數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程與課程思政的融合實(shí)踐研究

鄧曦輝，韓莉

（晉中學(xué)院信息技術(shù)與工程系，山西晉中 030619）

1 引言

習(xí)近平總書記在全國(guó)高校思想政治工作會(huì)議上指出“要堅(jiān)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(xué)整個(gè)過程，實(shí)現(xiàn)全員育人，全過程育人和全方位育人”[1]。專業(yè)課量多面廣，其教學(xué)理應(yīng)是思政教育的主戰(zhàn)場(chǎng)，以堅(jiān)定的政治方向?yàn)楹诵?，將明確的德育元素融入課程的知識(shí)傳遞中，與思想政治理論課形成協(xié)同效應(yīng)，塑造學(xué)生的思想觀念，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感，樹立學(xué)生正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀，為社會(huì)培育德才兼?zhèn)涞母咚刭|(zhì)人才。

在專業(yè)課中實(shí)施課程思政，需要教師有“課程思政”觀念，將思政培養(yǎng)目標(biāo)納入課程教學(xué)目標(biāo)，挖掘課程內(nèi)容中的思政元素，有目的、有計(jì)劃地設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)，靈活組織課堂教學(xué)滲透思想政治教育。

2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的思政總線設(shè)計(jì)

計(jì)算機(jī)的應(yīng)用已深入社會(huì)的各行各業(yè)，我國(guó)的科技水平也越來越高，但我國(guó)在一些核心技術(shù)的自主研發(fā)上與世界頂尖水平仍然存在一定的差距。堅(jiān)定信念是自主創(chuàng)新的原動(dòng)力，自主創(chuàng)新需打破思維定式敢于提出創(chuàng)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(fā)揮集體智慧和集體力量[2]。

計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生是建設(shè)科技強(qiáng)國(guó)的主力軍，肩負(fù)著自主創(chuàng)新的歷史使命。應(yīng)用型大學(xué)的學(xué)生普遍表現(xiàn)出明確的目的性，更希望能多學(xué)習(xí)一些應(yīng)用技術(shù)，以提升自身競(jìng)爭(zhēng)力，應(yīng)對(duì)畢業(yè)后的工作和社會(huì)需求，甚至不少學(xué)生的價(jià)值觀是“專業(yè)能力等于一切”。因此，課程思政在計(jì)算機(jī)專業(yè)課程中實(shí)施尤為重要。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)作為計(jì)算機(jī)領(lǐng)域一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，主要講解計(jì)算機(jī)非數(shù)值程序設(shè)計(jì)中的相關(guān)理論和技術(shù)，包括線性表、棧、隊(duì)列、樹、圖等的邏輯結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和運(yùn)算，查找和排序兩種典型的技術(shù)，為學(xué)生能解決復(fù)雜工程問題奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程響應(yīng)黨中央加強(qiáng)高校思想政治工作的要求，嚴(yán)格落實(shí)黨的教育方針政策，充分利用好課堂教學(xué)主渠道，開展“以學(xué)生為中心”的教學(xué)，以立德樹人為導(dǎo)向，在課程知識(shí)傳授和能力培養(yǎng)中實(shí)現(xiàn)價(jià)值引領(lǐng)，做好鑄魂育人工作。作為高校專業(yè)課的教師體現(xiàn)新時(shí)代的責(zé)任擔(dān)當(dāng)與職責(zé)操守，積極傳播馬克思主義的基本立場(chǎng)、觀點(diǎn)和方法，體現(xiàn)實(shí)踐發(fā)展中的馬克思主義中國(guó)化成果，弘揚(yáng)社會(huì)主義核心價(jià)值觀，主動(dòng)了解學(xué)生思想動(dòng)態(tài)，積極服務(wù)學(xué)生的精神文化需要，滿足學(xué)生成長(zhǎng)成才的迫切需要，幫助學(xué)生筑牢意識(shí)形態(tài)根基，樹立正確的、積極向上的、有助于自身健康成長(zhǎng)和社會(huì)需要的人生觀、世界觀和價(jià)值觀。

