李小英，谷长龙，罗 娟

（湖南大学 信息科学与工程学院，湖南 长沙 410012）

0 引言

我国的教育方针是培养德智体美劳全面发展的社会主义合格建设者和可靠接班人。习近平总书记在学校思想政治理论课教师座谈会上强调，用新时代中国特色社会主义思想铸魂育人，贯彻党的教育方针，落实立德树人根本任务［1］。根据教育部《高等学校课程思政建设指导纲要》，高等学校人才培养是育人与育才相统一的过程。所有高校、教师与所有课程都需承担好育人责任，守好一段渠、种好责任田。

计算机基础课程是高校面向低年级学生开设的一门信息技术类课程，既具有专业课知识点多、对学生动手能力要求高的特点，又具有公共基础课面向学生多、影响面广等特点。大学低年级学生处于从高中到社会的人生关键“拔节孕穗期”，最需要进行精心引导和栽培。在大学计算机基础课程中进行课程思政研究与实践，对于发挥通识课育人作用、提高人才培养质量具有重要意义，也是构建全员全程全方位育人大格局的需要。

1 相关研究

课程思政是高校在“三全育人”要求下的重要抓手［2］，目前高校各专业［3-6］针对课程思政的研究已取得积极成果。计算机类课程具有内容更新快、对实践要求高等特点。对于计算机类专业的课程思政，不少学者进行了探索与实践。如吴强等［7］在计算机组成课程、李志华等［8］在数据结构课程、蔡丽［9］在计算机网络课程、赵波等［10］在高级程序设计课程中都开展了课程思政建设。

对于非计算机专业的计算机基础课程思政，也有一些学者进行了研究与实践，如李培等［11］在大学计算机基础课程中结合课程内容，在线上线下及课程竞赛各环节中融入思政元素，构建课程立体思政体系；王健等［12］研究了国内外Python课程现状，分析了课程教学要素，采用行动导向教学法，设计与社会主义核心价值观相对应的个人、社会、国家层面的思政案例库；王克丽等［13］采用以学生为中心的BOPPPS教学模式，并尝试在其中融入思政元素。

但总体而言，针对高校非计算机专业的计算机基础课程思政研究成果不多，尤其是人工智能基础相关课程的思政研究成果不多。而且，计算机基础课程思政研究主要集中在课堂学习内容中，对实践环节的思政研究不足，对课程整体的设计也不足。

本文针对人工智能基础课程——计算与人工智能概论，提出以成果导向教育（Outcome Based Education，OBE）理念倒推课程教学体系和课程思政设计，采用改进的BOPPPS教学模式，在各个教学环节、各项教学内容中进行全方位、沉浸式的能力培养和价值塑造，实现显性与隐性教育融合，增强学生的参与感和获得感。

2 课程思政体系构建

计算与人工智能概论课程是学校面向非计算机专业大一新生开设的公共通识必修课，旨在对计算机基础课程进行新一轮改革，该课程的教学实施始于2020年。

2.1 课程目标

计算与人工智能概论课程的专业目标是结合教育部《高等学校人工智能创新行动计划》，从计算思维的角度出发，以人工智能相关问题为引导，培养学生形成由问题到算法再到程序利用计算系统求解的基本思维模式，用于解决专业问题，掌握利用典型计算思维进行计算系统构造的初步能力。课程促进学生的计算思维与各专业思维交叉融合，培养复合型创新型人才。课程采用线上线下混合教学模式，主要内容包括计算与计算思维概述、计算系统、编程基础、算法思维、人工智能、网络思维和数据思维。

本课程思政目标是围绕立德树人根本任务，贯彻落实“显性教育和隐性教育相统一”的要求，实现价值塑造、能力培养、知识传授三位一体，重点从“历史文化、科学素养、社会责任、社会发展、合作创新”5个方面着手，传播爱党、爱国、积极向上的正能量，宣传社会主义核心价值观，培养精益求精的工匠精神、科技兴国的民族使命感和理论联系实际的能力。

2.2 课程思政全过程教学体系构建

2.2.1 融入思政的课程教学设计

根据计算与人工智能概论课程具有基础性、实践性和应用性的特点，结合内容的先进性、专业需求的多样性以及对教学成果的要求，本文提出基于OBE理念进行教学设计。深入教学内容进行案例选择、设计与制作，并在案例中融入思政元素。

OBE理念以学生为主体，调研社会需求并设计人才培养方案（课程教学目标），以此来预期产出成果，并以预期产出成果为导向反向设计教学内容。围绕人才培养方案、预期产出成果，严格按照教学内容组织教学过程，然后通过评估方案对产出成果进行成效评估，最后完善教学内容和评价方式，以达到持续改进的效果。

计算与人工智能概论课程采用OBE理念，以课程需要达到的能力和知识、素质要求为目标，倒推课程各章教学目的和教学要求。每章目标和要求的实现以问题为导向，通过案例进行问题求解，在案例中植入知识，锻炼学生的应用能力，并以案例作为课程思政的重要载体，将课程蕴含的思想政治教育资源整合至案例中，从而外化课程中隐含的育人功能。

