基于價(jià)值引領(lǐng)的公安院校數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程思政實(shí)踐研究

曹好順

(云南警官學(xué)院，云南·昆明 650223)

公安院校作為高等院校的重要組成部分，作為培養(yǎng)預(yù)備警官的搖籃，長(zhǎng)期堅(jiān)持政治建校，努力培養(yǎng)更多高素質(zhì)的黨和人民忠誠(chéng)衛(wèi)士。專業(yè)課程是專業(yè)素質(zhì)教育和思想政治教育的重要依托，在占多數(shù)的專業(yè)課程中開(kāi)展思政教育，是公安院校扎扎實(shí)實(shí)抓好黨中央關(guān)于加強(qiáng)和改進(jìn)高校思想政治工作各項(xiàng)部署要求落實(shí)的重要托底舉措，利于公安院校開(kāi)創(chuàng)思想政治工作新局面。(1)公安部網(wǎng)站.郭聲琨：進(jìn)一步加強(qiáng)和改進(jìn)公安院校思想政治工作[EB/OL].https://www.mps.gov.cn/n2253534/n2253535/c5582844/content.html，2016-12-26.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是公安院校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、信息安全、網(wǎng)絡(luò)空間安全等專業(yè)必修的專業(yè)主干課程，授課教師肩負(fù)著德才雙育的重要使命和責(zé)任。如何在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程中融入思政內(nèi)容，加強(qiáng)課程思政的價(jià)值引領(lǐng)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)的、正確的價(jià)值觀引導(dǎo)和教育，是每一位數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程任課教師都需要面臨的重要課題。

一、全局觀引領(lǐng)全過(guò)程教與學(xué)

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)的專業(yè)核心課程，由于算法思維的形成不是一蹴而就的，學(xué)警學(xué)習(xí)過(guò)程中普遍反映，課程抽象、概念多、算法不易理解。教師在教學(xué)過(guò)程中，可以引導(dǎo)學(xué)警使用大局觀、全局觀的學(xué)習(xí)方法，從教材體系的全局把握課程內(nèi)容，而不拘泥于具體某種算法的學(xué)習(xí)。這與習(xí)近平總書(shū)記指出的“善于觀大勢(shì)、謀大事，自覺(jué)在大局下想問(wèn)題、做工作”是一脈相承的。

(一)課程內(nèi)容教與學(xué)的全局觀

在教與學(xué)的過(guò)程中，授課教師可以從以下幾個(gè)方面著手，使教與學(xué)全過(guò)程應(yīng)用大局觀的科學(xué)方法。一是，從學(xué)科的全局深刻理解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程學(xué)科研究的內(nèi)涵，把握數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的邏輯結(jié)構(gòu)、物理結(jié)構(gòu)與算法之間的關(guān)系，這是開(kāi)篇內(nèi)容的重?fù)?dān)，也是難點(diǎn)。理解這三者之間的關(guān)系將有助于后續(xù)課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)，是理解、學(xué)習(xí)課程內(nèi)容的重要基礎(chǔ)。二是，從課程的全局歸納課程篇章體系結(jié)構(gòu)上的共同特性。市面上的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教材一般以線性結(jié)構(gòu)、圖形結(jié)構(gòu)、樹(shù)形結(jié)構(gòu)三種基本的邏輯結(jié)構(gòu)和查找與排序兩種技術(shù)操作為篇章。以邏輯結(jié)構(gòu)為篇章的章節(jié)內(nèi)容體系結(jié)構(gòu)相似，首先是介紹邏輯結(jié)構(gòu)的特性，然后是邏輯結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的抽象數(shù)據(jù)類型定義，緊接著是對(duì)于不同存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的描述和具體算法的實(shí)現(xiàn)。兩種技術(shù)操作的篇章也具相似性，都是相應(yīng)操作以不同的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的算法描述，以及適用場(chǎng)景、時(shí)間復(fù)雜度分析等內(nèi)容。三是，從算法設(shè)計(jì)的全局把握算法設(shè)計(jì)的基本方法。首先，從總體上根據(jù)具體數(shù)據(jù)對(duì)象的應(yīng)用實(shí)際，抽象出其數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)特性，建立邏輯結(jié)構(gòu)模型。然后，從應(yīng)用全局出發(fā)，分析應(yīng)用情境，設(shè)計(jì)合適的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，再根據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)對(duì)具體操作進(jìn)行算法設(shè)計(jì)，并進(jìn)行算法的事前統(tǒng)計(jì)分析，即進(jìn)行時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度分析，選擇合適的算法應(yīng)用于實(shí)際。前述以技術(shù)操作為篇章的章節(jié)，與算法的具體設(shè)計(jì)方法也是相同的，不同之處在于多了對(duì)同類操作算法的分析比較。

