“大思政課”背景下高校“數據結構”課程思政建設路徑研究

侯麗敏，傅繼彬,胡海濤

（河南財經政法大學，河南鄭州450000）

一、引言

2021 年，習近平總書記提出了“‘大思政課’我們要善用之”這一重要論斷。2022 年1 月6 日，教育部舉行了2021—2025 年高校思想政治理論課教學指導委員會成立大會暨工作會議。會上指出，要加快構建“大思政課”格局。在高校打造“大思政課”育人格局，是加強高校思想政治教育的一項系統工程，需要充分調動高校各部門的積極性，分工明確地協同形成強大的思政育人合力。課程思政教師是這個“大思政”隊伍的重要組成部分，非思政課程要與思政課程互促互進，形成協同效應，努力實現“1+1>2”的協同育人效果。[1]近兩年，課程思政在各高校如火如荼地開展，從課堂思政、思政示范課到思政課教學大賽，形式不同，但目標一致，都是為了找到更好的思政建設路徑。“數據結構”是高校計算機專業的一門專業核心課程，該課程不僅在培養學生的高效算法設計能力方面起到重要的作用，同時也是學生今后從事計算機行業相關工作的一塊基石。課程內容涉及數據的邏輯結構、存儲結構、算法分析和設計。課程的知識點多、理論性強、理解難度大，如何才能將課程的思政元素潤物細無聲地融入到課程教學中，在知識傳遞和能力培養的同時，實現對學生的價值塑造，實現“育才”與“育人”相統一，實現“大思政課”格局下的協同育人，是一個值得探討的問題。

二、“數據結構”課程思政建設路徑的提出

許多知網期刊文獻提出了關于“數據結構”課程思政的建設路徑。例如：童蔚蘋等提出了以強國法規教育和踐行工匠精神為主線，在教學過程和教學環節中結合問題求解和項目開發，融入思想政治內容的建設路徑。[2]李志華等提出了將“數據結構”課程部分知識點、案例與課程思政元素相融合進行課程思政建設的方式。[3]王亞麗提出了在教學大綱、教學內容、課堂教學和實驗教學方面融入思政教育的思政實施途徑。[4]王新宇以“圖的最小生成樹”這一知識點為例，介紹了以問題導入、算法介紹、案例設計與分析、總結為主線的數據結構課程思政的教學設計方案。[5]曲超等提出了重視師資隊伍建設和改革思政教育方法的觀點，課程的具體實施采用的是思政目標確立、思政與課程融合的方式。[6]

以上每種方案都有可取之處，但總體存在思政元素挖掘不足以及缺乏思政融入方式多樣性和實踐效果評價的問題。因此，筆者綜合各文獻的建設方案優點，作出了如下的建設路徑規劃。第一，確立課程的思政目標。第二，育人者先育己，非思政教師也要理解思政建設內涵，為思政教學的后繼開展作好充分準備。第三，教師需要立足課程內容，從理論課和實驗課兩個維度在整個知識體系中發現相關的思政元素。第四，要將這些思政元素采用五種方式融入到教學全過程。第五，思政建設效果如何，要在實踐后進行客觀的評估，通過評估形成了前面實踐步驟效果的反饋。五步走形成良性循環，共同促進課程思政建設。

（一）樹立“數據結構”課程思政的建設目標

“數據結構”課程思政的建設目標是課程思政實施的靈魂和導向，決定了整個教學過程實施所能達到的預期效果。以2020 年6 月教育部制定的《高等學校課程思政建設指導綱要》為導向[7]，確定了“數據結構”課程思政建設目標：努力培養學生采用科學的思維方法分析和解決問題的能力，精益求精的大國工匠精神，探求新思路新算法的創新精神，勇攀科學高峰的責任感，科技報國的大國擔當精神，團結協作的職業素養，誠實守信的社會主義核心價值觀以及樹立“四個自信”。

（二）提高任課教師的思政能力

為實現全員育人，課程思政教師要從多方面提高自身思政水平。途徑有很多，比如：與所在學校的思政專業課教師討論，找到課程思政的思路和實施的著力點；遵守學校規章制度，不遲到、不早退；授課時要全心投入到教學中，向學生傳遞正能量，同時教師自身的治學境界要高，要注意不斷提高自身的教學科研水平；閱讀馬克思主義理論書籍，參加思政培訓，關注國內外新聞，以此提升自身思想政治水平和意識，拓寬知識視野和國際視野。

