新工科背景下計算機類專業課程思政建設思路與實踐路徑探索
——以“數據結構”課程為例

湯 琳，周 鵬，洪 玲

(綿陽師范學院，四川綿陽 621000)

一、引言

習近平同志在全國高校思想政治工作會議上指出“要堅持把立德樹人作為中心環節，把思想政治工作貫穿教育教學全過程，實現全程育人、全方位育人，努力開創我國高等教育事業發展新局面”[1]。受計算機類專業學科特點影響，學生多為科學和工具理性的思維方式，對人文精神的價值理性和人文社科類課程普遍重視不夠。學生對作為高校立德樹人主渠道的思政課程存在不同程度的學習態度消極被動情況，認為對自己的專業及就業幫助不大。高校的常規培養方案中，專業課程課堂教學比例大幅超出思政課程，從2018年高校師生思想政治狀況滾動調查結果可以看出，專業課教師對學生思想言行和成長影響最大。因此需要把思政課程與課程思政兩者緊密結合[2]，堅持顯性教育和隱性教育相統一。各門課要守好一段渠、種好責任田，各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協同效應[1]。

課程思政沒有通用模式，需要專業教師在課程教學中結合課程特點不斷挖掘思政元素并有機融入專業教學。計算機類專業課程的教學內容大多以自然科學的基礎理論和實際應用為主，如何讓思政教育和價值引領像“空氣”一樣無處不在，計算機類專業課程思政建設存在的問題及實踐路徑又是什么，新工科背景下計算機類專業德育培養新模式如何構建等問題都值得研究和探索。之所以以“數據結構”為突破口，是因為該課程作為計算機類承上啟下的專業核心課程，具有極強的代表性，是學科競賽、專業筆試面試、研究生錄取考試的重要內容，具有受眾面廣、受重視程度高和專業性強等特點(見圖1)，也具有以該課程為中心建設其前導和后續課程群的輻射和示范作用。因此本文將從課程目標的梳理、建設思路、教學效果、示范輻射四個方面介紹其實踐路徑，發揮該門課程作為一門高校思想政治教育隱性課程的深化和拓展作用，在知識傳授中強調主流價值引領。與思想政治理論課顯性育人課程相結合，使思想政治理論教育與專業教育協調同步、相得益彰[3]。

圖1“數據結構”與相關課程的關聯及其在計算機學科中的重要地位

二、計算機類專業課程思政建設過程中存在的問題

“堅持教書和育人相統一”是黨和國家對高校培育中國特色社會主義事業合格建設者和可靠接班人提出的重要要求之一。國內計算機類專業的課程思政建設現狀與黨和國家要求實現的目標還有較大差距，主要表現為：

(一)教書和育人的內在統一亟待加強

從教育主體的維度來看，專業教師對課程思政的重要性和必要性認識不足，沒有深刻理解課程思政是解決“首要問題”的根本舉措，是構建“兩個體系”的有效切入，也是完善“三全育人”的重要方面[4]。仍然部分存在著“育人就是思想政治課的事情，與專業課程無關”的錯誤觀念。教師應該把育人放在第一位，在傳授專業知識和技能的同時，更加注重價值引領和情感熏陶，真正實現立德樹人。一方面，正確認識課程思政與思政課程不僅對教育的根本問題的回答是一致的，而且兩者是顯性與隱性的關系，有利于把育人效果發揮到最大[5]；另一方面，課程思政對教師的綜合素質能力和專業熟悉程度提出了更高的要求，需要進一步加強教師對人才培養目標的深入理解和對國家方針政策的準確認知[6]。教師需要提升育德能力，在教學前更精心地進行授課環節的設計，實現知識傳授與價值引領的“有機”結合。

