数据结构课程与课程思政的融合实践研究

2022-09-22邓曦辉韩莉

电脑知识与技术 2022年23期

邓曦辉，韩莉

（晋中学院信息技术与工程系，山西晋中 030619）

1 引言

习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上指出“要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学整个过程，实现全员育人，全过程育人和全方位育人”[1]。专业课量多面广，其教学理应是思政教育的主战场，以坚定的政治方向为核心，将明确的德育元素融入课程的知识传递中，与思想政治理论课形成协同效应，塑造学生的思想观念，培养学生的社会责任感，树立学生正确的世界观、人生观和价值观，为社会培育德才兼备的高素质人才。

在专业课中实施课程思政，需要教师有“课程思政”观念，将思政培养目标纳入课程教学目标，挖掘课程内容中的思政元素，有目的、有计划地设计教学环节，灵活组织课堂教学渗透思想政治教育。

2 数据结构课程的思政总线设计

计算机的应用已深入社会的各行各业，我国的科技水平也越来越高，但我国在一些核心技术的自主研发上与世界顶尖水平仍然存在一定的差距。坚定信念是自主创新的原动力，自主创新需打破思维定式敢于提出创新的想法、需要不急不躁的耐心和追求卓越的品格，更需要群策群力，发挥集体智慧和集体力量[2]。

计算机专业的学生是建设科技强国的主力军，肩负着自主创新的历史使命。应用型大学的学生普遍表现出明确的目的性，更希望能多学习一些应用技术，以提升自身竞争力，应对毕业后的工作和社会需求，甚至不少学生的价值观是“专业能力等于一切”。因此，课程思政在计算机专业课程中实施尤为重要。

数据结构作为计算机领域一门重要的专业基础课，主要讲解计算机非数值程序设计中的相关理论和技术，包括线性表、栈、队列、树、图等的逻辑结构、存储结构和运算，查找和排序两种典型的技术，为学生能解决复杂工程问题奠定坚实基础。

数据结构课程响应党中央加强高校思想政治工作的要求，严格落实党的教育方针政策，充分利用好课堂教学主渠道，开展“以学生为中心”的教学，以立德树人为导向，在课程知识传授和能力培养中实现价值引领，做好铸魂育人工作。作为高校专业课的教师体现新时代的责任担当与职责操守，积极传播马克思主义的基本立场、观点和方法，体现实践发展中的马克思主义中国化成果，弘扬社会主义核心价值观，主动了解学生思想动态，积极服务学生的精神文化需要，满足学生成长成才的迫切需要，帮助学生筑牢意识形态根基，树立正确的、积极向上的、有助于自身健康成长和社会需要的人生观、世界观和价值观。

鉴于计算机专业发展迅猛，学生普遍表现出的认知，理工科偏重讲解理论和技术的课程特点，数据结构课程把立德树人与铸魂育人作为课程教学的主线，把意识形态责任制作为课程教学不可逾越的红线，把“以学生学习和发展为中心”的教育教学理念作为课程教学的生命线[3]，着力聚焦培养学生的计算思维和工程素养、创新意识和团队意识，提升学生的创新能力、团队合作能力，锤炼精进品格，打磨工匠精神。

3 数据结构课程思政总体方案

在数据结构课程中如何融入课程思政，笔者进行了一系列的探索和实践，提出了如图1所示的数据结构课程与思想政治育人相融合的总体方案[4]。按照课程思政的教学理念，修改数据结构教学大纲，把课程思政教学设计作为关键核心工作，深挖课程的思想政治教育元素，将思政教育的“盐”，融入课程教学的“汤”中。灵活运用多种教学形式，采用显性教学和隐性教学相结合的方式，寻求多样性载体，增强课程思政教学的亲和力、吸引力，发挥课堂教书育人的主渠道主阵地，使价值引领真正在数据结构课程中落地、生根、发芽。优化评价体系反馈思政教学成效，发掘学生全面发展的内在需求动力，增强学生的获得感，推动教师在专业发展中的思想政治工作能力，实现全员全课程的育人功能。

图1 数据结构课程思政总体方案

3.1 在数据结构教学目标中加入思政目标

数据结构的特点是理论逻辑性强、内容高度抽象，需要较高的理论演绎和逻辑思维能力，较强的实践性。通过数据结构的教学，学生能阐明典型数据结构、查找和排序算法的基本原理，能够分析给定数据结构和算法的时间复杂度和空间复杂度，具备依据实际问题需求进行分析数据、合理组织数据并有效存储数据的能力，能够针对实际问题识别关键环节，提出解决方案，进行算法设计编写程序，最终得到正确结果[5]。

数据结构引导大学生树立正确的世界观、人生观和价值观，培养他们理论联系实际进行思考，运用马克思主义哲学的科学世界观和方法论解决问题的能力。训练学生的计算思维、科学思维，引导学生突破传统思维，激励自主创新；培养学生的工程素养，鼓励追求卓越，弘扬工匠精神；营造合作氛围，增强团队意识；感召以祖国为傲的爱国情怀，强化科技报国的责任感，培育并践行社会主义核心价值观。