2.2.2 课程思政元素挖掘路径

课程组经过讨论，确定了挖掘课程思政元素的主要路径：

（1）从计算发展历程、学科前沿重要人物的重要贡献、重大事件、典型学科案例中挖掘思政元素，以激发学生的爱国精神，积极投身国家的科技事业，并培养学生合作创新的精神。

（2）从优秀的历史文化中挖掘思政元素，传承优秀历史文化，树立道路自信、理论自信与文化自信。

（3）从社会热点、实时话题、时政要闻、身边事件中挖掘思政元素，树立社会主义核心价值观，培养社会责任感。

（4）从课程内容、学科专业特点挖掘必备的科学素养相关案例，培养工匠精神、探究精神、实事求是的精神以及职业道德和法律意识。

2.2.3 课程思政教学案例构建

对挖掘的思政素材进行分类，根据不同类型确定与之契合的知识点和能力要求，归到不同章节，然后构建案例，设计探究问题或启发式问题。或根据每章的知识点及能力要求，选取合适的思政素材设计教学案例。建立各章节知识点对应的含思政课堂教学案例、挖掘的思政元素与思政结合方法清单，如表1所示。对于这些案例，在课程教学采用“做中学”方式，采用不同的结合方法进行思政引导 及升华，使学生沉浸其中，在潜移默化中塑造其价值观。

各章共有含思政的教学案例48个，对这些案例的授课形式、教学方法和预期达到效果进行设计。在设计了教学内容和教学案例后，进行了课件制作和教案编写。例如，受到我国发射天问一号火星探测器启发，在第4章Python编程进阶中，为教学内容字典设计了火星及火星探测器统计的案例。人类探索火星的奥秘从对火星的了解开始，对应的知识是建立Mars字典，以键值对形式存放火星相关信息。代码如下：

然后对Mars字典进行增加、删除、修改等操作。接下来从网上搜集资料，建立mission字典，其中含有20多个真实的已发射成功的火星探测器名字及制造该探测器的国家名（或地区名）。请学生们把2020年发射的3颗火星探测器信息添加到mission字典中，再根据mission字典统计有多少个国家或地区发射了火星探测器？最后提出问题：发射火星探测器最多的国家或地区是哪个？如何看待我国在该领域的进展以及与先进国家的差距？该案例以讲故事方式引入对火星的介绍，以问题启发学生们进行思考。案例中的思政元素包含创新精神、科学家精神与科技强国精神，通过各国发射火星探测器数量的对比，鼓励学生们努力学习，科技强国。

2.2.4 融入思政的实践课程

依托头歌网络教学平台（http：//www.educoder.net）设置了实践课程（https：//www.educoder.net/paths/jfu48qgk），课程实践部分设计了22个实训，每个实训包含3～8个案例，共116个案例，其中融入思政元素的实践案例41个。如设计了“三国演义人物出场次数统计—词频统计”“十九大报告热词统计”“生成十九大报告词云”以及影评情感分析等实训案例。在实训案例左侧文档部分最后加入励志的古诗词或名人名言，或摘录的十九大报告内容等，使学生在做题过程中不经意间接受熏陶，从而潜移默化地思政育人。部分思政实践案例如图1所示。

Fig.1 Practical cases of ideological and political education图1 思政实践案例

2.2.5 课程、题库制作及大作业设计

除课程前期录制的38个慕课资源外，课程组还录制了辅助学生学习的53个微课。其中，含思政的微课25个。为提高学生的动手实践能力，构建了课程练习题库和考试题库，并在部分练习题中融入思政元素，课程考试题中也有含思政元素的试题。

本课程的大作业是团队合作综合案例，如求是网新闻爬取与分析、全球疫情数据爬取、成语接龙游戏、古诗词数据集分析等。这些综合案例或结合科技发展，或体现优秀传统文化，或反映当前国际国内形势与社会主义核心价值观等。要求学生以小组形式（2～5人一组）合作完成，并撰写报告。该方式既对学生进行计算思维能力的培养训练，鼓励学生在搜集、整理素材过程中，从内容入手探究式地进行案例的合作创作，又加深学生对社会主义核心价值观的理解。

2.2.6 课程评价方案

采用过程化评价方式，将思政教育有机融入课程案例、实验、习题和测试中，并算入课程总成绩。网络课程平台可记录学生对含思政元素教学资源的点击量和观看时长。实践环节还布置蕴含思政元素的主观题，并通过生生互评、小组评价等方式进行打分，作为平时成绩的一部分。除主观题需要手工打分外，其他数据全部由头歌平台自动生成。期末考核时，全部数据都可以从头歌平台一次性导出。该方式可实现课程评价既有专业知识评价，又体现德育评价，两者之间融会贯通。

