程序设计基础“三环三式”课程思政教学改革探索

王赛娇

摘要：程序设计基础是计算机专业的专业基础课，承担着启蒙和形塑学生计算思维、专业理念和工程伦理的重要作用。基于课程特点和多年的教学实践，现提出在理论教学、实践教学和综合拓展三个环节探索嵌入式、支撑式和补充式的“三环三式”的课程思政教学模式，并从设计思路、融入路径、课程考核等方面进行探讨和实践。实践表明，该模式能有效实现“理论+实践”的双轮驱动，提升学生的专业能力和核心素养，提高教学质量。同时，为工科同类课程的课程思政改革提供了理论和实践借鉴。

关键词： 程序设计基础；三环三式；课程思政；教学改革

中图分类号：G642 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2024）05-0152-04

0 引言

课程思政作为“大思政”的创新理念，旨在探讨如何更好地將教书育人的要求落实于课堂教学中。程序设计基础作为计算机专业的核心基础课程，同时也是人工智能时代其他专业的通识编程课程。课程重在培养学生的信息技术应用能力和程序设计能力，承担着启蒙和形塑学生计算思维、专业理念和工程伦理的重要作用。因此，如何开展程序设计基础的课程思政教学模式改革，是计算机专业教师一直探讨和研究的一个重要课题。

近年来，不少学者从不同角度提出了自己的思路与方法。例如，那俊等人[1]在计算机类课程中探讨了开展课程思政的基本思路和教学方法，分享了将思政元素融入程序设计课程的具体经验。冯丹等人[2]则针对在程序设计课程教学中开展课程思政的难点问题，提出融入思政教育的教学路径模型。这些研究为程序设计课程思政改革提供了有益的参考和借鉴。

为进一步推动程序设计基础课程思政改革，增强学生的责任意识和创新精神，提升学生的核心素养和专业能力，并为最终培养新时代所需的高素质技术人才夯实基础，基于该课程特点和多年的教学实践，现提出在理论教学、实践教学和综合拓展三个环节探索嵌入式、支撑式和补充式的“三环三式”的课程思政教学模式。实践表明，该模式能有效实现“理论+实践”的双轮驱动，发挥立德树人效能，高效实现教学目标，提升课程教学质量。

1 整体设计思路

程序设计基础作为学生学习编程的入门课程，其教学效果直接影响到学生后续课程的学习。鉴于该课程的重要地位，结合专业培养目标和课程教学目标，本次课程思政教学改革拟定六大核心思政目标：坚定理想信念、加强品德修养、厚植家国情怀、培育使命担当、树立协作理念和铸造工匠精神。

此外，由于本课程是一门理论与实践相结合的课程，本次改革遵循理论与实践互融互进的设计原则，将教学过程划分为理论教学、实践教学和综合拓展三个环节。同时，在这三个教学环节中探索嵌入式、支撑式、补充式的课程思政教学模式。其中，嵌入式课程思政教学模式是指把价值观的培育和塑造“嵌入”课程教学的一种教学模式，支撑式课程思政教学模式是指依托学科实践基地开展教学活动的一种教学模式，补充式课程思政教学模式是指邀请行业专家进课堂的一种教学模式。三种教学模式在三个教学环节中共同聚焦思政目标，显隐结合、齐驱并进，形成“三环三式”课程思政教学模式。其整体设计思路如图1所示。

由图1可知，本模式设计以“学以立德、码以践行”为设计理念，注重教学过程中“学”与“行”的并重。在理论教学环节强调“学”的过程，在实践教学环节和综合拓展环节则突出“行”的实践性。“学”与“行”紧密结合，互促互进，实现对学生的行为认知和价值取向的不断引导、塑造和优化，从而实现教书育人的目的。

2 课程思政教学设计

2.1 教学内容及思政元素融入路径设计

2.1.1 理论教学环节

理论教学环节的内容包括课内知识和课外知识。课内知识主要指课程教学计划所涵盖的必修知识，课外知识主要指由课外专家引入的拓展知识，包括行业信息和前沿技术等。其思政元素的融入路径设计如表1所示。

由表1可知，课内知识的课程思政融入主要从两方面进行。一是通过知识点的历史背景和专业原理进行设计和融入。比如，从程序设计语言的发展历程分析我国在人工智能、大数据等领域取得的先进成果，融入爱国主义教育，坚定学生的理想信念。二是紧密联系生活实际设计教学案例进行融入。比如，在讲解和分析循环控制结构时，设计“积少成多，水滴石穿”的教学案例，融入努力进取的思政元素，鼓励学生每天坚持进步。