（三）挖掘“數據結構”課程的思政元素

1.理論課思政元素的挖掘。“數據結構”課程理論內容主要包含以下幾點思政元素。

算法評價中蘊含的思政元素。時間復雜度和空間復雜度是衡量算法性能的兩個重要指標，二者是算法中的一對矛盾，往往很難兼顧。馬克思主義唯物辯證法認為，矛盾存在于一切事物中，二者相互依賴，在一定條件下雙方可以相互轉化。作為教師，要引導學生處理好算法中的這一對矛盾，根據實際求解的問題需要，使二者進行合理轉化。

線性表中的思政元素。線性表是一種典型的線性結構。教材上關于線性表的例子有很多，比如英文字母表（a，b...z）、學生名單等，但普遍缺少與中國文化相關的例子，教師可以引入中華文化的重要載體二十四節氣（立春、雨水、驚蟄、春分...冬至、小寒、大寒）作為線性表的典型例子。在課堂上引入類似這樣的與中國文化相關的例子，不僅可以幫助學生理解線性結構，還可以讓學生感受到中國文化之美和中國文化的博大精深。

棧和隊列中的思政元素。以棧形式存儲的數據，要遵循后進先出的規則，而以隊列形式存儲的數據，要遵循先來先服務的規則。教師可以引導學生，指出在計算機世界中有規則，人類社會也需要規則。學生在行使個人權力、享有自由的同時，不能損害他人、集體和國家的利益，要嚴格遵守國家法律、法規，自覺維護社會秩序[8]。

遞歸中的思政元素。如果學生能夠站在計算機的角度思考問題就可以認為該學生具有了“計算思維”。遞歸是“計算思維”中非常重要的思維方式，就是逆向思維。[9]通過遞歸算法設計的教學，培養學生把大問題分解為求解方式相同的小問題，本質就是培養學生的“計算思維”能力。

樹中的思政元素。樹是數據結構中的一種非線性結構。它體現的是數據之間的一種層次結構關系。家譜關系是一種一對多的層次關系。在教學過程中，通過開展上網了解家譜的活動，不僅可以加深學生對樹層次結構的理解，更能加深學生對中華優秀傳統文化的思想精華的了解和其時代價值的體會，從而培養學生的家國情懷、家族觀念、民族觀念。另外，計算機中的森林是一種由多棵樹構成的數據結構。在計算機中可以根據需求對建立的森林進行管理，比如添加和刪除，但是在自然環境保護中是不能隨意砍伐樹木的。教師在課堂上要讓學生意識到隨意砍伐樹木的影響，領會植樹造林的重大意義，樹立正確的人與自然和諧共處的生態文明觀，同時還要積極鼓勵和引導學生參與義務植樹活動，打造青山常在、空氣常新的美麗中國。

圖中的思政元素。圖是一種描述元素之間多對多關系的非線性數據結構，有強大的表達能力。圖的基本概念有很多，教師可以結合“一帶一路”的重要紐帶：中歐班列來幫助學生理解這些概念。比如：如果以滿載率最高的義烏至西班牙馬德里的中歐班列途經的城市比作圖的頂點，城市與城市之間的鐵路路線比作圖的邊，那么這條中歐班列就構成了一個巨大的連通圖。中歐班列不僅為沿線國家帶來了巨大發展機遇，同時又有力支援了國際疫情防控，為推動構建人類命運共同體作出重要貢獻。從圖教學中學生體會到了中國擔當的力量，增強了對中國特色社會主義制度的自信和道路的自信。

圖的算法在實際生產生活中有著非常重要的應用。利用圖的最小生成樹算法，可以建設低成本的通信網絡和交通網絡，進行最佳旅游景點路線規劃，優化城市天然氣管道鋪設布局等；圖的最短路徑算法，可以實現最優的物流運輸的路徑，降低物流成本，還可以應用于自然災害、礦井、航空等突發事件的應急救援，以減少生命及財產損失。通過課堂上教師的介紹，學生了解了不同行業對計算機算法的需求，體會到算法不只是一個用計算機求解問題的指令序列，更是和生活密切相關的、能在關鍵時刻解決實際問題的策略。知識與應用結合可以大大增強學生的職業責任感和使命感。