3 课程实践

计算与人工智能概论课程在教学实践中，采用线上线下混合的改进BOPPPS教学模式，如图2所示。BOPPPS模式将课堂教学过程分为6个阶段：导入（Bridge-in）、目标（Objective）、前测（Pre-assessment）、参与式学习（Participatory Learning）、后测（Post-assessment）和总结（Summary），取各阶段英文首字母缩写为BOPPPS。该模式强调以学生为中心，学生主动建构知识。

Fig.2 Course teaching method图2 课程教学方法

本文根据很多学生缺乏主动学习的习惯、一些学生部分阶段的课业压力大等情况，改进了该模式。改进后的BOPPPS要求学生在课前预习，并将预习任务布置在网络教学平台上，要求学生观看相应的慕课、微课视频。在课堂学习中，先进行案例导入，引出问题，激发学生兴趣，建立问题与学生已有知识之间的联系；接着提出问题所要达到的目标，并引导学生对问题进行分解，引出达到目标所需的技能或新知识；之后，学生进行参与式学习，对关键技能或知识进行学习，学生间可以讨论或提出问题，教师对共性问题进行讲解，同时要求学生自主编程实现问题/案例的求解；接下来进行测试，检验学习成效；在课堂结束前5～10min进行总结归纳，并引导学生思考案例中的思政元素，进行升华；在课后阶段，要求学生进行复习巩固（含提交课堂案例的程序及回答针对思政元素思考的探究性问题到网络平台）与知识扩展，或完成合作探究的大作业。

在计算与人工智能概论课程的教学实践中，理论和实践都采用融入思政的案例，学生自主探究与教师引导同时进行，运用慕课、微课视频、案例讲解、情境教学、课堂讨论多种教学方法。学生在接受知识、提升能力的同时，受到潜移默化的思政教育，并在实施过程中收集学生反馈，通过反馈优化教学设计、案例设计，实现课程思政贯穿教学全过程。

课程教学实践结果表明，学生的参与感与获得感增强，课程得到师生好评，获评学校课程思政示范课程和湖南省一流课程。在2021年春季期末，随机选择一个教学班进行问卷调查，列出了6个较为典型的思政案例，请大家选出印象深刻的案例（多选题），调查结果如图3所示。从图中可以看到，学生们对所学内容比较熟悉，并能接受其中的思政融入点。

Fig.3 Investigation on the effect of ideological and political cases图3 思政案例效果调查

4 存在问题

（1）在课程思政案例数量和部分案例设计的“引”和“导”方面仍存在不足，实践案例数量比课堂案例数量少，有些案例思政教育显得生硬。以案例作为课程教学内容和思政教育的载体，需要有机融合教学内容与思政教育，具备价值塑造、知识传授和能力培养的复合功能，真正做到潜移默化地影响学生。以案例进行教学，既是本课程“问题求解、知识植入、以练促教”教学方法的体现，也是思政融入的切入点。要体现用“小故事”讲好“大道理”的思路，挖掘思政元素的途径和构建课程案例的思路需要更加宽广。

（2）现有的计算与人工智能概论课程思政与其他课程，尤其是思政课之间的联系及结合仍显不足，没有很好地与其他课程教师进行教学内容与案例沟通。一些案例中的精神信仰和价值观讲解感染力不足。

（3）融入思政的教学资源数量虽然不少，但还未能满足各个学科专业的需要。思政案例视频与题库等仍需加强建设。

（4）部分教师课程思政建设的意识和能力不足。教师与学生互动不足，对案例中的价值塑造引导不够，导致课程思政效果受到一定程度的影响。

（5）思政效果评价模型的构建需要更全面。课程思政评价是课程思想政治教育成效的重要组成部分。课程思政评价的可测量化研究及测评工具的开发应用缺乏。现有评价方式多采用问卷调查、自我主观评价和调研访谈方式，但缺乏可操作的客观评价方式。计算与人工智能概论作为公共基础课程，也属于专业教育课程，因此对课程思政的评价需要侧重于对专业精神的评价，并且需要考虑不同类别专业的侧重点。此外，期中和期末的评价内容也应该有所不同，以更好地反映学生在不同阶段的学习成果。

5 结语

计算与人工智能概论课程深入落实课程思政建设，发挥通识必修课程受众多、影响面广的特点，将价值塑造、知识传授与能力培养融为一体，将思政元素融入案例中，达到润物无声的育人效果。下一步工作将深入挖掘更多思政元素，综合参考各个不同学科专业的课程思政落脚点，善用各种素材，尽可能分学科进行专业设计和制作更多含思政元素的课堂案例、实验案例、慕课或微课资源，扩充题库，真正落实基于计算机基础教学、与思政课和专业课同向同行的课程思政。同时，不断提升教师学术水平、教学水平和育人水平，不断探索学生乐于接受的话语方式，在紧扣时代主题、回应学生需求的过程中实现教学相长，在课程思政教育教学实践中充分诠释“隐性思想政治教育”理念，落实立德树人根本任务。