鑒于計(jì)算機(jī)專業(yè)發(fā)展迅猛，學(xué)生普遍表現(xiàn)出的認(rèn)知，理工科偏重講解理論和技術(shù)的課程特點(diǎn)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程把立德樹人與鑄魂育人作為課程教學(xué)的主線，把意識(shí)形態(tài)責(zé)任制作為課程教學(xué)不可逾越的紅線，把“以學(xué)生學(xué)習(xí)和發(fā)展為中心”的教育教學(xué)理念作為課程教學(xué)的生命線[3]，著力聚焦培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維和工程素養(yǎng)、創(chuàng)新意識(shí)和團(tuán)隊(duì)意識(shí)，提升學(xué)生的創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)合作能力，錘煉精進(jìn)品格，打磨工匠精神。

3 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程思政總體方案

在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程中如何融入課程思政，筆者進(jìn)行了一系列的探索和實(shí)踐，提出了如圖1所示的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)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(xué)理念，修改數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)大綱，把課程思政教學(xué)設(shè)計(jì)作為關(guān)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(xué)的“湯”中。靈活運(yùn)用多種教學(xué)形式，采用顯性教學(xué)和隱性教學(xué)相結(jié)合的方式，尋求多樣性載體，增強(qiáng)課程思政教學(xué)的親和力、吸引力，發(fā)揮課堂教書育人的主渠道主陣地，使價(jià)值引領(lǐng)真正在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程中落地、生根、發(fā)芽。優(yōu)化評(píng)價(jià)體系反饋思政教學(xué)成效，發(fā)掘?qū)W生全面發(fā)展的內(nèi)在需求動(dòng)力，增強(qiáng)學(xué)生的獲得感，推動(dòng)教師在專業(yè)發(fā)展中的思想政治工作能力，實(shí)現(xiàn)全員全課程的育人功能。

圖1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程思政總體方案

3.1 在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)目標(biāo)中加入思政目標(biāo)

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是理論邏輯性強(qiáng)、內(nèi)容高度抽象，需要較高的理論演繹和邏輯思維能力，較強(qiáng)的實(shí)踐性。通過數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的教學(xué)，學(xué)生能闡明典型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、查找和排序算法的基本原理，能夠分析給定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度，具備依據(jù)實(shí)際問題需求進(jìn)行分析數(shù)據(jù)、合理組織數(shù)據(jù)并有效存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的能力，能夠針對(duì)實(shí)際問題識(shí)別關(guān)鍵環(huán)節(jié)，提出解決方案，進(jìn)行算法設(shè)計(jì)編寫程序，最終得到正確結(jié)果[5]。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)引導(dǎo)大學(xué)生樹立正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀，培養(yǎng)他們理論聯(lián)系實(shí)際進(jìn)行思考，運(yùn)用馬克思主義哲學(xué)的科學(xué)世界觀和方法論解決問題的能力。訓(xùn)練學(xué)生的計(jì)算思維、科學(xué)思維，引導(dǎo)學(xué)生突破傳統(tǒng)思維，激勵(lì)自主創(chuàng)新；培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)，鼓勵(lì)追求卓越，弘揚(yáng)工匠精神；營(yíng)造合作氛圍，增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)意識(shí)；感召以祖國(guó)為傲的愛國(guó)情懷，強(qiáng)化科技報(bào)國(guó)的責(zé)任感，培育并踐行社會(huì)主義核心價(jià)值觀。

3.2 挖掘數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)內(nèi)容中的思政元素

課程思政要把鑄魂育人的“鹽”有機(jī)溶入課程體系的“湯”中，教師不能只做傳授知識(shí)的教書匠，而要成為塑造學(xué)生品格、品行和品位的“大先生”。教師要增強(qiáng)課程思政觀念，強(qiáng)化育德意識(shí)，提高思想政治工作能力，充分發(fā)掘?qū)W生的內(nèi)在需求動(dòng)力，緊密結(jié)合學(xué)生普遍的認(rèn)知特點(diǎn)和學(xué)習(xí)興趣，豐富多學(xué)科交叉融合的教學(xué)方法，不斷提高專業(yè)功底和教學(xué)技能，以課程知識(shí)為載體，以有機(jī)嵌入為路徑，挖掘課程的思想政治教育元素，發(fā)揮課程本身蘊(yùn)含的價(jià)值作用。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的部分思政元素設(shè)計(jì)如表1所示。

