融入課程思政理念的搜索引擎技術(shù)課程設(shè)計與教學(xué)實踐

朱凡微，吳明暉，顏 暉

（浙江大學(xué)城市學(xué)院 計算機科學(xué)與工程學(xué)系，浙江 杭州 310015）

0 引言

課程思政作為一種新的課程觀，區(qū)別于集中式、系統(tǒng)化地對思想政治理論進行深入講解的思政課程，提出將思想政治教育融入專業(yè)學(xué)習(xí)的各個環(huán)節(jié)，在專業(yè)知識的傳授過程中倡導(dǎo)核心價值，引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的人生觀、世界觀[1]。在高校專業(yè)課教學(xué)中，如何將專業(yè)知識傳授與思政價值引領(lǐng)有機融合，以實現(xiàn)高等教育傳道授業(yè)的任務(wù)和立德樹人的目標(biāo)，是高校課程思政實踐的核心問題。

1 搜索引擎技術(shù)課程現(xiàn)狀

搜索引擎技術(shù)是計算機科學(xué)技術(shù)的核心課程之一，面向本科三年級學(xué)生開設(shè)，包含32 學(xué)時的理論教學(xué)和32 學(xué)時的實踐教學(xué)。主要知識點包括信息檢索關(guān)鍵技術(shù)、檢索模型、索引機制、排序算法、文本分類聚類、查詢相關(guān)性、搜索評估等。通過對該門課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生能夠深入理解搜索引擎體系結(jié)構(gòu)中的各個組件，搭建滿足特定需求的搜索引擎，并掌握對搜索引擎進行評估的方法；同時，掌握搜索引擎和信息檢索的關(guān)鍵算法和模型，了解該領(lǐng)域的研究前沿，具備對相關(guān)研究課題進行深入探索的能力。

傳統(tǒng)的教學(xué)過程中，以知識點講授和學(xué)生實踐能力培養(yǎng)為主要目標(biāo)，理論課程中講授搜索引擎各個組件的功能實現(xiàn)以及相關(guān)算法模型，實驗課程則由學(xué)生動手編程實現(xiàn)相關(guān)算法模塊。存在的主要問題是教學(xué)效果參差不齊，部分學(xué)生學(xué)習(xí)熱情一般，主動性不足，理論學(xué)習(xí)不求甚解，項目實踐敷衍了事，根本原因在于純粹的知識傳授很難喚起全體學(xué)生的學(xué)習(xí)迫切性以及嚴(yán)肅性，課堂教學(xué)在知識傳授之外的功能沒有得到體現(xiàn)。

2 融入思政元素的搜索引擎技術(shù)課程設(shè)計

課程思政不是簡單的“課程+思政”，而是一種新的教育理念、課程觀[2]。在課程思政理念指導(dǎo)下，對搜索引擎技術(shù)課程教學(xué)目標(biāo)進行更全面具體的定義：一方面，通過思政教育的融入，幫助學(xué)生端正學(xué)習(xí)態(tài)度，提高學(xué)習(xí)熱情，更好地掌握專業(yè)知識，提升實踐探索能力；另一方面，通過核心價值在課堂教學(xué)中的滲透，引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的人生觀、世界觀，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和責(zé)任意識。

在教學(xué)內(nèi)容設(shè)計上，針對課程特點和學(xué)情分析，挖掘思政教育中的相應(yīng)元素和內(nèi)涵，與專業(yè)知識點進行融合凝練。搜索引擎技術(shù)是一門應(yīng)用性較強的課程，學(xué)生除了掌握搜索引擎相關(guān)模型算法外，還需要能夠在實際項目中進行系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計，因此，開發(fā)者的價值取向、責(zé)任擔(dān)當(dāng)、道德情操、團隊合作意識等是思政教育的一個切入點。另外，該課程主要面向高年級學(xué)生開設(shè)，選課學(xué)生已完成專業(yè)必修課學(xué)習(xí)，具有一定的知識儲備和較扎實的編程基礎(chǔ)，且大多具有相關(guān)科研實踐經(jīng)歷，因此，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹求是的科學(xué)作風(fēng)、主動探索的創(chuàng)新能力和鍥而不舍的鉆研精神也是思政教育的一個切入點。具體到各章節(jié)的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計，詳細的思政教育元素融合見表1。

