“三层次”“算法设计与分析”课程思政探索与实践

［摘 要］ “算法设计与分析”是计算机专业的核心课程，该课程的授课对象是所有计算机大类相关专业的学生。因此，将思想政治教育融入该课程中，能够对更多的学生产生积极影响。然而，当前算法类课程思政建设实践存在思政资源挖掘不够、课程与思政“两张皮”的问题，易导致课堂氛围沉闷，降低学生的求知欲望。为了解决这些问题，通过提炼思政元素，实现“术道融合”，赓续文脉传承，厚植家国情怀，激发学生的学习兴趣，锤炼其创新能力，并从国家、学校、个人三个层次开展课程思政建设，构建了具有哈工大特色的“三层次”“算法设计与分析”课程思政实施路径。

［关键词］ 哈工大特色；课程思政；思政育人；算法设计与分析

［中图分类号］ G641 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2025）04-0094-05

引言

2016年12月，习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上指出，“其他各门课都要守好一段渠、种好责任田，使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应”［1］。2020年5月，教育部印发《高等学校课程思政建设指导纲要》，明确指出课程思政要紧紧围绕培养什么人、怎样培养人、为谁培养人这一教育的根本问题展开，形成了全面覆盖、类型丰富、环环相扣、层层递进、相互融合、相互支撑的课程思政建设指导意见，为进一步深化高校课程思政体系化建设明确了前进方向。

哈尔滨工业大学（以下简称哈工大）秉承“规格严格，功夫到家”的校训，历来坚守为党育人、为国育才的使命。习近平总书记在致哈工大建校一百周年的贺信中指出，“希望哈尔滨工业大学在新的起点上，坚持社会主义办学方向，紧扣立德树人根本任务”［2］。为深入贯彻上述文件精神和贺信精神，哈工大紧紧围绕“大思政课”理念，不断发挥思政课铸魂育人主渠道作用，构建新时代“大思政课”育人体系。

“算法设计与分析”是计算机科学与技术专业本科教学中的一门重要专业必修课，在本科教学计划中具有举足轻重的地位［3］。它不仅是学习“操作系统”“计算机网络”“人工智能”等后续课程的基础，也是使用计算机解决实际问题的关键所在。算法设计的学习不仅涉及具体的专业知识，而且算法的思想往往蕴含着丰富的人类智慧，为课程思政的开展提供了素材。然而，目前国内高校在“算法设计与分析”课程中普遍存在思政元素挖掘不足、课程思政实施路径不清晰的问题，无法做到课程思政与思政课程同向同行、协同促进。针对此问题，本文通过凝练在“算法设计与分析”课程教学改革和探索过程中的经验，从国家、学校和个人三个层次对学生进行教育，提出了基于“大思政课”牵引的具有哈工大特色的“三层次”“算法设计与分析”课程思政实施路径。

一、“算法设计与分析”课程思政面临的主要问题

长期以来，传统算法课程存在着严重的“两张皮”问题，有些授课教师没有真正把思政观点融入学科课程教学中，课程与思政貌合神离，反而使课堂氛围变得沉闷，降低了学生的求知欲望。课程思政“两张皮”问题对人才培养质量产生了负面影响，因此，实现课程思政与思政课程的同向同行迫在眉睫。此次提出的“大思政课”理念牵引的成果就是要解决“算法设计与分析”课程思政资源挖掘程度不高、思政元素与专业元素“两张皮”的问题。本课程在讲授过程中将思政意识与专业理论知识深度融合，避免“两张皮”现象出现，构建了全员、全程、全方位的育人模式。

当下，人工智能发展日新月异，而人工智能以计算机算法为核心基础。浙江大学应用数学研究所所长孔德兴教授曾表示：“如果缺少核心算法，当碰到关键性问题时，还是会被人‘卡脖子’。”然而，传统算法课程很少谈及这方面问题，导致学生对“卡脖子”问题认识不够。而本课程依托哈工大被美国制裁的大背景，通过介绍发展日新月异的计算机算法，让学生深刻认识到所学课程与国家战略密切相关，从而激发学生为解决“卡脖子”问题而奋斗的责任感和使命感，培养有理想、有抱负的当代青年人。