课外知识指教学计划外的知识部分，是为了帮助学生了解行业发展和未来的编程技术需求，补充知识短板，拓宽专业视野，提升核心竞争力。课外知识中融入思政元素，主要是通过各种课外教学活动来实现。比如，在邀请行业专家进行专题讲座活动时，融入民族自豪感和理想信念，在组织学生参观合作企业进行学习和调研时，融入职业道德和责任使命等思政元素。

2.1.2 实践教学环节

实践教学环节包括课内实践和课外实践两部分，主要是为了配合理论教学环节而开展的教学活动。其思政元素的融入路径设计如表2所示。

课内实践指教师在课堂上传授新知识时，要求学生通过上机编程验证知识原理并完成指定任务的过程。实验内容来自教材指定的实验项目以及教师设计的教学案例。由于学生在此阶段还没有完全掌握新知识，因此需要通过实践不断地尝试和纠错，这个过程有助于学生深入理解程序逻辑的严谨性，培养学生精益求精、追求卓越的工匠精神。

课外实践包括课后作业小任务和综合知识的应用实践。其中课后作业小任务可以针对社会某一主题进行设计，以加强学生关注时事新闻的意识，培养爱国主义情怀。综合知识的应用实践则是根据行业需求，模拟设计一个相对完整的程序项目，或者参与教师的科研项目设计。由于应用实践是基于现实需求而设计的教学实践活动，而需求是不断变化的，因此，学生在实践过程中可能会遇到各种问题和困难，这有助于培养学生开拓进取的创新精神，培养学生良好的沟通能力和团队协作精神，提高社会适应能力。

2.1.3 综合拓展环节

综合拓展环节包括专业考证以及编程竞赛，具有一定的难度和挑战性。其思政元素的融入路径设计如表3所示。

专业考证包括计算机技术与软件专业资格考试、全国计算机等级考证等。鼓励学生参加专业考证，有助于促进学生对所学知识的扎实掌握，促进学生的成长和发展。

编程竞赛是指通过编程解决某一系列专题问题的专业实践活动，包括校内竞赛和校外竞赛。其中，校内竞赛是指校内教师组织的专项竞赛，如编程积分赛或攻克某一编程难题等。校外竞赛则指各类程序设计比赛，如蓝桥杯、PAT，以及当地上级部门组织的相关比赛等。编程竞赛考察的是学生的学习能力和对知识的综合运用能力，竞赛结果同时将作为评选学习标兵等荣誉称号的重要依据。

专业考证和编程竞赛活动能有效调动学生学习的主动性和积极性，培养学生勇攀高峰的奮斗精神和探索精神，提升学生自主学习能力，为未来发展打下坚实的基础。

2.2 教学环境设计

良好的教学环境有助于在教学活动中更好地融合思政元素，增强学生的学习体验，实现更出色的思政育人效果。本次教学环境的设计采用了线上和线下混合式方式，具体设计如图2所示。

线上环境是指基于互联网的教学平台，包括MOOC学习平台、超星学习通、微信群等。这些平台主要用于发布课程学习资源，包括电子课件、微课视频、案例分析、拓展阅读和编程作业，同时也用于线上讨论和答疑活动。线下环境则指校内机房实训室、校外合作企业的实训基地等，主要用于课堂教学、课堂实验、信息调研和项目实训。在实际教学中，线上教学和线下教学融合进行，实现教学互补，以激发课堂活力，提高教学质量。

2.3 教学实践案例

现以知识点“算术运算符”的日常教学为例，详述本次改革的课程思政教学设计与实践过程。涉及的教学环节主要为理论教学环节和实践教学环节，主要思政教学模式为嵌入式教学模式。

2.3.1 案例设计思路

在本节教学中，通过有关水仙花的中外美丽传说引入数学上的水仙花数，并追溯到1700年中国数学家张丹溪，旨在强化民族自豪感，培养爱国主义情怀。同时，以如何计算水仙花数导入本节知识点“算术运算符”，通过课程实践让学生理解程序设计中算术运算的运算规则，融入“讲规矩、守纪律”的思政元素。