表1 課程內(nèi)容設(shè)計及對應(yīng)思政元素融入

3 融入思政教育的搜索引擎技術(shù)教學(xué)實踐

為有效地實施融匯思政的課堂教學(xué)，可以從術(shù)、法、道3 個層面對教學(xué)內(nèi)容進行梳理、凝練和重塑，采取三位一體、有機結(jié)合的教學(xué)模式。術(shù)，即課程內(nèi)容中涉及的具體知識點，在課程學(xué)習(xí)中學(xué)生需要掌握的專業(yè)知識，如搜索引擎架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)爬蟲算法、搜索結(jié)果排序算法等；法，即通過教學(xué)，學(xué)生掌握的學(xué)習(xí)方法，應(yīng)具備的態(tài)度和學(xué)以致用的能力，如辯證思維、批判思考能力、鉆研精神、發(fā)散思維等；道，即在教學(xué)過程中引導(dǎo)學(xué)生對人生道義的思考和實踐，如在科學(xué)實踐中的求是嚴(yán)謹作風(fēng)、技術(shù)轉(zhuǎn)化上的價值取向、責(zé)任擔(dān)當(dāng)以及道德情操上的自省和養(yǎng)正。在具體的教學(xué)過程中，將從這3 方面組織設(shè)計教學(xué)內(nèi)容，選用合適的教學(xué)方法，以實現(xiàn)知識傳授、能力培養(yǎng)和素質(zhì)提升3 方面的育人目標(biāo)。

在術(shù)、法、道三位一體有機融合的總體框架下，可以綜合采用案例教學(xué)、啟發(fā)式教學(xué)和實踐交互教學(xué)3 種方法進行教學(xué)實踐。

3.1 案例教學(xué)法

案例教學(xué)法是一種以案例為基礎(chǔ)的教學(xué)方法[3-4]。在傳統(tǒng)教學(xué)過程中，案例教學(xué)主要通過教學(xué)案例的編設(shè)，將相關(guān)知識點嵌入教學(xué)案例中，通過對案例的展開討論，逐層深入傳授教學(xué)內(nèi)容。在課程思政指導(dǎo)下的案例教學(xué)，則是通過選擇與課程主題相關(guān)的熱點事件、社會現(xiàn)象、人文知識等，如電影“搜索”中利用搜索引擎進行隱私挖掘的故事情節(jié)，介紹系統(tǒng)推薦內(nèi)容對用戶信息攝取的影響、谷歌和百度創(chuàng)始人的學(xué)術(shù)經(jīng)歷等；通過場景導(dǎo)入的方式，引發(fā)學(xué)生在思政層面上的思考。場景浸入式的案例引導(dǎo)，一方面激發(fā)學(xué)生對后續(xù)教學(xué)內(nèi)容的好奇和興趣，為教學(xué)內(nèi)容的展開做好鋪墊；另一方面喚起學(xué)生的參與感和使命感，以飽滿的精神狀態(tài)、嚴(yán)謹?shù)膽B(tài)度積極主動地進行學(xué)習(xí)探索。

