基于教學(xué)目標(biāo)分類法的算法設(shè)計(jì)與分析課程思政教學(xué)方案設(shè)計(jì)

周曉寧 陸召瑞 吳予萌

摘要：針對如何提高算法設(shè)計(jì)與分析課程的育人功能，提出基于教學(xué)目標(biāo)分類法的課程思政教學(xué)設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行教學(xué)研究。闡述了算法設(shè)計(jì)與分析課程的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)實(shí)施方案以及教學(xué)效果評價(jià)方法，并以“最長公共子序列問題”為例，探討教學(xué)方案設(shè)計(jì)的合理性和可行性。

關(guān)鍵詞：算法設(shè)計(jì)與分析 教學(xué)研究 教學(xué)目標(biāo)分類法 課程思政 最長公共子序列

2016年，全國高校思想政治工作會(huì)議明確提出“把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程，實(shí)現(xiàn)全程育人、全方位育人”，以及“各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)”的要求[ 1 ]。算法設(shè)計(jì)與分析課程主要涉及各種算法設(shè)計(jì)技術(shù)的適用條件、基本原理和效率分析，為學(xué)生將來從事實(shí)際工作提供思路和方法。作為核心專業(yè)課程，要在課程教學(xué)中把馬克思主義立場觀點(diǎn)方法的教育與科學(xué)精神的培養(yǎng)結(jié)合起來，提高學(xué)生正確認(rèn)識(shí)問題、分析問題和解決問題的能力[ 2 ]，需要任課教師能夠設(shè)立合理的教學(xué)目標(biāo)，科學(xué)的教學(xué)實(shí)施方案以及教學(xué)效果評價(jià)方法。

一、教學(xué)目標(biāo)的設(shè)立

布盧姆將教學(xué)目標(biāo)劃分為記憶、理解、應(yīng)用、分析、評價(jià)和創(chuàng)造六個(gè)層次。第一階段思維包括“記憶、理解和應(yīng)用”，第二階段思維包含“分析、評價(jià)和創(chuàng)造”[ 3 ]。遵循這一理念，算法設(shè)計(jì)與分析課程的教學(xué)目標(biāo)立足于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、認(rèn)知能力、理解能力、應(yīng)用能力和綜合實(shí)踐能力；合理引入思政元素，強(qiáng)調(diào)馬克思主義觀點(diǎn)方法中的正確認(rèn)識(shí)問題、分析問題和解決問題的能力，幫助學(xué)生樹立正確的社會(huì)主義核心價(jià)值觀[ 4 ]。現(xiàn)以“最長公共子序列問題”為例，說明教學(xué)目標(biāo)的制定方法。

“最長公共子序列問題”的關(guān)鍵點(diǎn)為采用動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法解題，涉及到動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法的兩個(gè)基本特征和四個(gè)解題步驟。對于認(rèn)知能力和理解能力的要求，教學(xué)目標(biāo)設(shè)定為：了解什么是兩個(gè)序列的最長公共子序列；分析該問題可以采用動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法解題的原因；掌握解題的四個(gè)基本步驟。通過引入問題的應(yīng)用場景，理論聯(lián)系實(shí)際；知識(shí)遷移后使學(xué)生具備在專業(yè)領(lǐng)域解決實(shí)際問題的能力，實(shí)現(xiàn)以能力達(dá)成為目標(biāo)的學(xué)習(xí)產(chǎn)出。

“最長公共子序列問題”的教學(xué)重難點(diǎn)包括證明算法的可行性，如何刻畫子問題的遞歸結(jié)構(gòu)，以及如何根據(jù)計(jì)算最優(yōu)值時(shí)得到的信息，構(gòu)造最優(yōu)解。主要認(rèn)知過程為“理解”、“應(yīng)用”和“分析”。通過學(xué)習(xí)如何求解兩個(gè)字符序列的最長公共子序列，使學(xué)生能夠在具體問題的算法設(shè)計(jì)中選擇合適的策略并分析算法的時(shí)間和空間效率。

二、教學(xué)實(shí)施方案的設(shè)計(jì)

對于知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，認(rèn)知過程由低階的“記憶”向高階的“理解”、“應(yīng)用”、“分析”遞進(jìn)。以“最長公共子序列問題”為例，具體的教學(xué)實(shí)施方案設(shè)計(jì)如表1所示。

以上教學(xué)實(shí)施方案的設(shè)計(jì)主要有以下三個(gè)特點(diǎn)：

1.在教學(xué)內(nèi)容的安排上，構(gòu)建一個(gè)知識(shí)傳授、能力建設(shè)和態(tài)度養(yǎng)成的多維體系

首先以應(yīng)用場景開頭，引出問題的定義（什么是最長公共子序列）；接著回顧往期內(nèi)容（關(guān)于動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法的兩個(gè)基本特征和四個(gè)基本解題步驟），完成分類教學(xué)目標(biāo)中的“記憶、理解和應(yīng)用”的第一階段思維過程。隨后，分析兩個(gè)具體字符序列求解最長公共子序列并提出問題（該算法還有什么其他應(yīng)用場景）；設(shè)置競賽項(xiàng)目（設(shè)計(jì)算法完成兩段電文重復(fù)率檢測），完成分類教學(xué)目標(biāo)中的“分析、評價(jià)和創(chuàng)造”的第二階段思維過程。

