）培養(yǎng)問題分析和解決問題的能力，能夠運用C++編程知識解決實際問題。

4）培養(yǎng)職業(yè)道德和思政素養(yǎng)，能夠理解和遵守職業(yè)道德規(guī)范，包括代碼規(guī)范、知識產權保護和用戶隱私等方面的要求；能夠思考和討論與C++程序設計相關的倫理、社會責任和法律法規(guī)等問題，培養(yǎng)良好的思政素養(yǎng)。

5）培養(yǎng)批判思維和判斷能力，能夠思考和評估與C++程序設計相關的倫理、社會責任和法律法規(guī)等問題。

3 重構教學內容，挖掘思政元素

C++程序設計基礎是針對華南理工大學國際校區(qū)部分專業(yè)開設的雙語公共基礎課程，包括C++語言基礎（變量和數據類型、運算符和表達式、控制結構）、函數和模塊化編程、數組和字符串、指針和動態(tài)內存管理、面向對象編程基礎、文件和流操作、異常處理和標準庫的使用等內容。為了滿足新工科的人才培養(yǎng)目標，重構教學內容，挖掘思政元素，如圖1所示。

3.1 工程倫理與隱私保護

在教授C++程序設計時，可以引導學生加強對個人隱私和信息安全的重視，引導學生了解和遵守相關法律法規(guī)，編寫安全性高的代碼，如數據加密和訪問權限控制。

3.2 社會責任感

引導學生思考他們的程序設計如何與社會聯系，并促使他們考慮設計和開發(fā)對社會有積極影響的應用程序，如可持續(xù)發(fā)展、環(huán)境保護或社會公益等方面的程序。

3.3 代碼可讀性和可維護性

強調編寫具有良好可讀性和可維護性的代碼的重要性，有助于他人理解和維護代碼。這涉及編寫清晰的注釋、使用有意義的變量和函數命名、采用良好的代碼結構等。

3.4 團隊合作與溝通

在項目或作業(yè)中鼓勵學生進行團隊合作，通過分工合作和協作開發(fā)來完成任務。同時，培養(yǎng)學生在團隊中有效溝通和合作的能力，如開會討論、文檔共享和版本控制。

3.5 知識產權保護

教授學生有關知識產權的內容，增強學生的知識產權保護意識，如避免抄襲、尊重他人的作品和保護自己的知識產權。鼓勵學生在項目中遵守相關規(guī)定，并教授他們如何正確引用他人的成果。

3.6 算法和數據倫理

引導學生思考算法和數據使用的倫理問題，如數據收集、隱私保護和算法偏見等。討論這些問題可以幫助學生更深入地思考他們的程序設計實踐對個人和社會的影響。

4 課程思政教學改革實踐

4.1 設計教學方法

在本課程思政教學改革實踐中，設計適合C++程序設計基礎課程的教學方法至關重要。以下是幾種可以采用的教學方法。

4.1.1 融入思政元素

在教學內容中融入思政元素，如通過講解計算機倫理、信息安全和隱私保護等方面的知識，引導學生思考與程序設計相關的倫理和社會問題。

4.1.2 增加人文素養(yǎng)的內容

除了技術知識的傳授，課程還可以增加一些與人文素養(yǎng)相關的內容，如計算機科學的歷史、文化影響等，讓學生了解計算機科學與社會、文化的關系，培養(yǎng)他們的人文素養(yǎng)。

4.1.3 強調實際應用

在教學中強調將程序設計應用于實際場景的能力培養(yǎng)，如通過案例分析、項目實踐等方式，引導學生思考如何通過程序設計解決現實生活中的問題。

4.1.4 采用啟發(fā)式教學方法

引導學生主動探索和思考，通過問題導向的學習、討論和實踐，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和解決問題的能力。

4.1.5 開展討論和辯論

鼓勵學生參與課堂討論和辯論，引導他們思考程序設計背后的倫理、社會和職業(yè)問題，培養(yǎng)他們的思辨能力和正確的“三觀”。

4.2 引入案例分析和討論

在C++程序設計基礎課程教學中引入案例分析和討論是一種有效的方式，可以幫助學生將學到的知識與實際問題相結合。選擇一些與程序設計相關的案例，如數據安全、隱私保護、人工智能倫理等，引導學生分析案例，討論其中的倫理和社會問題，并探討如何通過程序設計解決這些問題。這樣的案例分析和討論可以激發(fā)學生的思考和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)他們的責任感和社會意識。

4.3 培養(yǎng)學生的團隊合作能力

在C++程序設計基礎課程教學中培養(yǎng)學生的團隊合作能力是一項重要任務。組織學生開展小組項目，要求他們合作完成一些程序設計任務。在此過程中，學生可以學會有效地溝通與協作、分工合作、解決問題。同時，引導學生討論團隊合作中的倫理和職業(yè)問題，如如何分配任務、如何協調合作、如何解決合作中的沖突等，培養(yǎng)學生的職業(yè)道德和團隊合作精神。