查找中的思政元素。查找算法有很多，其中利用構建哈希表來實現快速查找，是軟件開發中常用的方式。哈希表是依據哈希函數構建的，在構建過程中，由于查找集或哈希函數選擇的原因，往往會產生沖突，于是就要采用沖突解決策略來解決沖突，從而實現哈希表的構建。《周易·系辭下》中提到，“窮則變，變則通，通則久”。古人的思想精華在哈希表的構建過程中被體現得淋漓盡致。

排序中的思政元素。排序是計算機軟件中的常見功能，數據結構中的排序算法有很多，不同的算法排序規則不同。在講課本排序算法的同時，不妨說一說有趣的漢字排序法。在2022 年北京冬奧會開幕式上，冬奧會參賽國家代表隊的入場順序沒有按照國際上慣用的字母順序的方式進行，而是采用了中國的漢字筆畫排序，通過比較國家和地區漢語名稱筆畫的多少、筆畫的順序以及字形的結構實現排序。漢字排序法在冬奧會的榮耀亮相，在國際賽事中打入了中國印記。通過課堂上的介紹，學生能夠充分體會到隨著祖國的日益強盛，讓我們所擁有的向世界傳遞中國力量堅實的文化自信。

中國計算機科學家奮斗歷程中蘊含的思政元素。榜樣的力量是無窮的。教師要在課堂上介紹專業名人的奮斗歷程，在學生的心中播撒積極向上的種子。“學習強國”APP 的學習平臺上有一個“強國課堂”欄目，匯聚了眾多國內在各自領域作出貢獻的科學家的感人事跡，其中一期介紹了我國青年計算機研發科學家孟祥飛的事跡。他公派赴美留學，學有所成后毅然回國研究中國自己的超級計算機。不畏實驗室建設初期的艱辛和開發路上遇到的各種難題，帶領團隊研發出“國之重器”—“天河一號”。計算機科學家不畏艱辛的研究歷程不僅可以讓學生體會到科學家心懷祖國的家國情懷，同時還可以激發學生孜孜以求、勇攀高峰的奮斗精神，并產生用科技報效祖國的強烈愿望。

2.實驗課思政元素的挖掘。編程可以培養學生精益求精的大國工匠精神。比如：實驗課布置的一些驗證性試驗，難度不大，但要求編程過程要細心，細心到每個字符、每個標點都不能錯。此外，為了培養學生查閱文獻與理論結合實際的能力、團結互助精神和創新意識，實驗課還需要教師布置一些與實際結合的大作業，比如，實現一個校園導航系統和公交路線查詢系統等。教師要及時在課堂上開展誠信道德教育，并以此為契機教育學生從事科學活動應該求真揚善，引導學生要通過自己的努力得到成果，自覺踐行計算機行業的職業規范和職業精神。另外，有產學合作項目的教師，可以通過校企合作的實驗實踐教育，提升學生的綜合素養。

（四）多樣化的思政融入策略

思政的對象是學生，如何將這些思政元素“如鹽化水”般地融合到課程教學各環節之中，如何走入學生內心，讓他們感同身受，是思政建設的重中之重。這個過程，不能生搬硬套，不能簡單說教，使學生失去學習興趣。下面從課程PPT 建設、題庫構建、預習、上課、課后作業和討論五個方面實現在課程教學全過程的思政教育。

1.思政加持的PPT。多媒體課件是課堂教學中非常重要的部分。部分教師采用的課件中只有專業知識，學生會覺得有些枯燥。教師完全可以借助課件進行隱式思政教育。互聯網上提供了海量的免費素材，教師可以有選擇地將一些素材與教學內容組織成可以承載思政元素的教學課件。

2.構建以思政為背景的題庫和案例庫。目前，大多數據結構的習題僅涉及知識測試，很少在題目的設計上融入思政背景，題目的設計除了知識點外，還可以融入行業新技術、正在發生的鮮活時代故事以及正在進行的偉大時代變革等內容。由于題目面向應用和價值塑造，改變了以往題目的單調枯燥，另外題庫的構建也方便了隨堂測試、作業、單元測試、期中期末考試的選題。除了題庫，案例庫也是很有必要構建的。好的案例是知識點和思政元素的最好載體，但好的案例需要每個教師用心積累，并在授課過程中逐步地更新和完善，最終形成一門課程的完整案例體系。構建案例庫不僅方便了教學，同時還會帶來好的教學效果。

