數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程思政教學探索

劉建粉 甘泉

摘?要：課程思政是實現(xiàn)“立德樹人”的有效途徑，是在課程教學中實現(xiàn)價值體系、知識體系和能力體系的有機融合?；趯W情和課程分析，確定了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程思政教育目標為培養(yǎng)學生的計算思維、工程素養(yǎng)以及人文素養(yǎng)，設計了基于OBE和課程思政理念所形成的課程教學目標，并給出一個具體的教學過程設計案例。

關鍵詞：課程思政;教學探索;計算思維;工程素養(yǎng)

中圖分類號：TG4文獻標識碼：A

1?緒論

高校思想政治工作關系到人才培育目標的實現(xiàn)、國家核心競爭力的提高和中華民族的偉大復興。習近平總書記在2016年12月的全國高校思想政治工作會議上指出，圍繞高?！芭囵B(yǎng)什么樣的人、如何培養(yǎng)人以及為誰培養(yǎng)人”的根本問題，要堅持把立德樹人作為中心環(huán)節(jié)，把思想政治工作貫穿教育教學全過程，實現(xiàn)全程育人、全方位育人[1]。在加強和改進思政課程教育教學的同時，發(fā)揮高校各門課程的育人功能，促使專業(yè)課程思政化，進而形成課程思政和思政課程教育同向同行，共同提升高校思想政治教育效果。

2?數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程思政的重要性

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》是計算機類專業(yè)的必修基礎課，該課程兼具理論和實踐性，是計算思維和工程素養(yǎng)培養(yǎng)的啟蒙課程。計算思維是指運用計算機科學的基礎概念求解問題、設計系統(tǒng)和理解人類的行為，其特征是抽象和自動化[2]。工程素養(yǎng)是指從事工程實踐的工程專業(yè)技術人員所具有的素養(yǎng)，是面向工程實踐活動時所具有的潛能和適應性，包括技術修養(yǎng)、文化修養(yǎng)和人格修養(yǎng)[3]，具體表現(xiàn)有：善于分析和觀察;善于實踐和總結(jié);工作嚴謹、細致;精于協(xié)調(diào)、溝通;勇于發(fā)明和創(chuàng)新;不斷學習;敬業(yè)精神等。

新時代的大學教學，既要關注學生的個性特征，尊重教學規(guī)律，了解學生的思維方式和行為習慣，用科學、健康的思想學識與積極、有啟發(fā)的教學行為去感染、熏陶、引導學生;更要立足大學“立德樹人”的根本使命，在教學中引入思政教育，將思想引領與專業(yè)教育統(tǒng)一起來，在塑造學生專業(yè)能力的同時，培育學生良好的性格品質(zhì)，從而為學生的終身發(fā)展奠定良好基礎。因此，在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中引入思政教育是非常重要的，是實現(xiàn)育人育心目標的有效手段。

3?數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程思政教學探索

3.1?學情和課程分析

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程開設在物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)第3學期，授課對象為大二學生，前面已開設過《物聯(lián)網(wǎng)導論》和《高級語言程序設計》等基礎專業(yè)課程，具備利用高級語言編寫實現(xiàn)簡單算法能力，但對復雜對象及復雜問題分析與求解能力缺乏。該階段的學生經(jīng)過了大一階段的新鮮、浮躁、迷茫后，開始有所感悟和醒悟，開始有了學習的方向和目標，這時非常需要對同學們在人生觀和價值觀上進行引導，在科學思維和工程素養(yǎng)上進行培養(yǎng)。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)所有學生在大二時都有電腦，人手一部手機，并且學校在各個教學區(qū)、宿舍區(qū)都提供WIFI服務，自主學習條件具備，但同學利用手機和電腦學習的比例較低，大多都是娛樂和休閑，且發(fā)現(xiàn)這些同學存在一些共性的問題：對自我認識能力不足、自信心不足、自制力較差、表達能力欠缺、做事不夠細致和嚴謹?shù)龋斎灰泊嬖谥鴨渭?、善良、?nèi)斂、有韌性等優(yōu)點。而《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程由于涉及的算法有些比較抽象，實驗操作又要求學生具備較強的動手能力，學生在學習過程中容易遇到困難和問題，導致學生自信心受挫，學習興趣下降，學習主動性不足，從而導致教學效果不理想。

