第 5 期
2020 年 5 月 10 日
计算机教育
Computer Education
中图分类号：G642
78
算法设计与分析课程思政研究与实践
李 曲，王春平，程振波，陈晓倩
（浙江工业大学 计算机学院，浙江 杭州 310023）
摘 要：针对算法分析与设计课程思政教学，分析主要教学内容，提出“一线二体三落实”
的教学方法，并具体阐述课程思政教育的主要措施，结合浙江工业大学的实际情况，说明该课程思政建设方案，并给出具体案例，最后提出思考和建议。
关键词：算法设计与分析；课程思政；思想政治教育
0 引 言
算法是计算机科学的核心主题之一。算法设计与分析课程是程序设计和数据结构的后续课程，是软件工程、计算机科学与技术等计算机专业的重要课程，也是面向设计、处于核心地位的专业基础课程。
传统的算法分析与设计课程教学中，教师只注重传授学生知识，学生只能从课程中学到冰冷的知识和技术。算法分析与设计课程中有丰富的课程思政教育素材和资源，遗憾的是这些内容没有被充分挖掘和利用。学生通过课程的学习无法获得社会、健康、安全、法律、文化和环境等相关知识，对相关知识知之甚少甚至一无所知。学生通过学习这些课程，不能很好地树立正确的价值观和人生观，部分知识和技能掌握得较好的学生甚至走上违法犯罪的道路，令人痛心。
为深入贯彻落实党的十九大精神和全国、全省高校思想政治工作会议精神的要求，强化课程育人导向，全面落实课程思政工作要求，推进“品质教学”，高等教育必须坚持以立德树人为根本，以社会主义核心价值观教育为主线，以构建全员、全过程、全方位育人的思政工作格局为目标导向[1]。
1 课程思政的主要内容
深入挖掘提炼各类课程蕴含的思政要素和德
基金项目：浙江工业大学2017年“课程思政”
改革试点课程建设项目资助（2018-053）。第一作者简介：李曲，男，讲师，研究方向为演化计算、数据挖掘，liqu@zjut.edu。
育功能，强化课程思政的科学化、规范化与体系化，实现思政教育与专业教育的协同推进，知识传授、能力培养与价值引领的有机统一，提高课堂教学质量，提升育人成效，不仅是加强和改进新形势下思想政治工作的基本要求，也是新形势下工程教育认证的必然趋势[2]。
在计算机相关专业工程认证中，有些学校在专业毕业要求指标点分解过程中，把绝大部
分与社会、健康、安全、法律、文化和环境等相关课程指标点分解都落在马克思主义理论等思政课程上，专业课程对这些指标点的支撑严重不足，通过专业课程进行课程思政的教育迫
在眉睫[3]。“一线二体三落实”教学方法（图1）是针对算法分析与设计的课程思政教学进行的思考，主要内容如下。
文章编号：1672-5913(2020)05-0078-04
图
1 “一线二体三落实”
的教学方法
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2.2 课程的教学资源建设
教材等教学资源是课程思政内容的重要载体之一。通过加强教材选取和教材建设，同时加大搜集与本课程紧密相关的课程思政内容的教学素材。争取在短期内，形成教材为主，PPT 为辅，课外阅读资料和上网查询为补充的立体化全方位教学资源建设。数据结构与算法论文
2.3 课程的课堂教学建设
课堂教学是课程建设的根本。通过加强课堂教学中对学生的引导和帮助，通过研讨式教学、翻转课堂教学方式，引导学生积极参与课程思政的思考、讨论，参与到课堂教学的各个 环节。
2.4 课程的课外辅导建设
探索建立常态化的线上答疑与线上互动交流机制，给予学生答疑解惑和思想引领。通过微博、、QQ 聊天及讨论等方式，及时解答学生关注的相关问题，对于错误的观念和思想给予及时纠正和疏导。
3 算法设计与分析课程思政建设主要措施
3.1 提高学生对课程思政的关注意识
课堂教学是课程思政教育的主战场，通过介绍课堂教学中的历史、故事、实例，引导学生讨论课程思政教育的主题，提高学生对课程思政主题的关注意识。以此为基础，帮助学生在日常的学习和生活中关注课程思政主题的时政新闻、科技报导、参加相关的科技活动和竞赛，从而形成一种学习的氛围。