3.2 啟發(fā)式教學(xué)法

啟發(fā)式教學(xué)法是一種以學(xué)生為主體，引導(dǎo)學(xué)生積極、主動、自覺掌握知識的一種教學(xué)方法[5]。在課程思政實踐中，運用啟發(fā)式教學(xué)方法，圍繞課程內(nèi)容設(shè)計環(huán)環(huán)相扣、逐層深入的一系列問題，以問題驅(qū)動的方式引導(dǎo)學(xué)生自主地進行探索；其主要目的不僅在于促進學(xué)生對知識的深入理解，還在于激發(fā)學(xué)生在主動思考過程中開拓思維，培養(yǎng)學(xué)生的觸類旁通、辯證思考等能力以及精益求精、探究根本的科學(xué)精神，以潤物無聲的方式將鉆研精神、求是作風(fēng)等思政元素融入教學(xué)中。

3.3 實踐交互教學(xué)法

上述兩種教學(xué)方法主要是以教師為主導(dǎo)來實施既定的教學(xué)方案。為了更好地掌握學(xué)生的思政動向，在教學(xué)實施中還可以采取一種以學(xué)生為主導(dǎo)、動態(tài)交互的實踐教學(xué)法，即在實踐教學(xué)中，教師針對教學(xué)目標(biāo)設(shè)定一個實踐主題，提供相關(guān)資源，由學(xué)生以小組合作方式進行專題討論和應(yīng)用實現(xiàn)。在實踐教學(xué)中，教師深度參與各小組的討論協(xié)作，通過學(xué)生在頭腦風(fēng)暴中或項目開發(fā)中的具體表現(xiàn)，深入了解學(xué)生的真實觀點、思維特點、行為規(guī)范等，有針對性地進行引導(dǎo)，以實現(xiàn)個性化、差異性的思政教育。另外，實踐交互教學(xué)過程也兼具教學(xué)效果評估的功能，在與學(xué)生交互的過程中可以根據(jù)實時反饋，綜合評估學(xué)生的知識掌握情況、實踐能力和素質(zhì)情操。

4 教學(xué)案例分析

PageRank 算法是教學(xué)大綱第4 章的內(nèi)容，是通過全網(wǎng)鏈接分析來計算網(wǎng)頁重要性、權(quán)威度的經(jīng)典算法，也是谷歌、百度等主流商業(yè)搜索引擎中搜索結(jié)果排序的一個核心要素。傳統(tǒng)的教學(xué)過程主要側(cè)重術(shù)的層面上的知識傳授，即介紹PageRank 算法的應(yīng)用背景、算法框架、偽代碼表示、具體實現(xiàn)及應(yīng)用等。在課程思政教學(xué)改革實踐中，綜合上述3 種教學(xué)法，將思政教育與知識傳授有機融合，具體課程實施如下。

（1）魏則西事件導(dǎo)入。在課程開始時，引入網(wǎng)絡(luò)熱點魏則西事件。在事件回顧中，圍繞一個核心問題組織學(xué)生展開討論，即魏則西事件中搜索引擎起到什么樣的作用。在學(xué)生討論過程中，繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生思考：①搜索結(jié)果對用戶的信息攝取、選擇決策甚至價值取向會產(chǎn)生什么樣的影響；②作為搜索引擎的開發(fā)者，我們希望給用戶展示什么樣的搜索結(jié)果；③理想的搜索結(jié)果應(yīng)具備哪些特點，搜索結(jié)果排序的客觀性、科學(xué)性和哪些因素有關(guān)。

通過一系列問題的思考討論，學(xué)生切身體會到在本堂課中要學(xué)習(xí)的排序技術(shù)在實際應(yīng)用中會產(chǎn)生不可估量的社會影響，從而喚醒學(xué)生的責(zé)任感、敬畏心，讓學(xué)生在思想上做好準(zhǔn)備，以客觀求是、科學(xué)嚴(yán)謹?shù)膽B(tài)度對待將要學(xué)習(xí)的排序算法設(shè)計；同時引出課程的核心知識點——計算網(wǎng)頁重要性、權(quán)威度的PageRank 算法。

