王賽嬌

摘要：程序設計基礎是計算機專業(yè)的專業(yè)基礎課，承擔著啟蒙和形塑學生計算思維、專業(yè)理念和工程倫理的重要作用?；谡n程特點和多年的教學實踐，現(xiàn)提出在理論教學、實踐教學和綜合拓展三個環(huán)節(jié)探索嵌入式、支撐式和補充式的“三環(huán)三式”的課程思政教學模式，并從設計思路、融入路徑、課程考核等方面進行探討和實踐。實踐表明，該模式能有效實現(xiàn)“理論+實踐”的雙輪驅(qū)動，提升學生的專業(yè)能力和核心素養(yǎng)，提高教學質(zhì)量。同時，為工科同類課程的課程思政改革提供了理論和實踐借鑒。

關(guān)鍵詞： 程序設計基礎；三環(huán)三式；課程思政；教學改革

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2024）05-0152-04

0 引言

課程思政作為“大思政”的創(chuàng)新理念，旨在探討如何更好地將教書育人的要求落實于課堂教學中。程序設計基礎作為計算機專業(yè)的核心基礎課程，同時也是人工智能時代其他專業(yè)的通識編程課程。課程重在培養(yǎng)學生的信息技術(shù)應用能力和程序設計能力，承擔著啟蒙和形塑學生計算思維、專業(yè)理念和工程倫理的重要作用。因此，如何開展程序設計基礎的課程思政教學模式改革，是計算機專業(yè)教師一直探討和研究的一個重要課題。

近年來，不少學者從不同角度提出了自己的思路與方法。例如，那俊等人[1]在計算機類課程中探討了開展課程思政的基本思路和教學方法，分享了將思政元素融入程序設計課程的具體經(jīng)驗。馮丹等人[2]則針對在程序設計課程教學中開展課程思政的難點問題，提出融入思政教育的教學路徑模型。這些研究為程序設計課程思政改革提供了有益的參考和借鑒。

為進一步推動程序設計基礎課程思政改革，增強學生的責任意識和創(chuàng)新精神，提升學生的核心素養(yǎng)和專業(yè)能力，并為最終培養(yǎng)新時代所需的高素質(zhì)技術(shù)人才夯實基礎，基于該課程特點和多年的教學實踐，現(xiàn)提出在理論教學、實踐教學和綜合拓展三個環(huán)節(jié)探索嵌入式、支撐式和補充式的“三環(huán)三式”的課程思政教學模式。實踐表明，該模式能有效實現(xiàn)“理論+實踐”的雙輪驅(qū)動，發(fā)揮立德樹人效能，高效實現(xiàn)教學目標，提升課程教學質(zhì)量。

1 整體設計思路

程序設計基礎作為學生學習編程的入門課程，其教學效果直接影響到學生后續(xù)課程的學習。鑒于該課程的重要地位，結(jié)合專業(yè)培養(yǎng)目標和課程教學目標，本次課程思政教學改革擬定六大核心思政目標：堅定理想信念、加強品德修養(yǎng)、厚植家國情懷、培育使命擔當、樹立協(xié)作理念和鑄造工匠精神。

此外，由于本課程是一門理論與實踐相結(jié)合的課程，本次改革遵循理論與實踐互融互進的設計原則，將教學過程劃分為理論教學、實踐教學和綜合拓展三個環(huán)節(jié)。同時，在這三個教學環(huán)節(jié)中探索嵌入式、支撐式、補充式的課程思政教學模式。其中，嵌入式課程思政教學模式是指把價值觀的培育和塑造“嵌入”課程教學的一種教學模式，支撐式課程思政教學模式是指依托學科實踐基地開展教學活動的一種教學模式，補充式課程思政教學模式是指邀請行業(yè)專家進課堂的一種教學模式。三種教學模式在三個教學環(huán)節(jié)中共同聚焦思政目標，顯隱結(jié)合、齊驅(qū)并進，形成“三環(huán)三式”課程思政教學模式。其整體設計思路如圖1所示。