3.自主學習—預習任務清單。在新課授課前，教師可以通過學習通向學生推送預習任務清單[10]。教師通過在線課堂的預習可視化統計結果，可以隨時看到學生的預習進度，對于自覺性不夠的學生，教師可以在線發送預習提醒，同時為了督促每個學生進行積極預習，教師也可以將預習情況納入到平時成績的考核中。在預習清單中，可以根據清單知識點設計的思政元素，給學生推送相關的視頻資源，讓學生在線下觀看。該方式不僅可以解決課堂課時有限的問題，同時多渠道、豐富的學習資源，還有助于激發學生的預習興趣、開闊學生視野和培養自主學習能力。

4.融入思政的課堂教學。融入思政的課堂教學，要求教師對每個知識點相應的思政目標、知識目標、能力目標要做到心中有數，并進行合理的教學規劃，然后才是課堂上的教學實施。在教學方法上，可以采用多種教學方法，比如翻轉課堂的教學方法，即課下自主學習，而課上進行測試和討論；對比較難的算法，可以采用PBL 問題式教學法，在課前預習任務清單里布置相關的思考題、微視頻，課堂上學生是帶著問題去聽課、去思考，教學效果就會比直接采用講授法要好。

5.課后作業和線上討論。課后作業是檢驗和鞏固學生學習效果的重要手段，教師可以從事先建立的題目中選題，作業的完成情況也可以納入學生平時成績的考核。另外，教師還可以就某個承載思政元素的話題，利用線上平臺展開討論。一些在課堂上不善言辭的學生往往能夠積極參與到在線討論中。在線上，教師對寫得好的學生要及時點贊或評價，激勵發帖的學生，同時其他學生也可以獲得向同伴學習的機會，討論讓教師了解學生的所思所想，以便下一步更有針對性地開展思政教育。總體上，討論使學生鞏固了知識，活躍了思想，加強了思政教育效果。

（五）評價“數據結構”課程思政建設成效

思政建設效果在河南財經政法大學2022 級計算機專業“數據結構”教學中進行了評測。總體上，在抽象的理論中加入人文情懷，學生上課的出勤率和學習興趣較往屆有明顯提升，變原來的“學生難學”為“學生要學”；課堂互動積極，課堂氛圍好，課堂上教師不僅將知識傳授給學生，還教給學生如何做人、如何做事；學生的隨堂測試分數、課后作業分數、單元測驗和期末考試分數，通過學習通中的可視化分析，平均分數均高于往屆；報名參加藍橋杯、ACM大賽的學生人數在增加，越來越多的學生想通過比賽提升自身的編程水平，反映了學生的學習興趣濃厚，學習內驅力在明顯增強。另外，比賽獲獎的人數也比往屆增多，反映數據結構高水平學生在增多以及學生創新能力和團隊合作能力的增強。

另外，教師利用問卷星制作了課程滿意度調查問卷，學生通過微信掃描作答。根據統計結果中的數據大屏，教師可以了解思政建設的總體成效。從2022 級4個班220 人填寫的調查問卷中抽取一項調查，統計結果如圖1。這項調查是：通過數據結構的學習，你認為對自身幫助較大的方面是什么？問卷星的自動統計結果表明，學生對新的“數據結構”課程的教學實施策略較滿意，尤其是算法分析和設計能力的培養方面與有助于樹立正確的世界觀、人生觀、價值觀兩項的得分較高。

圖1 問卷星問卷調查結果

三、結論

對學生開展思想政治教育，是功在當代，利在千秋的德政工程。在“大思政課”協同育人格局下，高校從行政崗到教師崗，每個教師都肩負著對學生開展思政教育的光榮使命。專業教師不僅要專注于對學生的知識傳播，同時也肩負著立德樹人的根本職責。筆者提出的“數據結構”課程思政建設的五步實施方案在實踐中取得了較好成效，不僅較充分地挖掘了“數據結構”課程知識體系中的思政元素，而且采用多種方式將專業知識體系與思政元素巧妙融合，并以受學生歡迎的方式傳遞給學生，做到了思政教育和專業知識的入心入腦，以及思政效果的可評測，為“數據結構”課程思政提供了可實施的建設路徑。