（2）級聯(lián)問題設(shè)計。進入課程主體內(nèi)容，針對PageRank 算法理論、模型和應(yīng)用3 部分內(nèi)容，融入相應(yīng)的思政元素，設(shè)計環(huán)環(huán)相扣的級聯(lián)式問題，以問題為核心，啟發(fā)學(xué)生層層深入、主動探索、自主學(xué)習(xí)。以問題為中心的教學(xué)設(shè)計細節(jié)見表2。

（3）實踐交互評估。實踐教學(xué)部分，分主題探討和項目實踐2 個模塊進行。首先，在主題探討模塊，針對課前提供給學(xué)生閱讀的PageRank 算法相關(guān)文獻，圍繞預(yù)留的兩個問題進行頭腦風(fēng)暴。

PageRank 算法為何如此經(jīng)典？該問題的目的在于引導(dǎo)學(xué)生探究PageRank 算法背后的強大理論體系，知其然且知其所以然。結(jié)合論文中闡述的數(shù)學(xué)模型以及相關(guān)工作比較，引導(dǎo)學(xué)生深挖經(jīng)典算法所具備的特點，培養(yǎng)嚴(yán)謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度和探究根本的鉆研精神。

PageRank 算法是否還存在潛在問題，如何優(yōu)化？針對該問題的討論目的在于使學(xué)生明白科研是個不斷深入、創(chuàng)新優(yōu)化的過程。通過引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系實際，討論PageRank 算法在實際網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中存在的問題，思考如何對模型進行優(yōu)化以解決實際應(yīng)用中存在的問題。

表2 級聯(lián)問題設(shè)計與教學(xué)示例

其次，項目實踐模塊通過小組合作的方式，結(jié)合PageRank 及相關(guān)算法設(shè)計實現(xiàn)網(wǎng)頁的綜合排序功能。在項目實踐中，要求學(xué)生明確表述所設(shè)計的排序算法的核心要素、形式化的數(shù)學(xué)模型以及可量化的評估標(biāo)準(zhǔn)，并通過實驗進行結(jié)果評估和優(yōu)化。

在主題探討和項目實踐中，教師深入學(xué)生的頭腦風(fēng)暴和開發(fā)實踐中，不僅可以根據(jù)學(xué)生的動態(tài)表現(xiàn)、個體差異有針對性地進行引導(dǎo)，同時還可以從術(shù)、法、道3 個層面對學(xué)生的知識掌握、學(xué)習(xí)能力、科學(xué)作風(fēng)等進行全面評估，即評估學(xué)生對知識點是否深入理解掌握，并能熟練應(yīng)用；在學(xué)習(xí)過程中是否能主動思考、探索、創(chuàng)新，是否具有科學(xué)嚴(yán)謹?shù)膽B(tài)度和實事求是的作風(fēng)；能否意識到技術(shù)對社會的影響，是否有承擔(dān)責(zé)任、擔(dān)當(dāng)?shù)懒x、傳播正能量、宣揚真善美的自覺性和主動性。

5 結(jié)語

思政融合的搜索引擎技術(shù)課程設(shè)計在教學(xué)實踐中取得了較好的成效，學(xué)生的課堂參與度、活躍度明顯提高，尤其在專題討論中，體現(xiàn)出濃厚的興趣和有深度的思考；項目實踐的創(chuàng)新性和完成質(zhì)量也有明顯提升。課后還有不少學(xué)生主動要求參與課程相關(guān)的科研課題研究中，并在大學(xué)生科研、實踐創(chuàng)新競賽等活動中取得了較好的成績，體現(xiàn)了思政教育的價值引領(lǐng)作用。另外，在一系列隨堂測試、項目階段考核中，學(xué)生總體成績也有穩(wěn)步提升，符合在知識傳授、能力培養(yǎng)層面的預(yù)期，但思政融合的教學(xué)成效全面評估還需結(jié)合學(xué)生的綜合表現(xiàn)、發(fā)展軌跡、社會貢獻等因素，在“大思政”教學(xué)體系中系統(tǒng)化地進行，是一項長期、持續(xù)的工作。