基于以上分析，在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程教學中引入思政教育，就是要引導學生正確認識自己，形成積極健康的人生觀和價值觀，調(diào)動學生學習的積極性和主動性，幫助學生建立學習自信，發(fā)現(xiàn)學習潛能，特別重要的就是要把知識體系、能力體系和價值體系有機融合起來。因此，把數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程思政教育目標確定為培養(yǎng)學生的計算思維、工程素養(yǎng)以及人文素養(yǎng)。

3.2?教學目標設計

將工程教育認證畢業(yè)要求和《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程在其中所起的支撐作用結(jié)合起來，并且在其中融入相應的價值理念，形成《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程具體的教學目標。如：基礎知識部分，除了要求理解和識記知識外，還要加入背景了解和思想認識;應用部分，除了要求技能外，還要有思維上的分析、批判、創(chuàng)造、實踐等，以及團隊合作、溝通交流、項目管理等;綜合部分，除了知識和技能的綜合要求外，還要融入生活、學習、職業(yè)素質(zhì)、人文素養(yǎng)等。另外還要培養(yǎng)學生終身學習能力，使得學生能利用現(xiàn)代信息化工具進行自主學習、探究課程、發(fā)現(xiàn)問題。還要對學生情感發(fā)展、興趣所在、價值取向進行關注和引導。如下為基于OBE和課程思政理念所形成的具體的課程教學目標。

目標1：理解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及算法相關的基本概念【理解】，掌握線性表、棧、隊列、樹、圖等典型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的邏輯結(jié)構(gòu)、存儲結(jié)構(gòu)及各種基本操作的實現(xiàn)【掌握】，能夠針對實際問題，通過分析、抽象并選擇合適的數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)建?！痉治觥?，能分析常用算法的時間和空間復雜度【應用】，并能設計出合理的存儲結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)清晰、正確易讀以及時間和空間復雜度符合要求的算法【創(chuàng)造】。

目標2：能夠用程序設計語言實現(xiàn)線性表、棧、隊列、樹、圖的各種存儲結(jié)構(gòu)及其對應的基本操作【應用】，能夠針對具體應用問題，在分析、抽象及合理設計的基礎上，編寫調(diào)試程序，完成應用問題的求解【創(chuàng)造】。

目標3：掌握查找、排序等算法【掌握】，能夠針對復雜計算機工程問題的具體情境，識別影響系統(tǒng)性能的關鍵因素，基于理論和實驗的方法，評價系統(tǒng)性能并給出改進方案【評價】。

目標4：通過拓撲排序、關鍵路徑等算法的學習，了解計算機工程管理中任務協(xié)調(diào)、資源調(diào)度等方面問題及解決策略【應用】。

目標5：掌握最優(yōu)二叉樹、最短路徑、最小生成樹等算法【掌握】，了解這些算法發(fā)明者的生平和事跡，體會算法之美，認識數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法在計算學科中的重要作用，提倡工匠精神，激勵創(chuàng)新和改造【評價】。

目標6：通過對理論、實踐學習的過程和產(chǎn)出進行反思，具備在專業(yè)學習中有意識選用適宜的學習策略、調(diào)控手段的初步能力【評價】。

3.3?教學過程設計

在上述教學目標的指導下，按照教學章節(jié)內(nèi)容，細化出具體的課程目標，并根據(jù)目標和內(nèi)容設計出詳細的教學過程。下面以線性表內(nèi)容為例，介紹具體教學設計。

知識和技能目標：理解線性表的概念，能歸納出線性表的邏輯結(jié)構(gòu)特點;能理解線性表二元組以及抽象數(shù)據(jù)類型的定義，識別其中的要求;能說出線性表中基本操作的含義。能用圖示法說明線性表順序存儲和鏈式存儲的原理和要點;區(qū)分不同存儲結(jié)構(gòu)的特點和應用場合;并能用C語言寫出各種存儲結(jié)構(gòu)類型定義，實現(xiàn)各種基本操作并完成測試。能對現(xiàn)實中的應用問題進行分析、抽象，找出適用線性表的特征，并能根據(jù)應用需求，選擇或設計合適的存儲結(jié)構(gòu)，選擇或設計合適的操作，開發(fā)出滿足應用需求的程序。