二、“三层次”课程思政的实施策略

（一）“三层次”课程思政的育人目标

“算法设计与分析”课程坚持以“大思政课”理念为牵引，落实立德树人根本任务，以马克思主义立场观点方法、习近平新时代中国特色社会主义思想、社会主义核心价值观、中华优秀传统文化、职业理想和职业道德等思政教育内容为指导，通过拓展课堂教学内容、创新课堂教学方法等优化教学过程，形成国家—学校—个人的“三层次”课程思政实施路径。具体来说，其主要育人目标如下。

1.介绍中国先贤古老智慧在算法思想中的体现，如引入“算法”一词在中国古代文献中称为“术”，出自典籍《周髀算经》，以及中国最早的算法刘徽割圆术等，培养学生的爱国主义精神和文化自信。

2.结合哈工大计算机学科在解决国家重大问题上的成就，讲解算法在解决实际问题中的重要作用。

3.深入剖析并讲解分治算法、动态规划算法、贪心算法、图论算法中蕴含的人类智慧，如动态规划思想体现的“顶层设计、局部优化”的思想，很好地契合了“从全局谋划一域、以一域服务全局”的理念。通过算法的学习，学生坚定了制度自信和文化自信。

4.通过讲解经典算法提出的时代背景和过程，鼓励学生在实践中加深对理论知识的理解和运用，从而引导学生积极参与与程序设计、数学建模等算法相关的设计大赛，增强学生对算法学习的兴趣，提高学生团队协作能力、分析和解决实际问题的能力，进而提升其理论创新能力。

（二）“三层次”课程思政的建设思路

在“算法设计与分析”课程教学中，结合科学精神，充分挖掘蕴含在相关知识中的思政元素，提炼专业课中包含的文化元素和价值元素，并将其有机融入课程教学中，将这些元素转化成能够体现社会主义核心价值观的传递形式，注重潜移默化、润物无声的“术道融合”。课程还结合专业背景，培养学生的爱国主义精神、人文精神、工匠精神、团队协作精神和创新精神，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当，使其形成正确的世界观、人生观和价值观以及良好的职业素养。此外，“算法设计与分析”课程将思想政治教育融入课题讲授中，引入家国情怀、专业情怀，培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人。

（三）“三层次”课程思政资源挖掘

“算法设计与分析”课程蕴含的思政元素十分丰富，其中部分专业知识与思政内容的对应如表1所示。

在讲解绪论部分时，可结合我国古代杆秤的发明，介绍秦始皇的“天下公平”，以及中国人“短一两损福，短二两损禄，短三两损寿”的诚信观念，培养学生的爱国主义情怀，使其坚定“四个自信”。介绍2013年“天河二号”摘夺“全球超级计算机500强”桂冠，标志着中国超级计算机研制达到了世界领先水平；2016年世界首台峰值运算能力超过每秒10亿亿次的超级计算机“神威·太湖之光”，连续四次雄踞“全球超级计算机500强”榜首；2019年全球超算TOP 500强名单中，“神威·太湖之光”和“天河二号”位列第三、四名。这些案例达到使学生传承“光熙”精神和“规格严格，功夫到家”工匠精神的目的。另外，可以介绍鲲鹏计算产业的关键挑战以及就业面临的“产业环境”来告诫学生求真、敬业。

在讲解数学基础部分时，提及在中国计算机发展史中著名数学家华罗庚起到的作用，并介绍其相关事迹：早在1947—1948年，华罗庚在美国普林斯顿大学高级研究院任访问研究员时，“计算机之父”冯·诺依曼就非常赏识华罗庚在数学上的造诣和成就，并带华罗庚参观过自己的实验室，和华罗庚讨论相关学术问题。也正是在那时，华罗庚就已经开始盘算回国开展电子计算机工作。1950年，已经是美国伊利诺伊大学教授的华罗庚，不但毅然放弃了待遇优厚的职位，还动员了很多留学生回国。他在回国途中发表了《致中国全体留美学生的公开信》，提倡“为了抉择真理，我们应当回去；为了国家民族，我们应当回去；为了为人民服务，我们也应当回去”，增强了留学生回国的决心。通过具体案例介绍，有助于让学生体会并传承爱国主义情怀及工匠精神。

在介绍动态规划技术时，让学生认识到动态规划是一种有记忆的迭代算法，通过把原始问题划分成一系列子问题，求解每个子问题仅一次，并将结果保存，用时读取，不重复计算。向学生讲解统筹、规划的重要性，同时结合党的十九届五中全会精神，阐述“统筹发展和安全，增强忧患意识，做到居安思危”是我们党治国理政的一个重大原则。