(二)知識教育與價值教育的內在契合度不夠

從價值導向的維度來看，課程思政改革要努力實現知識教育與價值教育的內在契合[7]。目前大多數教師在課堂中結合專業知識講授過社會主義核心價值觀、“厲害了，我的國”、兩彈一星的科學家精神等內容，但形式過于生硬，有機融合程度不高，大多反應為知識傳授與價值引領的內在契合度不夠，挖掘不充分、不系統，沒能做到潛移默化、潤物無聲。因此需要教師更為系統地研究專業內容，深入挖掘思政元素要點，努力尋找專業學科知識體系與德育知識體系的有機融入點，并結合課程思政的建設目標，總結建設路徑和方法，達到育人效果，強化帶頭示范作用。

(三)課程思政學科內系統性謀劃不足

從目標協同的維度來看，課程思政改革要實現各類課程同向共進[7]。目前雖然有多門專業課程都在進行課程思政的建設，但從學科整體來看，相互間的聯系緊密度不夠，未能較好地通盤考慮、系統謀劃，不能很好地適應新工科背景下計算機類專業發展趨勢。這就要求教師要在構建新工科大背景下不斷探索計算機類專業德育培養新模式，要不斷提升政治站位，統籌規劃，整體建設。從專業課程、相關系列課程群、整個課程體系、專業培養方案四個層次進行系統思考謀劃，以實現計算機類專業課程的課程思政效果的聚合效應。

三、重構“數據結構”課程目標

從課程思政的理念出發，課程教學與課程思政融合要契合專業人才培養目標，尋找專業學科知識體系與德育知識體系的合理融入點。根據“數據結構”課程的人才培養目標，明確該課程的知識、能力和素養目標，挖掘思政元素，在課堂教學中有機融入課程思政理念，使課程專業教學與思政課程同向同行，形成協同效應，踐行“三全育人”模式，培養具有“新時代、新思想、新實踐，唯物辯證法的根本觀點，社會主義核心價值觀，自信發展和創新精神，嚴謹求實的職業精神”和“三熟、三能、三有”德才兼備的新工科人才(見圖2)。

圖2“數據結構”課程目標

四、“數據結構”課程思政建設思路

課程思政改革的推進路徑，在教學理念上要注重系統架構，突出課程思政的立體化滲透[8]。綿陽師范學院信息工程學院“數據結構”專業課程思政建設采用了CRPE四項規劃的建設思路，即課堂(Course)、教學資源(Resource)、實踐(Practice)及評價與反饋(Evaluation)(見圖3)。同時，教師在該課程的課堂教學過程中采取了“點線面體” 的課程思政四維設計模式，以實現思政元素和專業教學的有機融合，實現專業講授和價值引領的有機統一。

圖3 CRPE四項規劃

(一)“點線面體”四維模式設計的課堂教學

課程建設從契合專業人才培養和專業能力素質的要求出發，重組了知識模塊、延伸廣度、解讀深度、發掘德育元素，將思政教育元素有機融入專業知識點。提出了挖掘“思政教育點”，梳理“思政教育線”，整合“思政教育面”，構建“思政教育體”的“點線面體”四維課程思政設計新模式(見圖4)。

圖4“點線面體”四維課程設計模式

1.挖掘“思政教育點”和梳理“思政教育線”。課程教師從各章節的知識點中挖掘出蘊涵的思政教育元素，即“思政教育點”，并將分散但相同的“思政教育點”梳理成“思政教育線”。其中挖掘“思政教育點”采用“專業課教師+思政課教師+學生”三促進的方式。專業課教師采用集體備課和教學反思，通過挖掘——融入——再挖掘動態迭代過程，不斷優化；思政課老師與專業課教師結對子，完成“思政教育點”的設計和統籌等；學生參與大討論、大分享，促進課程思政的有機融入。

專業知識點中挖掘的“思政教育點”和梳理的“思政教育線”主要有：課程內容中蘊含的哲學思想與元素，啟發并樹立歷史、辯證、系統、創新的科學思維；講好學科發展史、大師成長歷程、教師個人經歷等故事，感受艱苦奮斗、嚴謹求實等精神，激發專業學習熱情；宣講行業規范、職業道德，社會責任感、工匠精神、團隊協作、質疑與探索等內容，從學生時代就樹立好奉獻精神和行業準則意識；緊跟時代步伐，講述我國在網絡安全、人工智能，物聯網等領域所取得的成就，強化新時代新青年的使命與擔當。