由圖1可知，本模式設計以“學以立德、碼以踐行”為設計理念，注重教學過程中“學”與“行”的并重。在理論教學環(huán)節(jié)強調(diào)“學”的過程，在實踐教學環(huán)節(jié)和綜合拓展環(huán)節(jié)則突出“行”的實踐性?！皩W”與“行”緊密結(jié)合，互促互進，實現(xiàn)對學生的行為認知和價值取向的不斷引導、塑造和優(yōu)化，從而實現(xiàn)教書育人的目的。

2 課程思政教學設計

2.1 教學內(nèi)容及思政元素融入路徑設計

2.1.1 理論教學環(huán)節(jié)

理論教學環(huán)節(jié)的內(nèi)容包括課內(nèi)知識和課外知識。課內(nèi)知識主要指課程教學計劃所涵蓋的必修知識，課外知識主要指由課外專家引入的拓展知識，包括行業(yè)信息和前沿技術(shù)等。其思政元素的融入路徑設計如表1所示。

由表1可知，課內(nèi)知識的課程思政融入主要從兩方面進行。一是通過知識點的歷史背景和專業(yè)原理進行設計和融入。比如，從程序設計語言的發(fā)展歷程分析我國在人工智能、大數(shù)據(jù)等領(lǐng)域取得的先進成果，融入愛國主義教育，堅定學生的理想信念。二是緊密聯(lián)系生活實際設計教學案例進行融入。比如，在講解和分析循環(huán)控制結(jié)構(gòu)時，設計“積少成多，水滴石穿”的教學案例，融入努力進取的思政元素，鼓勵學生每天堅持進步。

課外知識指教學計劃外的知識部分，是為了幫助學生了解行業(yè)發(fā)展和未來的編程技術(shù)需求，補充知識短板，拓寬專業(yè)視野，提升核心競爭力。課外知識中融入思政元素，主要是通過各種課外教學活動來實現(xiàn)。比如，在邀請行業(yè)專家進行專題講座活動時，融入民族自豪感和理想信念，在組織學生參觀合作企業(yè)進行學習和調(diào)研時，融入職業(yè)道德和責任使命等思政元素。

2.1.2 實踐教學環(huán)節(jié)

實踐教學環(huán)節(jié)包括課內(nèi)實踐和課外實踐兩部分，主要是為了配合理論教學環(huán)節(jié)而開展的教學活動。其思政元素的融入路徑設計如表2所示。

課內(nèi)實踐指教師在課堂上傳授新知識時，要求學生通過上機編程驗證知識原理并完成指定任務的過程。實驗內(nèi)容來自教材指定的實驗項目以及教師設計的教學案例。由于學生在此階段還沒有完全掌握新知識，因此需要通過實踐不斷地嘗試和糾錯，這個過程有助于學生深入理解程序邏輯的嚴謹性，培養(yǎng)學生精益求精、追求卓越的工匠精神。

課外實踐包括課后作業(yè)小任務和綜合知識的應用實踐。其中課后作業(yè)小任務可以針對社會某一主題進行設計，以加強學生關(guān)注時事新聞的意識，培養(yǎng)愛國主義情懷。綜合知識的應用實踐則是根據(jù)行業(yè)需求，模擬設計一個相對完整的程序項目，或者參與教師的科研項目設計。由于應用實踐是基于現(xiàn)實需求而設計的教學實踐活動，而需求是不斷變化的，因此，學生在實踐過程中可能會遇到各種問題和困難，這有助于培養(yǎng)學生開拓進取的創(chuàng)新精神，培養(yǎng)學生良好的溝通能力和團隊協(xié)作精神，提高社會適應能力。

2.1.3 綜合拓展環(huán)節(jié)

綜合拓展環(huán)節(jié)包括專業(yè)考證以及編程競賽，具有一定的難度和挑戰(zhàn)性。其思政元素的融入路徑設計如表3所示。

專業(yè)考證包括計算機技術(shù)與軟件專業(yè)資格考試、全國計算機等級考證等。鼓勵學生參加專業(yè)考證，有助于促進學生對所學知識的扎實掌握，促進學生的成長和發(fā)展。