3.2 帮助学生掌握课程思政的基础知识
根据工程教育认证的相关要求，学生应该在专业学习期间掌握社会、健康、安全、法律、文化和环境等相关知识。教师在课堂教学过程中，通过结合课程相关案例，在课堂内外，线上线下向学生介绍社会、健康、安全、法律、文化和环境等相关知识，并引导学生探讨相关问题。除此之外，在课程报告中让学生查相关资料，进一步思考不清晰、不明确的问题，通过思考进一步厘清概念，形成正确的人生观、
价值观以及职业道德。
一线：以思政教育与专业教育的协同推进为主线。
抓住思政教育与专业教育的协同推进这条主线，才能把握课程思政的正确方向。两个方面的发展必须协同推进，不可偏废。
二体：以提高学生思想政治素质作为教学目标实现的主体。以充实教学资源作为课程思政内容的主要载体。
课程思政的主要目标是提高学生思想政治素质，通过在课程中融入思想政治教育内容，达到提高学生思想素质的目标。而如何将课程思政的各方面内容融合到教学资源中，是课程思政的重要过程，而充实教学资源就是课程思政内容的主要载体。
三落实：在教学准备中落实、在教学过程中落实，在教学考核中落实。
课程思政的核心在于落实。落实需要贯穿教学全过程。具体而言，需要在教学准备中落实，在教学过程中落实，在教学考核中落实。
2 算法设计与分析课程思政的主要方法
2.1 算法设计与分析课程思政的主要构成
在算法设计与分析的课程中，有许多与社会、健康、安全、法律、文化和环境等相关联的部分，在课程扩展内容中可以充分利用这些资源，使该课程成为课程思政内容的重要载体。以算法分析与设计课程教学内容为载体，对学生进行安全、法律、文化、社会、职业道德、社会责任感、科学发展观等方面的教育[4]。
在课程建设中要注重课程全过程渗透、面向产出和结合实际。全过程渗透主要是在课程目标、教学过程和课程考核的各个阶段，都重视课程思政渗透。面向产出主要是综合启发式教学、讨论式教学、翻转课堂、课外自学等，最后在实习实践和毕业论文中，学生能够运用所学知识，并在相关过程中表现出其对相关知识的理解和应用。同时，还要注重结合实际，将与课程相关的行业应用现状、行业法律案例、行业关注热点、社会文化趋势等知识融合到课程中，以案例形式增加到课堂教学中。
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3.3 增加课程思政考核要求
为了进一步将课程思政教学落到实处，在教学、作业和考核中增加课程思政主题的要求，考查学生对专业相关的社会、健康、安全、法律、文化和环境问题的理解和掌握程度，真正让学生达到学有所用。
4 算法设计与分析课程思政建设方案
4.1 在教学大纲中体现课程思政主题
为了真正落实课程思政，首先需要在教学大纲的修订中体现课程思政主题，对相关知识的教学方式和教学方法给予相对固定的阐述和安排。
例如，根据现有教学内容，可以从以下几个方面在课程中体现工程教育认证涉及的社会、健康、安全、法律、文化和环境问题。
（1）在课程导论中：强调算法的安全性以及作为一个算法设计人员必须承担的社会责任。
（2）在讲解路径规划的相关内容时：以滴滴快车等为例讲解互联网企业在业务和程序开发时需关注的环境、法律等问题。
（3）以货船的装载问题为契机，探讨传统行业在信息时代的可持续发展问题。
（4）借助八皇后问题，延伸到AlphaGo 的人工智能及可能涉及的社会道德问题。
（5）从Huffman 编码在通信领域的应用延伸到知识产权问题、安全问题和法律问题。
（6）以迪杰斯特拉算法发明人的个人经历和关于数理逻辑的名言，讨论终身学习的问题。4.2 通过多种教学方式落实课程思政教学