2.整合“思政教育面”和構建“思政教育體”。從“思政教育點”到“思政教育線”，整理聚合為“思政教育面”，內容主要圍繞新時代、新思想、新實踐，唯物辯證法的根本觀點，社會主義核心價值觀，自信發展和創新精神，嚴謹求實的職業精神五大價值板塊內容。

在實現“思政教育面”融合之后，課程將通過PBL、TPSR、工作過程導向式教學、案例教學、遞進式算法教學和翻轉課堂等教學方法和教學手段實施設計構想，構建了“思政教育體”，既提升了教師教書亦育人的意識和水平，同時也達到了專業課程課程思政“立德樹人”的目標，實現了“專業傳授與價值引領”同行同向的目的。

3.確保有機融入的執行計劃保障。為確保“點線面體”四維課程思政設計新模式執行的有效性和融入的有機性，現以“數據結構”第1章為示例，從課時安排、授課內容、思政教育元素(點&線)、思政價值模塊(面)和教學方法及模式(體)五大方面描述執行細節(見表1)。課程的其余各章節執行計劃按同樣方法構建和執行。

表1第一章 課程思政“點線面體”四維課程設計執行計劃示例

(二)梳理明晰且嚴格執行的教學資源

在上述課程思政“點線面體”四維課程設計的基礎上，系統梳理課程標準、教學日歷、教書育人計劃、教案等融入思政教育元素的課程資料，并在建設過程中總結提煉教育成果典型案例，生成課程現場示范教學視頻，結合精品在線開放課程的建設逐步上線推廣(見表2)。

表2示范教學視頻"點線面體"四維課程設計執行計劃

續表2：

課堂授課內容思政教育元素(點&線)思政價值模塊(面)教學方法和模式(體)3.單鏈表的插入順序表插入“依次后移”社會主義核心價值觀(和諧、友善);新時代、新思想、新實踐(大局意識)案例教學單鏈表插入算法“進化”過程(v1.0-v3.0)嚴謹求實的職業精神遞進式算法教學、PBL單鏈表頭指針的功能新時代、新思想、新實踐(不忘初心、回歸本分)遞進式算法教學、PBL順序結構和鏈式結構的比較唯物辯證法基本觀點PBL、翻轉課堂4.單鏈表的“進化”單鏈表的“進化”過程(指針域和數據域)嚴謹求實的職業精神遞進式教學、PBL構建雙向鏈表社會主義核心價值觀;唯物辯證法的根本觀點PBL、翻轉課堂5.循環隊列隊列概念先進先出(FIFO)社會主義核心價值觀(文明、和諧和友善)案例教學隊列順序結構分析嚴謹求實的職業精神遞進式算法教學、PBL判斷循環隊列“滿”和“空”新時代、新思想、新實踐(大局意識和犧牲精神)遞進式算法教學、PBL

(三)外延拓展的第二課堂

除挖掘課堂教學內容所承載的思政元素外，課程還不斷拓展育人渠道，探索社會資源、校企合作、實習實踐基地、社區體驗等第二課堂的融入式設計，實現知行合一(見表3)。

(四)多維多主體的效果評價與反饋

課程建立了系統的課程評價與反饋機制，采用多維度指標設計和多主體(學生、同行、外部)參評的系統課程評價與反饋機制，進行問卷分析，為教學改革提供定量依據；通過班級學習委員、小組進行課程總結并提供反饋，為教學改革提供定性依據；與此同時加強授課教師逐步完善教學過程的記錄和行為學觀察。

五、課程的教學效果評價

課程思政的基礎在課程，沒有真正有機融合且嚴格執行的課程思政設計就達不到良好的課程思政效果。“數據結構”課程在近三年的執行中取得了較為顯著的成效。

(一)立德樹人成果顯著

1.通過對授課前后學期數據采樣分析，可以看出抽樣班級的班級學風進一步端正并發揮了輻射作用，出現了出勤率“大于”100%的情況(本班滿勤，還有外班和外院同學旁聽)；從學生課程情況反饋中可以得出，通過課程的學習，全班同學在專業學習和思想品德方面都有較大的正向變化，專業學習和思想素質得到提升。