編程競賽是指通過編程解決某一系列專題問題的專業(yè)實踐活動，包括校內(nèi)競賽和校外競賽。其中，校內(nèi)競賽是指校內(nèi)教師組織的專項競賽，如編程積分賽或攻克某一編程難題等。校外競賽則指各類程序設計比賽，如藍橋杯、PAT，以及當?shù)厣霞壊块T組織的相關(guān)比賽等。編程競賽考察的是學生的學習能力和對知識的綜合運用能力，競賽結(jié)果同時將作為評選學習標兵等榮譽稱號的重要依據(jù)。

專業(yè)考證和編程競賽活動能有效調(diào)動學生學習的主動性和積極性，培養(yǎng)學生勇攀高峰的奮斗精神和探索精神，提升學生自主學習能力，為未來發(fā)展打下堅實的基礎。

2.2 教學環(huán)境設計

良好的教學環(huán)境有助于在教學活動中更好地融合思政元素，增強學生的學習體驗，實現(xiàn)更出色的思政育人效果。本次教學環(huán)境的設計采用了線上和線下混合式方式，具體設計如圖2所示。

線上環(huán)境是指基于互聯(lián)網(wǎng)的教學平臺，包括MOOC學習平臺、超星學習通、微信群等。這些平臺主要用于發(fā)布課程學習資源，包括電子課件、微課視頻、案例分析、拓展閱讀和編程作業(yè)，同時也用于線上討論和答疑活動。線下環(huán)境則指校內(nèi)機房實訓室、校外合作企業(yè)的實訓基地等，主要用于課堂教學、課堂實驗、信息調(diào)研和項目實訓。在實際教學中，線上教學和線下教學融合進行，實現(xiàn)教學互補，以激發(fā)課堂活力，提高教學質(zhì)量。

2.3 教學實踐案例

現(xiàn)以知識點“算術(shù)運算符”的日常教學為例，詳述本次改革的課程思政教學設計與實踐過程。涉及的教學環(huán)節(jié)主要為理論教學環(huán)節(jié)和實踐教學環(huán)節(jié)，主要思政教學模式為嵌入式教學模式。

2.3.1 案例設計思路

在本節(jié)教學中，通過有關(guān)水仙花的中外美麗傳說引入數(shù)學上的水仙花數(shù)，并追溯到1700年中國數(shù)學家張丹溪，旨在強化民族自豪感，培養(yǎng)愛國主義情懷。同時，以如何計算水仙花數(shù)導入本節(jié)知識點“算術(shù)運算符”，通過課程實踐讓學生理解程序設計中算術(shù)運算的運算規(guī)則，融入“講規(guī)矩、守紀律”的思政元素。

2.3.2 教學實施過程

理論教學：詳細解釋算術(shù)運算符的運算規(guī)則和使用方法，涵蓋加（+） 、減（-） 、乘（×） 、除（/） 、取余（%） 、增量（++） 和減量（--） 運算符。

實踐教學：本節(jié)實踐教學包括知識點實踐、案例實踐和綜合實踐三個實踐任務。

知識點實踐：引導學生對每個運算符設計運算表達式，同時更改不同的測試數(shù)據(jù)，通過上機實踐輸出結(jié)果并做好記錄。部分測試數(shù)據(jù)及輸出結(jié)果如表4 所示：

分析測試表達式和輸出結(jié)果可得，程序設計表達式與數(shù)學表達式的運算規(guī)則是有區(qū)別的。例如，在數(shù)學運算中，“5/2”和“5.0/2”的結(jié)果都為2.5，但在程序設計中由于運算規(guī)則不同，結(jié)果卻存在差異。此時，將這一概念擴展到其他生活和工作領(lǐng)域，引導學生認識到在不同的環(huán)境下，每個人的身份不同，需遵循的行為準則也不同，融入紀律意識和規(guī)矩意識。

案例實踐：水仙花數(shù)是指一個3位數(shù)，其各位數(shù)字的3次冪之和等于該數(shù)本身。以水仙花數(shù)為案例，要求學生思考如何合理利用運算符計算水仙花數(shù)，并通過上機實踐進行驗證。

綜合實踐：布置偏移量為3的凱撒加密算法的綜合實踐任務，要求學生輸入一個字符，輸出加密后的字符。同時，鼓勵學生查閱相關(guān)加密算法資料，擴展知識面，引導學生學習先進的計算機技術(shù)和方法，融入科技報國的責任感和使命感。