3.2 挖掘数据结构教学内容中的思政元素

课程思政要把铸魂育人的“盐”有机溶入课程体系的“汤”中，教师不能只做传授知识的教书匠，而要成为塑造学生品格、品行和品位的“大先生”。教师要增强课程思政观念，强化育德意识，提高思想政治工作能力，充分发掘学生的内在需求动力，紧密结合学生普遍的认知特点和学习兴趣，丰富多学科交叉融合的教学方法，不断提高专业功底和教学技能，以课程知识为载体，以有机嵌入为路径，挖掘课程的思想政治教育元素，发挥课程本身蕴含的价值作用。数据结构课程的部分思政元素设计如表1所示。

表1 数据结构课程思政元素的设计

在讲授线性表的各种存储结构时，重点指出每一种存储方式的提出，都是为了克服已有存储结构的缺点，加强学生的计算思维、创新思维，引导学生具体问题具体分析，找准问题核心，提出最好的解决方案。递归是解决问题的基础工具，在讲解递归思想时，可把递归的出口类比为个体的所作所为，而所有重大的改革和发展最终都是众多个体合力的结果，引导学生对推动社会贡献自己的一份力，要注重提高自己和别人进行团队合作的能力。对于最小生成树，通常教师讲解用最小代价构建交通网，由此引入铁路进藏，在世界屋脊修建“幸福天路”，通过介绍最小生成树在其他领域的应用，引入国家在电网、通信等领域取得的成就，感召学生以祖国为傲的爱国情怀，引导学生寻找最小生成树的现实意义，增强学生学以致用，将来科技报国的责任感[6]。

运用数据结构知识解决问题，不仅要求代码能够正确运行，还要有良好的时间复杂度和空间复杂度。通过分析冒泡排序的时间复杂度，再从多个角度改进冒泡排序；用同一组随机生成的数据（数据规模N在10万以上），让学生观察不同排序算法的时间；学生在编程实践期间需改正一个又一个的错误，解决一个又一个的问题等，可充分培养学生勇于克服困难，一丝不苟、精益求精追求卓越的工匠精神。

3.3 在数据结构教学全过程中实施思政育人

为达成知识、能力和素质等多方面的课程目标，改革传统的教学方法，构建以学生为中心的线上线下、课内课外、理论实践多维融合的新型学习模式，激发学生的主动性、积极性。

在超星学习通平台建设了立体的全方位的教学资源，采用翻转课堂教学模式，利用线上资源指导学生在课前自主学习基础理论知识，引导学生充分参与讨论，生生互评、教师点评，拓宽了教学时间，延伸了教学空间，使学生具备规划和管理时间、利用资源自主学习的能力，全面提高学生的自学、自控和自省能力。

学生带着问题走进线下课堂，进行案例分析和讲解的综合学习。课堂教学多以小组合作形式展开，通过任务驱动、启发引导，采用“查”“演”“论”的教学方法：引导学生查阅资料、提出解决方案，上讲台演讲阐述想法与观点，加强思想交流，展示学习成果，把成果写成小论文。教学过程还采用“讲”“释”“做”的教学方法：课堂上老师讲与专业知识关联的科技内容或背景故事，解释学生提出的问题，引导学生课后做调研、实践，甚至制作微视频等。综合提高学生分析问题和解决问题的能力，全面实现价值引领和立德树人。

在教学课件中插入与课程内容和思政主题相关的图片，建立二者的紧密关联性。教学中播放与科技、代表性人物、里程碑事件相关的视频，提升学生学习兴趣的同时，潜移默化地使学生从故事中升华思想和精神。

线下综合实践需小组成员通力合作，完成从分析问题、任务分工、编码、联调、测试及汇报的全部任务。鼓励学生在解决问题的过程中尝试创新，在挑战中塑造追求卓越的工匠精神，提升团队协作精神。

课程设计环节，创设软件企业开发情境，开展敬业、守法、诚信等道德教育，引导学生践行社会主义核心价值观。

3.4 优化数据结构教学评价体系检验思政教育成效

笔者从2019年开始探索数据结构的课程思政教学，为了衡量课程目标的达成情况并能持续改进课程质量，建立了线上线下混合式的全课程、多维度的课程思政教学评价体系。

为教学的课前、课中和课后三个环节设计明确的评价方式，利用信息化手段确定评价数据来源，形成教学全覆盖的过程性评价。期末考试增加与思政相关的试题内容作为考核标准，形成结果性评价[7]。

探索多维度评估课程思政目标的达成度，增加学生对课程的评价。线下让学生主观评价课程思政元素及授课方式，召开学生座谈会让学生代表反映思政教育的整体情况。学生总体表示数据结构课程思政的教学有一定广度和深度，有较强的亲和力，对专业知识的深入理解和拓展有很大帮助。线上通过学习通给学生发布课程思政满意度投票问卷，表2数据显示学生的满意度均超过了90%，2020年的各项数据比2019年都有提升，说明大部分学生的学习获得感较强。