數據結構課程與課程思政的融合實踐研究

鄧曦輝，韓莉

（晉中學院信息技術與工程系，山西晉中 030619）

1 引言

習近平總書記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整個過程，實現全員育人，全過程育人和全方位育人”[1]。專業課量多面廣，其教學理應是思政教育的主戰場，以堅定的政治方向為核心，將明確的德育元素融入課程的知識傳遞中，與思想政治理論課形成協同效應，塑造學生的思想觀念，培養學生的社會責任感，樹立學生正確的世界觀、人生觀和價值觀，為社會培育德才兼備的高素質人才。

在專業課中實施課程思政，需要教師有“課程思政”觀念，將思政培養目標納入課程教學目標，挖掘課程內容中的思政元素，有目的、有計劃地設計教學環節，靈活組織課堂教學滲透思想政治教育。

2 數據結構課程的思政總線設計

計算機的應用已深入社會的各行各業，我國的科技水平也越來越高，但我國在一些核心技術的自主研發上與世界頂尖水平仍然存在一定的差距。堅定信念是自主創新的原動力，自主創新需打破思維定式敢于提出創新的想法、需要不急不躁的耐心和追求卓越的品格，更需要群策群力，發揮集體智慧和集體力量[2]。

計算機專業的學生是建設科技強國的主力軍，肩負著自主創新的歷史使命。應用型大學的學生普遍表現出明確的目的性，更希望能多學習一些應用技術，以提升自身競爭力，應對畢業后的工作和社會需求，甚至不少學生的價值觀是“專業能力等于一切”。因此，課程思政在計算機專業課程中實施尤為重要。

數據結構作為計算機領域一門重要的專業基礎課，主要講解計算機非數值程序設計中的相關理論和技術，包括線性表、棧、隊列、樹、圖等的邏輯結構、存儲結構和運算，查找和排序兩種典型的技術，為學生能解決復雜工程問題奠定堅實基礎。

數據結構課程響應黨中央加強高校思想政治工作的要求，嚴格落實黨的教育方針政策，充分利用好課堂教學主渠道，開展“以學生為中心”的教學，以立德樹人為導向，在課程知識傳授和能力培養中實現價值引領，做好鑄魂育人工作。作為高校專業課的教師體現新時代的責任擔當與職責操守，積極傳播馬克思主義的基本立場、觀點和方法，體現實踐發展中的馬克思主義中國化成果，弘揚社會主義核心價值觀，主動了解學生思想動態，積極服務學生的精神文化需要，滿足學生成長成才的迫切需要，幫助學生筑牢意識形態根基，樹立正確的、積極向上的、有助于自身健康成長和社會需要的人生觀、世界觀和價值觀。

鑒于計算機專業發展迅猛，學生普遍表現出的認知，理工科偏重講解理論和技術的課程特點，數據結構課程把立德樹人與鑄魂育人作為課程教學的主線，把意識形態責任制作為課程教學不可逾越的紅線，把“以學生學習和發展為中心”的教育教學理念作為課程教學的生命線[3]，著力聚焦培養學生的計算思維和工程素養、創新意識和團隊意識，提升學生的創新能力、團隊合作能力，錘煉精進品格，打磨工匠精神。

3 數據結構課程思政總體方案

在數據結構課程中如何融入課程思政，筆者進行了一系列的探索和實踐，提出了如圖1所示的數據結構課程與思想政治育人相融合的總體方案[4]。按照課程思政的教學理念，修改數據結構教學大綱，把課程思政教學設計作為關鍵核心工作，深挖課程的思想政治教育元素，將思政教育的“鹽”，融入課程教學的“湯”中。靈活運用多種教學形式，采用顯性教學和隱性教學相結合的方式，尋求多樣性載體，增強課程思政教學的親和力、吸引力，發揮課堂教書育人的主渠道主陣地，使價值引領真正在數據結構課程中落地、生根、發芽。優化評價體系反饋思政教學成效，發掘學生全面發展的內在需求動力，增強學生的獲得感，推動教師在專業發展中的思想政治工作能力，實現全員全課程的育人功能。

圖1 數據結構課程思政總體方案

3.1 在數據結構教學目標中加入思政目標

數據結構的特點是理論邏輯性強、內容高度抽象，需要較高的理論演繹和邏輯思維能力，較強的實踐性。通過數據結構的教學，學生能闡明典型數據結構、查找和排序算法的基本原理，能夠分析給定數據結構和算法的時間復雜度和空間復雜度，具備依據實際問題需求進行分析數據、合理組織數據并有效存儲數據的能力，能夠針對實際問題識別關鍵環節，提出解決方案，進行算法設計編寫程序，最終得到正確結果[5]。

數據結構引導大學生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀，培養他們理論聯系實際進行思考，運用馬克思主義哲學的科學世界觀和方法論解決問題的能力。訓練學生的計算思維、科學思維，引導學生突破傳統思維，激勵自主創新；培養學生的工程素養，鼓勵追求卓越，弘揚工匠精神；營造合作氛圍，增強團隊意識；感召以祖國為傲的愛國情懷，強化科技報國的責任感，培育并踐行社會主義核心價值觀。

3.2 挖掘數據結構教學內容中的思政元素

課程思政要把鑄魂育人的“鹽”有機溶入課程體系的“湯”中，教師不能只做傳授知識的教書匠，而要成為塑造學生品格、品行和品位的“大先生”。教師要增強課程思政觀念，強化育德意識，提高思想政治工作能力，充分發掘學生的內在需求動力，緊密結合學生普遍的認知特點和學習興趣，豐富多學科交叉融合的教學方法，不斷提高專業功底和教學技能，以課程知識為載體，以有機嵌入為路徑，挖掘課程的思想政治教育元素，發揮課程本身蘊含的價值作用。數據結構課程的部分思政元素設計如表1所示。

