《计算机程序理论与模型》课程思政教学设计案例

一、基本信息

项目名称：计算机程序理论与模型

所属专业：计算机科学与技术

课程类别：专业课程

二、教学案例设计思路

“计算机程序理论与模型”课程是计算机科学与技术学科研究生的学位课程之一，其授课内容主要是形式语言与自动机理论部分。计算机科学有两个主要部分：构成计算基础的一些基本概念和模型；第二，设计计算系统的（软件和硬件）的工程技术。本课程作为第一个领域，即构成计算基础的基本概念的引论。形式语言与自动机理论是关于语言语法的数学理论，它是计算机科学理论中的重要组成部分。对形式语言与自动机理论的学习是研究计算模型的需要，可以帮助学生在更深层次理解计算的本质。形式语言与自动机理论的应用也越来越广泛，本课程也为计算机科学与技术学科研究生学习后续专业课程建立必要的基础。另外，形式语言与自动机理论是自然语言理解的理论基础。

三、教学目标

1.知识目标

本课程的内容涉及形式语言和自动机理论两方面的内容，它们构成语言语法计算的数学理论。主要内容包括：有穷自动机和正规表达式、正规集合的性质、上下文无关文法和上下文无关语言、下推自动机、上下文无关语言的性质等。其中，正则语言、上下文无关语言的文法、对应的自动机识别模型及其性质等是本课程的重点内容。

2.思想政治教育目标

在“课程思政”理念下，本课程的教学力求将专业知识、能力培养、价值塑造融合到课程教学中。顺应新时代的要求，落实习近平新时代中国特色社会主义思想和党的二十大精神，坚持正确的政治方向、价值取向和研究导向，确保专业课程教学与思想政治教育同向同行、协同育人。“课程思政”的教学目标主要包括：

（1）坚定理想信念，培养和塑造学生正确的世界观、人生观、价值观。

围绕“培养什么人、怎样培养人、为谁培养人”的教育根本问题，在习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，坚持专业课教学与课程思政同向同行，形成协同效应，深度挖掘课程中的思想政治教育资源，发挥专业课程育人功能。

（2）增强学生时代责任感以及注重科技创新素质培养。

结合形式语言与自动机理论的产生、应用及发展过程，让学生认识到程序理论与模型在计算机领域的重要性。目前，计算机领域仍存在许多“卡脖子”问题急需解决，需要同学们掌握扎实的理论基础和具备较强的实践动手能力，在此基础上勇挑重担，不断创新，攻关难关。在授课过程中注重学生时代责任感和创新素质的培养。

（3）培养学生具有强国意识、自主创新精神。

通过讲解形式语言与自动机理论的发展史及目前国内外应用现状的对比，让学生认识到在基础研究领域和科技创新方面跟美国还是有一些差距，激励学生要有强国意识和自主创新精神。

四、教学方法

讲授和讨论

五、教学重点

通过本课程的教学，使学生较好地掌握形式语言和自动机的基本理论及其相互关系，培养学生的形式化描述能力和抽象思维能力，使学生了解和掌握语言语法问题计算求解的思路，能够运用形式语言与自动机理论处理各种语言一般的语法问题，为后续课程的学习建立必要的形式语言与自动机理论的基础。