在讲解贪心算法时，通过学生熟知的中国古代历史故事“田忌赛马”中孙膑所采用的策略介绍贪心法：将齐王的马和田忌的马均按上、中、下马顺序排列，齐王依次出马，田忌的贪心选择策略是：若剩下的最强的马都赢不了齐王剩下的最强的马，则选择用最差的一匹马对阵齐王最强的马；若剩下的最强的马可以赢齐王剩下的最强的马，则选择用这匹马去赢齐王剩下的最强的马；若剩下的最强的马和齐王剩下的最强的马打平的话，则可以选择打平或者用最差的马输掉比赛。将中华优秀传统文化融入课堂教学中，结合传统文化中的历史典故、历史人物等开展教学，能够给学生呈现一种全新的课堂感受，加深学生对知识的理解和记忆，坚定学生的文化自信。

（四）“三层次”课程思政具体实施路径

1.提炼思政元素，实现“术道融合”。本课程在介绍中国先贤古老智慧在算法思想中的体现，如涉及算法的中国古老的典籍《周髀算经》、中国最早的算法刘徽割圆术等，培养学生的爱国主义精神和文化自信。通过深入剖析并讲解分治算法、动态规划算法、贪心算法、图论算法中蕴含的人类智慧，如动态规划思想体现的“顶层设计、局部优化”的思想，很好地契合了“从全局谋划一域、以一域服务全局”的理念，以坚定学生的制度自信和文化自信。

2.赓续文脉传承，厚植家国情怀。在讲授过程中，可结合哈工大计算机学科在解决国家重大问题上的成就，讲解算法在解决实际问题中的重要作用。重点介绍王晓龙教授发明计算机语句级拼音输入法的过程，从而引入如何在解决“卡脖子”问题上发挥我国制度优势，并潜移默化地引导学生传承哈工大“八百壮士”精神、“光熙”精神及“规格严格，功夫到家”的工匠精神，帮助学生树立正确的人生观、价值观、政治观，使其成为中国特色社会主义事业的合格建设者和接班人。

3.激发学习兴趣，锤炼创新能力。通过讲解经典算法提出的时代背景和过程，鼓励学生在实践中加深对理论知识的理解和运用，从而引导学生积极参与与程序设计、数学建模等算法相关的设计大赛，提升学生对算法学习的兴趣，引导学生加强团队协作的能力、分析和解决实际问题的能力，进而提高学生的理论创新能力。“大思政课”牵引的课程思政实施路径见图1。

三、“三层次”课程思政的创新点

本文提出了“大思政课”理念牵引的具有哈工大特色的“三层次”“算法设计与分析”课程思政实施路径。“三层次”课程实施路径坚持落实立德树人根本任务，以马克思主义立场观点方法、习近平新时代中国特色社会主义思想等为指导，提炼了“算法设计与分析”课程中蕴含的思政元素和专业元素，并将两者有机结合，在课堂教学中实现潜移默化、润物无声的“术道融合”，坚定学生的制度自信和文化自信。结合哈工大计算机学科在解决国家重大问题上的成就，赓续哈工大“八百壮士”精神、“光熙”精神和“规格严格，功夫到家”的文脉传承，培养学生的家国情怀和使命担当。通过讲解算法提出的时代背景，激发学生的学习兴趣，鼓励学生在实践中锤炼创新能力。创新性地培养了学生“时间高效和空间高效”解决实际问题的思维习惯和动手能力；建立了从国家、学校和个人三个层面，全方位、多角度的课程思政实施路径。

结语

针对当前算法类课程思政存在思政资源挖掘不够深入、课程教学与思政教育之间融合不够紧密的“两张皮”问题，通过结合科学精神，提炼课程中的思政元素，探求算法背后的哲学思想，坚定学生的制度自信和文化自信；通过结合专业背景，探讨哈工大计算机学科在解决国家重大问题上的成就，培养学生的家国情怀和使命担当；通过鼓励学生参与实践活动和算法竞赛，培养学生的实践能力和创新能力。通过建立具有哈工大特色的“三层次”“算法设计与分析”课程思政实施路径，实现了引导学生将个人价值结合学校特点，服务国家大局的“算法设计与分析”课程思政育人新格局。