2.通過問卷調查，抽樣班級中86.84%的同學提升了學習積極性，81.58%同學激發了學科競賽、考研、創新創業的參與熱情。通過對比授課前后學期的學生綜合素質測評、程序設計類課程成績、參加學科競賽人數數據，可以得出學生學業成績有提升、思想受教育。

(1)綜合素質測評大幅提升，最高提高了4倍以上，全班綜合測評成績平均分增長105.96%。(見圖5、圖6)

圖6抽樣班綜合測評平均分兩期比較

(2)學生在程序設計類課程的平均分有顯著提升，從75.45提升到81.36，增幅為7.83%。全班學習“數據結構”的積極性高，期末綜合成績平均分為86.3。同時數據可見，課程激發了學生參加學科競賽的熱情，由開課前的1位同學參與變成了12位同學參與，參賽人次增加了11人次。(見圖7、圖8)

圖7抽樣班學生程序能力課程數據兩期比較

圖8抽樣班學科競賽數據兩期比較

(二)教學評價認可度高

課程通過多維度設計評價指標(學生問卷由課程滿意度、教學方式、價值引領和促進專業學習等方面組成)，多主體(學生、同行和外部)參與問卷，由定量分析數據進行了效果統計(見表4)。

表4課程思政示范課程——“數據結構”教學效果評價數據分析

1.從多維度指標評價數據可以得出，課程思政的教學目標達成度較高，基本實現了預定的教學目標。同時，從多主體參與的問卷評價可以得出，學生及同行對課程的滿意度和認可度也較高，認為教學設計合理，方法靈活，實現了思政元素的有機融合，達到了育人效果。

2.從數據整體上看，在價值引領方面效果顯著并實現了思想政治教育元素的有機融合方面，學生評價有機融合達97.37%，同行評價有機融合達100%。由此可見，系統、全面和深入地挖掘“思政教育點”，梳理“思政教育線”，整合“思政教育面”，構建“思政教育體”的“點線面體”的課程思政四維設計新模式是達到有機融入的基礎和保障。

3.從“提高學習積極性、激發學科競賽等熱情”兩個數據看，課程在突破單一專業課“點”的建設，“彈性”推廣到相關課程群乃至整個課程體系方面取得了一定成效。

六、課程的示范輻射效果

課程團隊注重課程思政建設的示范輻射作用，主要從專業教研室和“雙帶頭人”教師黨支部書記工作室內部、學院內各個專業間、校內座談與示范宣講、校外學習交流等4個層次積極開展各級各類課程分享交流活動。近5年來，課程團隊總教授課時數達904課時、人數達548人，課程網絡訪問近萬次，立德樹人效果顯著。同時，結合精品在線開放課程的上線，課程的課程思政設計亦得到推廣，目前選課人數累計共有12所學校的2 000余人。

采用CRPE四項規劃的建設思路和“點線面體”的課程思政四維設計模式的“數據結構”專業課程思政建設，落實了立德樹人根本任務，實現了知識傳授和價值引領的有機融合，使專業課與思政課同行同向，突破單一專業課“點”的建設，“彈性”推廣到相關課程群乃至整個課程體系，實現了豐富“三全”育人模式內涵，培育“三熟、三能、三有”的德才兼備的新工科人才之目的。伴隨著2020年1月課程團隊獲得四川省課程思政示范課程立項，“數據結構”的課程思政將繼續在如何設計更加科學的評價體制，如何更為有效地突破單一課程點進行探索，為形成專業課程群課程思政建設方案，系統地挖掘、凝練本專業培養方案的總體價值引領，構建新工科背景下計算機類專業德育培養新模式等方面為課程思政建設提供思路和實踐示范。