表1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程思政元素的設(shè)計(jì)

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在講授線性表的各種存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)時(shí)，重點(diǎn)指出每一種存儲(chǔ)方式的提出，都是為了克服已有存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)，加強(qiáng)學(xué)生的計(jì)算思維、創(chuàng)新思維，引導(dǎo)學(xué)生具體問題具體分析，找準(zhǔn)問題核心，提出最好的解決方案。遞歸是解決問題的基礎(chǔ)工具，在講解遞歸思想時(shí)，可把遞歸的出口類比為個(gè)體的所作所為，而所有重大的改革和發(fā)展最終都是眾多個(gè)體合力的結(jié)果，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)推動(dòng)社會(huì)貢獻(xiàn)自己的一份力，要注重提高自己和別人進(jìn)行團(tuán)隊(duì)合作的能力。對(duì)于最小生成樹，通常教師講解用最小代價(jià)構(gòu)建交通網(wǎng)，由此引入鐵路進(jìn)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(lǐng)域的應(yīng)用，引入國(guó)家在電網(wǎng)、通信等領(lǐng)域取得的成就，感召學(xué)生以祖國(guó)為傲的愛國(guó)情懷，引導(dǎo)學(xué)生尋找最小生成樹的現(xiàn)實(shí)意義，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)以致用，將來科技報(bào)國(guó)的責(zé)任感[6]。

運(yùn)用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)知識(shí)解決問題，不僅要求代碼能夠正確運(yùn)行，還要有良好的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。通過分析冒泡排序的時(shí)間復(fù)雜度，再?gòu)亩鄠€(gè)角度改進(jìn)冒泡排序；用同一組隨機(jī)生成的數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)規(guī)模N在10萬以上），讓學(xué)生觀察不同排序算法的時(shí)間；學(xué)生在編程實(shí)踐期間需改正一個(gè)又一個(gè)的錯(cuò)誤，解決一個(gè)又一個(gè)的問題等，可充分培養(yǎng)學(xué)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(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)全過程中實(shí)施思政育人

為達(dá)成知識(shí)、能力和素質(zhì)等多方面的課程目標(biāo)，改革傳統(tǒng)的教學(xué)方法，構(gòu)建以學(xué)生為中心的線上線下、課內(nèi)課外、理論實(shí)踐多維融合的新型學(xué)習(xí)模式，激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性、積極性。

在超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)建設(shè)了立體的全方位的教學(xué)資源，采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，利用線上資源指導(dǎo)學(xué)生在課前自主學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生充分參與討論，生生互評(píng)、教師點(diǎn)評(píng)，拓寬了教學(xué)時(shí)間，延伸了教學(xué)空間，使學(xué)生具備規(guī)劃和管理時(shí)間、利用資源自主學(xué)習(xí)的能力，全面提高學(xué)生的自學(xué)、自控和自省能力。

學(xué)生帶著問題走進(jìn)線下課堂，進(jìn)行案例分析和講解的綜合學(xué)習(xí)。課堂教學(xué)多以小組合作形式展開，通過任務(wù)驅(qū)動(dòng)、啟發(fā)引導(dǎo)，采用“查”“演”“論”的教學(xué)方法：引導(dǎo)學(xué)生查閱資料、提出解決方案，上講臺(tái)演講闡述想法與觀點(diǎn)，加強(qiáng)思想交流，展示學(xué)習(xí)成果，把成果寫成小論文。教學(xué)過程還采用“講”“釋”“做”的教學(xué)方法：課堂上老師講與專業(yè)知識(shí)關(guān)聯(lián)的科技內(nèi)容或背景故事，解釋學(xué)生提出的問題，引導(dǎo)學(xué)生課后做調(diào)研、實(shí)踐，甚至制作微視頻等。綜合提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力，全面實(shí)現(xiàn)價(jià)值引領(lǐng)和立德樹人。