2.3.2 教学实施过程

理论教学：详细解释算术运算符的运算规则和使用方法，涵盖加（+） 、减（-） 、乘（×） 、除（/） 、取余（%） 、增量（++） 和减量（--） 运算符。

实践教学：本节实践教学包括知识点实践、案例实践和综合实践三个实践任务。

知识点实践：引导学生对每个运算符设计运算表达式，同时更改不同的测试数据，通过上机实践输出结果并做好记录。部分测试数据及输出结果如表4 所示：

分析测试表达式和输出结果可得，程序设计表达式与数学表达式的运算规则是有区别的。例如，在数学运算中，“5/2”和“5.0/2”的结果都为2.5，但在程序设计中由于运算规则不同，结果却存在差异。此时，将这一概念扩展到其他生活和工作领域，引导学生认识到在不同的环境下，每个人的身份不同，需遵循的行为准则也不同，融入纪律意识和规矩意识。

案例实践：水仙花数是指一个3位数，其各位数字的3次幂之和等于该数本身。以水仙花数为案例，要求学生思考如何合理利用运算符计算水仙花数，并通过上机实践进行验证。

综合实践：布置偏移量为3的凯撒加密算法的综合实践任务，要求学生输入一个字符，输出加密后的字符。同时，鼓励学生查阅相关加密算法资料，扩展知识面，引导学生学习先进的计算机技术和方法，融入科技报国的责任感和使命感。

2.4 课程考核设计

为了客观公正地评价学生在知识和技能方面的掌握程度，以及评价学生的思想政治素质和品德表现，根据“三环三式”课程思政教学改革思路，在总结过去考核方式的基础上，经过充分研讨，对本课程的考核进行了全面调整和修订，实行了多形式、多阶段的贯穿全过程的考核方式。在原有的课程考试基础上，强调了学生学习行为和学习成果的考核，突出了对学生学习能力、实践能力、专业素养和价值取向的检验。方案的设计如表5所示。

由表5可知，考核方案分为知识与能力考核以及素养考核两个模块。知识与能力考核的内容根据教学实际情况进行设计，侧重客观性的考核。素养考核则根据学生在学习、实践和人际交往等方面的行为表现进行设计，侧重主观性的考核。其中，素养考核是课程考核的首要指标和重要指标，一般情况下，素养考核不合格的学生，综合考核成绩也将会不合格。

3 改革成效

本课程改革方案已在台州开放大学的21级计算机和22级计算机专业进行了教学实践，并进行了成果评价和满意度评价。

成果评价主要从学习成绩、专业考证和获奖情况等方面进行客观评价。数据显示，在学习成绩方面，改革后的课程优秀率和良好率均有显著提升。其中，21级的优秀率较20级提升了约8%，而22级的优秀率较21级又提升了约3%。在学生参赛方面，21级计算机4位学生首次参加2022年全国大学生数字素养与技能比赛，获得了4项二等奖的好成绩，实现了台州开放大学大一学生全国赛项目获奖数零的突破。在专业考证方面，组织了21级学生了参加全国计算机二级考证，通过率超过50%，创历史新高。

满意度评价则是采用个别访谈和调查问卷等形式进行评价和跟踪。数据显示，本课程教学满意度在学院名列前茅。其中，约95%的学生认为学习本课程非常有意义，收获较大；约90%的学生认为自身的专业能力和学习能力得到了很好的拓展，将来会继续深入学习；约88%的学生认为自身的为人处事等能力得到了提升，对未来发展充满了信心。

可见，本改革方案受到了学生的高度认可，有效激发了学生的学习积极性和主动性，提升了课程教学质量和学生的综合素质，为学生后续课程的学习奠定了宽厚的基础。另外，本课程已被立为省级课程思政示范课程，推动了本课程的课程思政改革向更深一层发展。

4 结束语

程序设计基础是一门理论与实践相结合的课程，处理好课程教学中理论和实践的辩证关系，有助于深化教书育人内涵，有效推动课程思政教学改革。本次改革坚持课程教学的思想性、理论性和实践性，以“学以立德、码以践行”为设计理念，在理论教学、实践教学和综合拓展三个环节探索实践嵌入式、补充式和支撑式的教学模式和实现路径，形成了“三环三式”的课程思政教学模式。教学实践表明，本方案实现了课程教学与课程思政的深度融合，很大程度地提升了学生的学习获得感，激发了学生的学习兴趣和学习潜能，潜移默化地发挥着思政育人的积极作用，提高了课程教学质量。同时，为工科同类课程的课程思政的改革创新提供了可借鉴的经验和实践样板。

参考文献：

[1] 那俊，李丹程.课程思政在计算机类课程中的探索与实践[J].中国大学教学，2021（3）：48-51.

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【通联编辑：王 力】