4.4 強調職業(yè)道德和社會責任

在C++程序設計基礎課程教學中強調職業(yè)道德和社會責任是非常重要的。教師通過課堂講解、案例分析和討論等方式，向學生傳達職業(yè)道德的重要性，引導學生保護用戶隱私、遵守法律法規(guī)、尊重知識產權等，思考程序設計對社會的影響和信息安全、人工智能的道德問題等，增強學生的社會責任意識。

4.5 構建課程思政教學實施體系

在C++程序設計基礎課程教學中，可以從三個層面融入思政元素，即第一課堂、第二課堂和第三課堂。

4.5.1 第一課堂

第一課堂指正式的課堂教學環(huán)節(jié)，主要包括理論知識傳授和實踐演練。在這個層面上，可以融入思政元素，例如：在教授C++語法和編程技巧的同時，強調代碼規(guī)范和可讀性的重要性，培養(yǎng)學生良好的職業(yè)道德和工作態(tài)度；強調數據安全和隱私保護的概念，教授學生如何編寫安全的程序，避免潛在的安全漏洞；引導學生思考算法的公平性和倫理問題，討論與算法相關的社會影響和責任。

4.5.2 第二課堂

第二課堂指課外拓展活動，如講座、研討會、實踐項目等。在這個層面上，可以組織和參與一些與思政相關的活動，例如：邀請專業(yè)人士或學者舉辦講座，探討與C++程序設計相關的倫理、社會責任和法律法規(guī)等話題；組織學生參與編程競賽或開源項目，培養(yǎng)團隊合作、溝通和分享精神，同時關注項目的社會價值和影響。

4.5.3 第三課堂

第三課堂指社交媒體、網絡平臺和自主學習等非正式學習環(huán)境。在這個層面上，可以通過以下幾種方式融入思政元素。

1）利用網絡平臺和社交媒體分享與C++程序設計和思政相關的資源，如優(yōu)秀的編程實例、倫理案例分析和相關的新聞報道；鼓勵學生利用自主學習的機會深入研究與C++程序設計相關的倫理、法規(guī)和社會問題，提升自主學習和批判思維能力。

2）提供在線討論論壇或社群，促進學生之間的交流和合作，共同探討與C++程序設計相關的思政話題。

通過在第一課堂、第二課堂和第三課堂三個層面融入思政元素，可以全方位地培養(yǎng)學生的綜合素質和職業(yè)道德，使他們不僅具備扎實的專業(yè)知識和技能，還能夠積極關注社會、遵守法律法規(guī)，并將所學知識應用于解決現實問題。

5 教學效果評價

實施課程思政教學改革后，學生在課堂上的參與度不斷提升，對課程的主題、案例的分析和討論表現出更高的興趣與更多的投入，展現出更好的創(chuàng)新思維和問題解決能力，增強了團隊合作能力，完成的作業(yè)和項目的質量與得分情況都有提升，考試成績有明顯提高。同時，學生在項目中注重用戶隱私和信息安全等，職業(yè)道德和對社會責任的認識逐步提升，通過課堂討論和辯論，能夠更深入地思考程序設計背后的倫理和社會問題。

6 結束語

通過開展C++程序設計基礎課程思政教學改革，在課程內容和教學方法設計中引入案例分析和團隊合作，有效提升了學生的思想道德素養(yǎng)和職業(yè)道德水平，提高了學生的綜合素質和創(chuàng)新能力。當然，本課程思政教學改革需要持續(xù)創(chuàng)新，未來應進一步探索如何更好地融入思政元素，以實現更好的教育效果。

7 參考文獻

[1] 董敏，畢盛，毛愛華，等.新工科背景下C++編程基礎雙語課程的教學探索[J/OL].當代教育實踐與教學研究（電子刊），2024（4）：89-92.

[2] 教育部關于印發(fā)《高等學校課程思政建設指導綱要》的通知[A/OL].（2020-06-06）[2020-11-16].https：//www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2020-06/06/content_5517606.htm.

[3] 把思想政治工作貫穿教育教學全過程：全國高校思想政治工作會議交流發(fā)言摘編[N].人民日報，2016-12-09（10）.

[4] 鄧利軍，向立明，劉禎，等.“新工科”背景下的理工科課程思政[J].科技視界，2018（29）：175-176，217.

[5] 王青.課程思政背景下面向未來的課程建設[J].物理與工程，2021，31（5）：3-6.

*項目來源：本文為華南理工大學校級教研教改項目“新工科背景下的C++程序設計基礎課程”（項目編號：x2jsC

9233160），2023年校級課程思政示范課程“C++程序設計基礎”（x2jsC9236470），校本科深度學習課堂項目（通專融合型）“人工智能II：C++編程基礎”（項目編號：x2jsC9246850）、“面向創(chuàng)新能力培養(yǎng)的編譯原理實驗探索”（項目編號：x2jsC9238240）、“《編譯原理》多維教學評價系統(tǒng)研究”，廣東省高等教育教學研究和改革項目“AI賦能+通專融合+產教融合的C++編程基礎課程改革與實踐”的階段性研究成果。

作者簡介：董敏、畢盛，博士，副教授。