通过启发式教学、讨论式教学、翻转课堂等形式，将大纲修订中涉及的课程思政主题落实到课程教学中。思政教学不能停留在说教阶段。课程思政教学更不能满足于教师在课堂中的单向灌输。通过启发式教学、讨论式教学、翻转课堂等形式，注重学生在教学过程中的参与和表达，让学生通过这种参与和表达，结合教师在教学过程中的引导，形成自己的价值观和判断标准。只有真正做到学生参与，思政教育中社会、健康、安全、法律、文化和环境等相关的知识才能转化为学生在学习和今后工作中的行动。
5 待解决的关键问题
5.1 确定合适的课程思政教学选材
课程思政内容丰富，但不是所有内容都适合在专业选修课中进行渗透和融合。根据专业特点、课程特和工程认证的要求，与课程紧密相关的涉及社会、健康、安全、法律、文化和环境的思政内容巧妙地融合到课程中，是课程思政教学的首要问题。
5.2 确定合适的课程思政教学方法
课程思政与传统思想政治课不能混为一谈，不能停留在说教阶段。课程思政教学，更不能满足于教师在课堂中的单向灌输。通过启发式教学、讨论式教学、翻转课堂等形式，重视学生参与，重视教学效果。只有通过有效的教学形式，激发学生思考，才能让学生真正在潜移默化中获得相关知识，达到课程思政的根本目的。5.3 如何评估课程思政的教学效果
课程思政的教学效果，不能仅以期末考试中增加相关试题作为考查标准，应该探索合理的评估课程思政的教学效果的标准，例如学生对课程的评价，学生作业中对涉及社会、健康、安全、法律、文化和环境等问题的看法等，学生在实习、毕业论文甚至后续工作中对相关问题的运用和体现，都是课程思政教学效果评价的重要标准。
6 一个案例
以算法分析与设计中著名的迪杰斯特拉算法为例，讨论课程思政的设计和实施方法。
迪杰斯特拉算法是荷兰著名科学家、图灵奖获得者Edsger Wybe Dijkstra 在计算机领域的著名算法，不仅是算法分析与设计中的重要内容，也是数据结构课程中的重要算法。算法的发明者Edsger Wybe Dijkstra 毕业就职于荷兰莱顿大学，早年钻研物理及数学，而后转为计算学。与D. E. Knuth 并称为当代最伟大的计算机科 学家。
在课程讲授的过程中引导学生去了解迪杰斯特拉算法在路径规划等问题中的广泛使用，但
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是，随着社会的发展，基于距离的路径规划问题不再是唯一关注的要点。现在有一些路径规划算法，会考虑到基于环境友好的路径规划问题，即所谓Eco-Routing 的问题。引导学生去关注算法对环境带来的影响，反之，环境对算法的要求。由此展开，引导学生去进一步讨论，作为用户而言，行程分享等功能会涉及一些隐私保护的问题，而这不仅是一个技术问题，还是一个法律问题。学生通过讨论这方面的问题，对于算法应该把握的边界也有了一定的思考。
另外，通过了解Edsger Wybe Dijkstra 的生平，引导学生去探讨终身学习问题。Dijkstra 本人曾在联合国从事法律方面的工作，但是后来选择了物理及数学，后来又从事程序设计语言和操作系统及算法方面的研究，并获得图灵奖。他本身也是一个终身学习的榜样。
通过上述这样的例子，不仅从算法的角度对一个知识点进行了讨论，还讨论了其涉及的对法律和环境的影响，最后通过对算法设计者的生平的讨论，引申到了终身学习的问题。
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（编辑：孙怡铭）
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（编辑：孙怡铭）
学校知识的倾向，所谓“教师师傅一体化，课堂车间一体化，学校工厂一体化”的生态，片面地追求企业的青睐与支持，模糊了学校知识与非学校知识的界限，这一现象也应引起学界足够
重视。对照现实，在应用型人才培养中，也要避免过于功利和偏颇倾向，在学生未来发展空间、发展潜力和眼前现实利益面前要能综合平衡，不可一味偏颇。
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