2.4 課程考核設計

為了客觀公正地評價學生在知識和技能方面的掌握程度，以及評價學生的思想政治素質(zhì)和品德表現(xiàn)，根據(jù)“三環(huán)三式”課程思政教學改革思路，在總結(jié)過去考核方式的基礎上，經(jīng)過充分研討，對本課程的考核進行了全面調(diào)整和修訂，實行了多形式、多階段的貫穿全過程的考核方式。在原有的課程考試基礎上，強調(diào)了學生學習行為和學習成果的考核，突出了對學生學習能力、實踐能力、專業(yè)素養(yǎng)和價值取向的檢驗。方案的設計如表5所示。

由表5可知，考核方案分為知識與能力考核以及素養(yǎng)考核兩個模塊。知識與能力考核的內(nèi)容根據(jù)教學實際情況進行設計，側(cè)重客觀性的考核。素養(yǎng)考核則根據(jù)學生在學習、實踐和人際交往等方面的行為表現(xiàn)進行設計，側(cè)重主觀性的考核。其中，素養(yǎng)考核是課程考核的首要指標和重要指標，一般情況下，素養(yǎng)考核不合格的學生，綜合考核成績也將會不合格。

3 改革成效

本課程改革方案已在臺州開放大學的21級計算機和22級計算機專業(yè)進行了教學實踐，并進行了成果評價和滿意度評價。

成果評價主要從學習成績、專業(yè)考證和獲獎情況等方面進行客觀評價。數(shù)據(jù)顯示，在學習成績方面，改革后的課程優(yōu)秀率和良好率均有顯著提升。其中，21級的優(yōu)秀率較20級提升了約8%，而22級的優(yōu)秀率較21級又提升了約3%。在學生參賽方面，21級計算機4位學生首次參加2022年全國大學生數(shù)字素養(yǎng)與技能比賽，獲得了4項二等獎的好成績，實現(xiàn)了臺州開放大學大一學生全國賽項目獲獎數(shù)零的突破。在專業(yè)考證方面，組織了21級學生了參加全國計算機二級考證，通過率超過50%，創(chuàng)歷史新高。

滿意度評價則是采用個別訪談和調(diào)查問卷等形式進行評價和跟蹤。數(shù)據(jù)顯示，本課程教學滿意度在學院名列前茅。其中，約95%的學生認為學習本課程非常有意義，收獲較大；約90%的學生認為自身的專業(yè)能力和學習能力得到了很好的拓展，將來會繼續(xù)深入學習；約88%的學生認為自身的為人處事等能力得到了提升，對未來發(fā)展充滿了信心。

可見，本改革方案受到了學生的高度認可，有效激發(fā)了學生的學習積極性和主動性，提升了課程教學質(zhì)量和學生的綜合素質(zhì)，為學生后續(xù)課程的學習奠定了寬厚的基礎。另外，本課程已被立為省級課程思政示范課程，推動了本課程的課程思政改革向更深一層發(fā)展。

4 結(jié)束語

程序設計基礎是一門理論與實踐相結(jié)合的課程，處理好課程教學中理論和實踐的辯證關(guān)系，有助于深化教書育人內(nèi)涵，有效推動課程思政教學改革。本次改革堅持課程教學的思想性、理論性和實踐性，以“學以立德、碼以踐行”為設計理念，在理論教學、實踐教學和綜合拓展三個環(huán)節(jié)探索實踐嵌入式、補充式和支撐式的教學模式和實現(xiàn)路徑，形成了“三環(huán)三式”的課程思政教學模式。教學實踐表明，本方案實現(xiàn)了課程教學與課程思政的深度融合，很大程度地提升了學生的學習獲得感，激發(fā)了學生的學習興趣和學習潛能，潛移默化地發(fā)揮著思政育人的積極作用，提高了課程教學質(zhì)量。同時，為工科同類課程的課程思政的改革創(chuàng)新提供了可借鑒的經(jīng)驗和實踐樣板。

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【通聯(lián)編輯：王 力】