在教學(xué)課件中插入與課程內(nèi)容和思政主題相關(guān)的圖片，建立二者的緊密關(guān)聯(lián)性。教學(xué)中播放與科技、代表性人物、里程碑事件相關(guān)的視頻，提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，潛移默化地使學(xué)生從故事中升華思想和精神。

線下綜合實(shí)踐需小組成員通力合作，完成從分析問題、任務(wù)分工、編碼、聯(lián)調(diào)、測(cè)試及匯報(bào)的全部任務(wù)。鼓勵(lì)學(xué)生在解決問題的過程中嘗試創(chuàng)新，在挑戰(zhàn)中塑造追求卓越的工匠精神，提升團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。

課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，創(chuàng)設(shè)軟件企業(yè)開發(fā)情境，開展敬業(yè)、守法、誠(chéng)信等道德教育，引導(dǎo)學(xué)生踐行社會(huì)主義核心價(jià)值觀。

3.4 優(yōu)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)評(píng)價(jià)體系檢驗(yàn)思政教育成效

筆者從2019年開始探索數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的課程思政教學(xué)，為了衡量課程目標(biāo)的達(dá)成情況并能持續(xù)改進(jìn)課程質(zhì)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(xué)評(píng)價(jià)體系。

為教學(xué)的課前、課中和課后三個(gè)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)明確的評(píng)價(jià)方式，利用信息化手段確定評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)來源，形成教學(xué)全覆蓋的過程性評(píng)價(jià)。期末考試增加與思政相關(guān)的試題內(nèi)容作為考核標(biāo)準(zhǔn)，形成結(jié)果性評(píng)價(jià)[7]。

探索多維度評(píng)估課程思政目標(biāo)的達(dá)成度，增加學(xué)生對(duì)課程的評(píng)價(jià)。線下讓學(xué)生主觀評(píng)價(jià)課程思政元素及授課方式，召開學(xué)生座談會(huì)讓學(xué)生代表反映思政教育的整體情況。學(xué)生總體表示數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程思政的教學(xué)有一定廣度和深度，有較強(qiáng)的親和力，對(duì)專業(yè)知識(shí)的深入理解和拓展有很大幫助。線上通過學(xué)習(xí)通給學(xué)生發(fā)布課程思政滿意度投票問卷，表2數(shù)據(jù)顯示學(xué)生的滿意度均超過了90%，2020年的各項(xiàng)數(shù)據(jù)比2019年都有提升，說明大部分學(xué)生的學(xué)習(xí)獲得感較強(qiáng)。

表2 課程思政滿意度投票結(jié)果

通過對(duì)比課程思政前后學(xué)生在學(xué)習(xí)通上的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)，包括簽到情況、參加討論的次數(shù)、作業(yè)和測(cè)試成績(jī)等，發(fā)現(xiàn)在實(shí)施數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程思政之后，出勤率和討論次數(shù)提高明顯，學(xué)生完成作業(yè)的質(zhì)量、測(cè)試成績(jī)也都有很大程度的提高。結(jié)果表明數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程思政能有效激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)，提升學(xué)習(xí)成效。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的課程思政教學(xué)實(shí)踐，為保障更好的課程目標(biāo)達(dá)成度，在思政元素的挖掘、切入點(diǎn)、切入方式，全過程考核模式的優(yōu)化等方面仍需持續(xù)改進(jìn)。

4 結(jié)束語

在習(xí)近平新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義思想的指導(dǎo)下，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程在知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)中實(shí)現(xiàn)價(jià)值引領(lǐng)，堅(jiān)持課程思政教育的先進(jìn)理念，采用課程思政教育的科學(xué)方法，大膽進(jìn)行課程思政教育的實(shí)踐創(chuàng)新[8]，實(shí)現(xiàn)了專業(yè)培養(yǎng)和思政教育的雙重目標(biāo)，取得了較好的教學(xué)成效，為計(jì)算機(jī)專業(yè)課實(shí)施課程思政提供了參考。

計(jì)算機(jī)技術(shù)快速更新迭代，為社會(huì)培育高專業(yè)素質(zhì)人才的同時(shí)，更要注重人才德育素養(yǎng)的培育，為實(shí)現(xiàn)切合專業(yè)特色和課程特點(diǎn)的課程思政仍需不斷探索與研究。