工程类课程思政的教学框架设计及教改实践探索

摘要：思想政治工作要贯穿教育教学全过程，推进全员全过程全方位育人是新时代立德树人的要求。工程类课程知识体系融入思政元素难度较大，成为高校课程思政的短板和难点。“程序设计基础”是一门具有代表性的工程类课程，在有限授课时间内有效融合专业理论和思政元素的探索具有一定的普适价值和现实意义。因此，本文提出了面向工程类课程全过程课程思政实施框架，并以“程序设计基础”课程为例介绍在该框架下的教学实践改革和探索结果。

关键词：工程类课程；课程思政；教学框架；设计

中图分类号：G434  文献标识码：A  论文编号：1674-2117（2024）06-0096-04

● 引言

高校是社会各行各业人才的摇篮，推动着我国各项事业阔步向前，高校育人工作任重道远，教师要将思政教育全面渗透到每一次教学中。而工程类课程主要是从客观上认识自然规律，教育学生采用理论知识和实践技术解决工程应用问题，知识点本身并不关乎思想政治立场。因此，工程类课程融入思政元素的难度较大，成为高校课程思政的短板和难点，也成为研究和探索的一个领域。

“程序设计基础”是计算机类相关专业学生进入大学后的第一门专业课程，也是大部分工程类专业学生的第一门重要选修课程。课程目标是教授学生采用计算思维解决实际应用问题，并能够采用程序语言正确实现。它强调理论和实践相结合，难度大、实践性强，在培训专业素质的同时，也极大地考验着学生的学习品质，对他们创新创业领域的选择和人生规划的制订影响深远。同时，大部分工程类学科专业课程都具有这一特点，因此，针对“程序设计基础”课程开展课程思政探索具有一定的普适价值和现实意义。

● 全教学环节融入思政元素的实施框架设计

工程类课程思政教学改革旨在探索在专业课授课过程中，如何向学生有效传递思政信息，体现在传递时间、传递方式和传递内容的选择和平衡上。超限效应是指刺激过多、过强或作用时间过久，从而引起心理极不耐烦或逆反的心理现象。为避免超限效应，课程思政需要避免刻板说教，努力潜移默化；避免过多占用课堂教学时间，努力启发思考；避免单一集中于课堂教学，努力做到课内外一体化。因此，需要在整个教学过程中无缝嵌入思政元素。所以，在不断的教学实践中，笔者基于对知识点的梳理、教学环节的分析，以及对学生情感态度价值观培养的要求，提出了全教学环节融入思政元素的框架，其中包含教学环节、传递方式、思政故事和依托平台4个模块，具体如图1所示。

一是全教学环节设计。将思政内容的传递时间选择在课前、课堂、实践、课后各个环节，全方位渗透并应用在不同课程中。二是传递方式多样化。通过教师讲授、作业题干、思政视频、文献资料、实践流程、同学激励等多种方式、多种载体进行传递。三是精心选择思政内容。以立德树人为中心，以思政故事承载思政内容，选择授课教师想要传达的思政元素，挖掘党史、国家、社会发展中的红色基因、名人故事、科学家精神等。通过合理的传递时间选择、有效的传递载体以及吸引人的思政故事形成思政元素的有效传递。四是搭建依托平台。基于信息技术构建课程思政依托平台。思政内容库用于思政故事的归类，网络学习平台和信息交流平台服务于课前、课后等环节的思政元素传递，课程思政不仅仅局限在课堂教学，还用于题库训练、作业、考试、线上答疑、交流等。

在整个学期授课过程中，三者可以选择适宜的教学环境、时间和形式多样的组合。在实施框架中，包含11个教学环节、6种传递方式、10类思政故事，组合形式至少11*6*10=660种。工程类专业大部分课程学时少于64学时。因此，课程每个学时有至少有10种组合方式可以选择，这样有助于避免产生超限效应，实现润物细无声实施课程思政的效果。

●“程序设计基础”课程思政的教学实践探索

1.实施框架设计

在实践和探索过程中，笔者针对“程序设计基础”课程实践比例多的特点，设计了如图2所示的教学实践框架。教师在此框架下依托平台、课程作业、课堂教学、课后答疑等环节全过程全方位实施课程思政。

2.依托平台构建

通过开发程序设计在线自动评测系统（如下页图3），为课程思政各教学环节的实施提供支撑作用。该系统是一个基于高频反馈理念设计的程序代码自动评测网站，让学生通过互联网自动实现作业获取、答案提交、评价反馈、慕课收视和数据统计等功能。它串联了整个教学环境，是课前检测、案例演示、课后作业、学长答疑、课内实践等环节的交汇点。其特点有：①系统上发布的题目，成为预习、作业、实践环节中思政元素的主要载体；②系统记录作业测试过程中产生的所有用户数据，为课堂环节思政元素提供数据支撑；③系统成为答疑环节交流的技术保障。

3.课程作业设计

“程序设计基础”课程作业题目以实践类题目为主，通常是为了解决生产生活中的实际问题。这些题目的题干部分往往包含问题产生的背景故事。在解题过程中，学生首先从题干中提取暗含的解题条件，然后抽象出解决这一问题的计算思维模型，最后采用程序语言编码实现，从而解决问题。题干不仅可以暗含所有解题的关键条件，而且可以暗含思政元素的故事。教师可以通过合理的题目设计，将思政故事融入题目、题干中。