表1 數據結構課程思政元素的設計

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在講授線性表的各種存儲結構時，重點指出每一種存儲方式的提出，都是為了克服已有存儲結構的缺點，加強學生的計算思維、創新思維，引導學生具體問題具體分析，找準問題核心，提出最好的解決方案。遞歸是解決問題的基礎工具，在講解遞歸思想時，可把遞歸的出口類比為個體的所作所為，而所有重大的改革和發展最終都是眾多個體合力的結果，引導學生對推動社會貢獻自己的一份力，要注重提高自己和別人進行團隊合作的能力。對于最小生成樹，通常教師講解用最小代價構建交通網，由此引入鐵路進藏，在世界屋脊修建“幸福天路”，通過介紹最小生成樹在其他領域的應用，引入國家在電網、通信等領域取得的成就，感召學生以祖國為傲的愛國情懷，引導學生尋找最小生成樹的現實意義，增強學生學以致用，將來科技報國的責任感[6]。

運用數據結構知識解決問題，不僅要求代碼能夠正確運行，還要有良好的時間復雜度和空間復雜度。通過分析冒泡排序的時間復雜度，再從多個角度改進冒泡排序；用同一組隨機生成的數據（數據規模N在10萬以上），讓學生觀察不同排序算法的時間；學生在編程實踐期間需改正一個又一個的錯誤，解決一個又一個的問題等，可充分培養學生勇于克服困難，一絲不茍、精益求精追求卓越的工匠精神。

3.3 在數據結構教學全過程中實施思政育人

為達成知識、能力和素質等多方面的課程目標，改革傳統的教學方法，構建以學生為中心的線上線下、課內課外、理論實踐多維融合的新型學習模式，激發學生的主動性、積極性。

在超星學習通平臺建設了立體的全方位的教學資源，采用翻轉課堂教學模式，利用線上資源指導學生在課前自主學習基礎理論知識，引導學生充分參與討論，生生互評、教師點評，拓寬了教學時間，延伸了教學空間，使學生具備規劃和管理時間、利用資源自主學習的能力，全面提高學生的自學、自控和自省能力。

學生帶著問題走進線下課堂，進行案例分析和講解的綜合學習。課堂教學多以小組合作形式展開，通過任務驅動、啟發引導，采用“查”“演”“論”的教學方法：引導學生查閱資料、提出解決方案，上講臺演講闡述想法與觀點，加強思想交流，展示學習成果，把成果寫成小論文。教學過程還采用“講”“釋”“做”的教學方法：課堂上老師講與專業知識關聯的科技內容或背景故事，解釋學生提出的問題，引導學生課后做調研、實踐，甚至制作微視頻等。綜合提高學生分析問題和解決問題的能力，全面實現價值引領和立德樹人。

在教學課件中插入與課程內容和思政主題相關的圖片，建立二者的緊密關聯性。教學中播放與科技、代表性人物、里程碑事件相關的視頻，提升學生學習興趣的同時，潛移默化地使學生從故事中升華思想和精神。

線下綜合實踐需小組成員通力合作，完成從分析問題、任務分工、編碼、聯調、測試及匯報的全部任務。鼓勵學生在解決問題的過程中嘗試創新，在挑戰中塑造追求卓越的工匠精神，提升團隊協作精神。

課程設計環節，創設軟件企業開發情境，開展敬業、守法、誠信等道德教育，引導學生踐行社會主義核心價值觀。

3.4 優化數據結構教學評價體系檢驗思政教育成效

筆者從2019年開始探索數據結構的課程思政教學，為了衡量課程目標的達成情況并能持續改進課程質量，建立了線上線下混合式的全課程、多維度的課程思政教學評價體系。

為教學的課前、課中和課后三個環節設計明確的評價方式，利用信息化手段確定評價數據來源，形成教學全覆蓋的過程性評價。期末考試增加與思政相關的試題內容作為考核標準，形成結果性評價[7]。

探索多維度評估課程思政目標的達成度，增加學生對課程的評價。線下讓學生主觀評價課程思政元素及授課方式，召開學生座談會讓學生代表反映思政教育的整體情況。學生總體表示數據結構課程思政的教學有一定廣度和深度，有較強的親和力，對專業知識的深入理解和拓展有很大幫助。線上通過學習通給學生發布課程思政滿意度投票問卷，表2數據顯示學生的滿意度均超過了90%，2020年的各項數據比2019年都有提升，說明大部分學生的學習獲得感較強。

表2 課程思政滿意度投票結果

通過對比課程思政前后學生在學習通上的學習行為數據，包括簽到情況、參加討論的次數、作業和測試成績等，發現在實施數據結構課程思政之后，出勤率和討論次數提高明顯，學生完成作業的質量、測試成績也都有很大程度的提高。結果表明數據結構課程思政能有效激勵學生學習，提升學習成效。

數據結構的課程思政教學實踐，為保障更好的課程目標達成度，在思政元素的挖掘、切入點、切入方式，全過程考核模式的優化等方面仍需持續改進。

4 結束語

在習近平新時代中國特色社會主義思想的指導下，數據結構課程在知識傳授、能力培養中實現價值引領，堅持課程思政教育的先進理念，采用課程思政教育的科學方法，大膽進行課程思政教育的實踐創新[8]，實現了專業培養和思政教育的雙重目標，取得了較好的教學成效，為計算機專業課實施課程思政提供了參考。

計算機技術快速更新迭代，為社會培育高專業素質人才的同時，更要注重人才德育素養的培育，為實現切合專業特色和課程特點的課程思政仍需不斷探索與研究。