價值目標：能自主探索課程，提前學習微課;能對提前預設的問題進行思考、分析和抽象，并設計出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);能在小組討論中提出問題，能解答其他同學疑問;能夠?qū)⒃O計的算法進行編程實現(xiàn)和驗證，遇到問題能尋求解決的途徑，能累積調(diào)試經(jīng)驗和技巧;能認真完成老師布置的各項作業(yè)，做到嚴謹和誠信。

教學過程設計：

（1）采用問題驅(qū)動法，提前在網(wǎng)絡平臺上發(fā)布自主學習任務，激發(fā)學生思考，導入新課。

問題1：如何編程實現(xiàn)一個通訊錄管理系統(tǒng)，要求具有插入、修改、刪除、查找聯(lián)系人等基本功能。請對該應用進行分析、抽象并設計出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

問題2：什么是線性表？它的邏輯結(jié)構(gòu)是？有哪些特點？其基本操作有哪些？其數(shù)據(jù)在計算機內(nèi)如何存儲？

問題3：生活中還要哪些方面的應用都可以把數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)歸納為線性表的情況？

（2）線下課堂上采用案例引導和演示，把線性表的邏輯結(jié)構(gòu)、存儲結(jié)構(gòu)、基本操作以及不同存儲結(jié)構(gòu)適用的場景進行講解和對比，進一步強化知識和技能。

案例：通訊錄管理系統(tǒng)的分析、設計與實現(xiàn)。

（3）采用對分教學法，開展小組討論，碰撞思想火花，引導學生主動發(fā)現(xiàn)價值，強化應用，進行創(chuàng)造。

案例：一元多項式的計算。一元多項式An（x）、Bm（x）按升冪表示：An（x）=?a0+a1x1+…+an-1xn-1?+?anxn，Bm（x）=?b0+b1x1+…+bm-1xm-1?+?bmxm，設m

（4）采用任務驅(qū)動，布置作業(yè)，完成問題的求解并實踐，實現(xiàn)學生自我探索，形成潛移默化的學習自覺。

作業(yè)：編程實現(xiàn)上述通訊錄管理系統(tǒng)及一元多項式的加、減、乘的計算。

（5）線上或線下答疑，采用網(wǎng)絡平臺、QQ、微信、班級學習群、郵箱或電話等方式，及時解決學生遇到的問題，為下一步學習卸下包袱，掃清障礙，提升學習自信，保持學習興趣。

教學評價：評價內(nèi)容包括知識、技能和價值三個方面，具體有知識掌握情況、問題解決能力、算法設計能力、編程動手能力、作業(yè)完成情況、學習的態(tài)度、討論的參與度、合作和溝通等。評價環(huán)節(jié)采用過程+期末測試進行，知識和技能成績采用量化標準打分，價值成績采用學生自評、小組互評和教師評價打分構(gòu)成。

4?結(jié)論

課程思政是對現(xiàn)有教育的補充和完善，是實現(xiàn)“立德樹人”的有效途徑，更是一個系統(tǒng)工程。在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程思政教學中，就是將知識體系、能力體系和價值體系有機融合，旨在培養(yǎng)學生知識和能力的同時，培養(yǎng)學生正確的人生觀、價值觀，培養(yǎng)科學素養(yǎng)、工程素養(yǎng)和道德素養(yǎng)，培養(yǎng)社會主義建設者和接班人。

參考文獻：

[1]習近平在全國高校思想政治工作會議上強調(diào)：把思想政治工作貫穿教育教學過程?開創(chuàng)我國高等教育事業(yè)發(fā)展新局面[N].人民日報，2016-12-09（1）.

[2]李薇，黒新宏，王磊，等.課程思政教育在C語言程序設計課程中的應用[J].計算機教育，2019（11）：20-23.

[3]胡澤民.工程師職業(yè)素養(yǎng)[M].西安電子科技大學出版社，2017-11-01：1-10.

基金項目：平頂山學院教學改革研究項目（JY2018-050）

作者簡介：劉建粉（1972-），女，漢族，河南西峽縣人，碩士，教授，主要研究方向：網(wǎng)絡信息處理。