例如，在题干设计上，教师可以探索讲好IT名人故事、国家故事、城市故事、学校故事，并突出“新”和“近”。“IT名人故事”就是和专业相关的创新创业名人的故事，将创新创业名人融进题干背景故事，附上网页链接，学生若想深入了解可获取更多信息。“国家故事”是指国家层面的鼓舞人心、励志的故事，如在一次测试中，笔者采用了山东舰首行的故事背景。“城市故事”是城市特色的故事，如西湖十景、亚运举办城市等故事。“学校故事”是指选取学校历史上的红色故事、特色文化品牌故事，以及发生在校园中喜闻乐见的故事、优秀大学生案例等。通过这些故事的渗透，激发学生的家国情怀以及将国家认同、文化自信等思想政治教育导向有机融合，以潜移默化、春风化雨的方式，将价值塑造、知识传授和能力培养紧密融合。

4.掌控课堂教学

课堂教学环节嵌入思政元素不能以牺牲理论教学时间、降低课堂教学效率为代价，需要强化教学时间意识。有效利用教学时间的方法，主要是在有限的时间内，启发学生思考，教师一方面可以将思政元素融入专业知识的背景介绍中，如课程导入环节、专业知识背景介绍环节，另一方面可以有效利用课堂碎片化时间，如长时间课程的疲劳期、作业布置阶段。

例如，教师在课程导入环节和知识背景介绍环节，可以讲述创新创业名人的故事，介绍他们和课程内容的联系点，激发学生向他们学习，培养学生创新创业的理念，激励学生发扬科学探索、克难攻坚的精神。在作业布置阶段，讲述作业题目背景故事，启发学生课后寻找更多答案；讲述题目作者的故事，题库中题目作者部分为学生师兄师姐，讲述他们的故事，鼓励学生寻找身边的奋斗目标。在学习疲劳期，采用在线平台系统的数据，讲述学长努力拼搏，完成一道道题目的过程，激发学生努力拼搏的意志与毅力。

在课程思政过程中，教师除了要言传身教，也要重视学生之间的口口相传。因此，本课程建立了“基于生产者+消费者模式”的答疑体系，让高年级的学长做助教，进行团队建设，让助教成为学生课程答疑的主力。

● 实施效果

课程思政效果的衡量标准和评测方法目前是一个值得探讨的问题。改革效果的显现分为长时效果、中期效果和短时效果。长时效果需要在教学完成很长时间之后，在学生遇到某些特殊事件时才能显现，难以在改革初期进行跟踪和量化。中期效果主要反映在就业、创业、竞赛等方面。短时效果也难以进行全方位、指标性的评价，但是部分指标，如学习态度可以通过作业数据反映。这些数据由在线自动评测系统自动记录，其中除了作业对错情况外，还包括每题题目难度、完成题目题量、每题代码重复率、每次登录时间。这些数据可以帮助分析改革前后学生学习态度短时的变化情况，评估课程思政的效果。

实验数据来自在线评测系统记录的大一学生学习“程序设计基础”课程所完成的作业情况，实验采集了解题数量、题目难度、代码重复情况、登录次数和提交次数等数据。采集时间为2015年至2019年秋季学期，共5年，每年有1个班级加入数据分析，共5个班级255名学生，其中2015年至2017年共164名，2018年至2019年共91名。2015年至2017年未实施本文所述课程思政教学，为改革前数据。2018年至2019年进行了课程思政改革，为改革后数据。

评价指标主要为可量化指标，评估学生学习努力程度，包括解题率、独立性和活跃度。解题率主要考查学生做题的数量和难度，在考查学生解题数量的同时，考虑学生完成高难度题目的情况。解题率等于一学期内学生完成题目的难度系数之和。难度系数等于该题目在过去3年中错误提交次数除以总提交次数，也就是题目正确率越高难度系数就越低。独立性表示学生完成题目的独立程度，这是一个估计值。学生每次正确提交代码，系统就会将学生提交的代码和其他正确提交的代码进行对比，计算相似度。相似度越高说明越有可能存在抄袭或者借鉴现象。在实验中，采用相识度的倒数计算独立性。活跃度表示学生学习课程的活跃程度和参与意愿，具体表现为学生是否经常上作业平台提交作业题目，对于做错的题目是否愿意多次提交等。活跃度等于登录并且有提交的次数之和。为减弱刷机行为对计算结果的影响，两次登录间隔需大于12小时；每题最多只统计5次错误提交。学生知道系统在计算这些统计量，但是不知道方法细节，避免故意的刷分行为。

实验结果显示，2018、2019这两年学生的解题率、独立性和活跃度都比2015年至2017年有所提高，比2015年至2017年的均值分别提高了3.60%、8.12%和12.41%。本课程教学共有16周，活跃度提高了29.5，相当于学生每周登录系统多了1.84次，提交作业和附加题目。这说明课程思政改革对提高学生解题率、独立性和活跃度这3项指标具有一定的效果。同时，本文将活跃度按照期末考试成绩排序，分析不同成绩段学生活跃度的变化情况，统计区间为5分。结果显示，改革对提高成绩均值偏下学生的课程参与度的效果比较明显，有助于激发他们勤奋努力的学习态度。上述实验结果反映了课程思政改革的短时效果，提升了课程思政育人的实效。

● 结语

工程类课程的教学内容涵盖范围广，既有相同的课程特点，又有不同的专业特色，教师可以选取不同角度、多种方式嵌入思政元素，让学生在专业课学习过程中，树立正确的人生观和价值观，达到“立德树人”的教学目的。

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