2.用思政（案例）元素啟發(fā)學(xué)生，在基本原理講解中巧妙融入思政元素

在“最長公共子序列問題”的講解中，通過引入熱點(diǎn)案例：學(xué)術(shù)論文重復(fù)率檢測，開拓學(xué)生的思維，使學(xué)生對于枯燥的理論更容易接受與吸收。通過案例的講解，更直接地培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)術(shù)規(guī)范和學(xué)術(shù)道德。通過啟發(fā)式的提問“問題還有哪些應(yīng)用場景？”，知識(shí)遷移后幫助學(xué)生深入思考理論聯(lián)系實(shí)際的可能，培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力。此外，在算法四個(gè)基本步驟的講解中，不斷強(qiáng)化學(xué)生唯物主義的科學(xué)研究和探索態(tài)度。

3.合理利用線上教學(xué)平臺(tái)，采用多種教學(xué)手段，提高教學(xué)效果

在“互聯(lián)網(wǎng)+”的背景下，充分利用各類線上教學(xué)平臺(tái)，開展教學(xué)活動(dòng)。將傳統(tǒng)的、單一的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變?yōu)殪`活的、多樣的教學(xué)方案，從而激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在學(xué)習(xí)動(dòng)力[ 5 ]。學(xué)生通過線上平臺(tái)觀看相關(guān)視頻資源、完成課后練習(xí)；教師則可以對學(xué)生完成的作業(yè)進(jìn)行批改評分。

三、教學(xué)效果評價(jià)

教學(xué)效果評價(jià)是以教學(xué)目標(biāo)為導(dǎo)向，運(yùn)用合理的考核方式和有效的技術(shù)手段，對能夠反映教師教學(xué)過程和學(xué)生學(xué)習(xí)成果的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、分析和解釋，以評判教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成情況，發(fā)現(xiàn)教學(xué)實(shí)施過程中存在的問題，并持續(xù)改進(jìn)[ 6 ]。

為了準(zhǔn)確合理地評價(jià)教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成情況和反饋教學(xué)效果，設(shè)置了參與度（考勤簽到）、在線課后練習(xí)、競賽項(xiàng)目和線下期末考試等考核方式，建立起知識(shí)傳授、能力建設(shè)和態(tài)度養(yǎng)成的多維協(xié)同考核體系，具體方案如表2所示。

1.參與度（考勤簽到）考核采用線下課堂考勤統(tǒng)計(jì)、線上資源觀看和競賽項(xiàng)目作業(yè)提交統(tǒng)計(jì)等多種方式的綜合評分。

2.教師利用各種線上教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行在線課后練習(xí)考核，對學(xué)生提交的作業(yè)進(jìn)行評分。

3.期末考試試卷依據(jù)教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)和分?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)，試卷題項(xiàng)分別按照認(rèn)知能力、理解能力、應(yīng)用能力和綜合實(shí)踐能力評價(jià)設(shè)置。其中認(rèn)知和理解考核設(shè)置為客觀題（選擇題、填空題和判斷對錯(cuò)題）；應(yīng)用能力考核設(shè)置為應(yīng)用及案例分析題。

4.綜合實(shí)踐能力考核為競賽項(xiàng)目，包括項(xiàng)目匯報(bào)PPT與項(xiàng)目完成視頻或者實(shí)際程序演示兩部分，并設(shè)置相應(yīng)的等級評分標(biāo)準(zhǔn)?！白铋L公共子序列問題”的線上作業(yè)提交就被設(shè)置為競賽項(xiàng)目。

四、結(jié)語

課程思政是新時(shí)代背景下提高思想政治教育實(shí)效性的積極探索[ 7 ]，算法設(shè)計(jì)與分析課程順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的要求，在課程教學(xué)中引入思政元素，合理使用多種線下線上教學(xué)手段，課程的教學(xué)實(shí)施方案和教學(xué)效果評價(jià)設(shè)計(jì)立足于教學(xué)目標(biāo)分類法，建立知識(shí)傳授、能力建設(shè)和情感（態(tài)度）養(yǎng)成分層遞進(jìn)的多維結(jié)構(gòu)，提升了課程知識(shí)體系的教學(xué)效果和課程思政的育人成效。

【參 考 文 獻(xiàn)】

[1]梁燕.新時(shí)代高校課程思政建設(shè)的若干思考[J].高教研究，2020（08）：23-27.

[2]王繼芬.《課程思政背景下大學(xué)化學(xué)教學(xué)探索——以上海第二工業(yè)大學(xué)為例》[J].上海第二工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2020（12）：321-325.

[3]林蔚，李曉生，李淑華，張小舟，楊長龍，華蕊，王巧燕，李思宇.基于布盧姆教育目標(biāo)分類理論的課程目標(biāo)應(yīng)用研究[J].高師理科學(xué)刊，2021（6）：98-101.

[4]靖國華.工匠精神融入高職院校思政教育的路徑研究[J].高等教育，2021（7）：18-20.

[5]王秀珍.一節(jié)問題式學(xué)習(xí)課程的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].林區(qū)教學(xué).2006（05）：21-22.

[6]邊云崗.OBE理念下的課程教學(xué)：目標(biāo)、模式與考評——以《電子商務(wù)原理》課程為例[J].五邑大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2021（8）：82-86.

[7]劉媛華.系統(tǒng)工程課程思政教學(xué)實(shí)踐與探索[J].教育教學(xué)論壇，2019，（22）：147-148.

（責(zé)任編輯：姜秀靚）