(二)算法思維養(yǎng)成的全局觀

從算法思維養(yǎng)成的角度來(lái)說(shuō)，全局觀也是算法思維養(yǎng)成的重要方法。從學(xué)警學(xué)習(xí)算法思維的角度看，算法設(shè)計(jì)首先需要從數(shù)據(jù)對(duì)象及數(shù)據(jù)對(duì)象間的關(guān)系抽象出邏輯結(jié)構(gòu)特性，構(gòu)建邏輯結(jié)構(gòu)模型，然后從邏輯結(jié)構(gòu)模型以及實(shí)際應(yīng)用情境的全局，選擇合適的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，從而設(shè)計(jì)出能用于實(shí)際的最優(yōu)算法。

在全局觀的運(yùn)用中，授課教師還可以以教師教學(xué)、學(xué)警學(xué)習(xí)中的全局觀運(yùn)用引子，引導(dǎo)學(xué)警對(duì)身邊全局觀運(yùn)用實(shí)例進(jìn)行觀察和思考，讓學(xué)警對(duì)全局觀有深刻地理解和把握。比如，公安院校的建設(shè)要從總體上體現(xiàn)其服務(wù)公安的特性，從總體上把握政治建警、政治建校的政治特性全局觀。再如，我國(guó)五年規(guī)劃綱要，從全局把握國(guó)家未來(lái)五年內(nèi)的發(fā)展目標(biāo)、發(fā)展重點(diǎn)，是我國(guó)開(kāi)啟全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化國(guó)家新征程的宏偉藍(lán)圖和全國(guó)各族人民共同的行動(dòng)綱領(lǐng)，有了行動(dòng)綱領(lǐng)后，社會(huì)各層面逐步貫徹實(shí)施等等。

二、多種精神詮釋的案例導(dǎo)學(xué)

在課程思政中詮釋工匠精神、勞動(dòng)精神、法治精神、愛(ài)國(guó)精神等精神內(nèi)涵，對(duì)學(xué)警進(jìn)行價(jià)值塑造，是公安院校教師的使命當(dāng)擔(dān)。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)這一學(xué)科隨著程序設(shè)計(jì)發(fā)展而來(lái)，其發(fā)展歷程雖不足60年，但其邏輯結(jié)構(gòu)及其算法應(yīng)用的例子在生活中不在少數(shù)。這些案例的引入可以使得價(jià)值塑造、知識(shí)傳授和能力培養(yǎng)融為一體，做到不著痕跡地課程思政。

(一)工匠精神、科學(xué)家精神案例導(dǎo)學(xué)

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)作為一門理論與實(shí)踐應(yīng)用高度融合的專業(yè)主干課，其學(xué)科發(fā)展過(guò)程中，有許多與學(xué)科發(fā)展及學(xué)科知識(shí)相關(guān)的工匠精神、科學(xué)家精神案例。課程開(kāi)篇介紹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)學(xué)科發(fā)展的過(guò)程中，可以引入計(jì)算機(jī)算法基礎(chǔ)奠基者、計(jì)算機(jī)算法分析的鼻祖、《計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)藝術(shù)》編著者、TeX編輯排版軟件編寫(xiě)者、最年輕的圖靈獎(jiǎng)得主高德納(Donald Knuth)的事跡，引領(lǐng)學(xué)警思考高德納為什么能夠成功，其成功不是偶然，而是與其對(duì)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的熱愛(ài)、執(zhí)著、細(xì)致，這種追求極致的工匠精神、科學(xué)家精神，遇到問(wèn)題時(shí)解決問(wèn)題的積極態(tài)度分不開(kāi)的。讓學(xué)警從中領(lǐng)悟任何人在前進(jìn)過(guò)程中都會(huì)遇到問(wèn)題，但是對(duì)待問(wèn)題的態(tài)度決定了個(gè)人命運(yùn)的深刻道理。(2)吳軍.算法之魂[M].北京：人民郵政出版社，2021.

由這一案例還可以進(jìn)一步給學(xué)警講述當(dāng)今我國(guó)圖靈獎(jiǎng)獲得者姚期智為我國(guó)培養(yǎng)計(jì)算機(jī)科學(xué)人才的愛(ài)國(guó)事跡，以及中國(guó)科學(xué)院院士、諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者楊振寧為我國(guó)培養(yǎng)科學(xué)人才所做的貢獻(xiàn)。用鮮活的案例激發(fā)學(xué)警學(xué)習(xí)工匠精神、科學(xué)家精神、愛(ài)國(guó)精神，激發(fā)學(xué)科學(xué)習(xí)的興趣和熱情，也為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)這門學(xué)警們普遍反映抽象難懂的課程學(xué)習(xí)增色添彩。

(二)愛(ài)國(guó)精神案例導(dǎo)學(xué)

在講授邏輯結(jié)構(gòu)棧的課程內(nèi)容過(guò)程中，可以帶領(lǐng)學(xué)警重溫我國(guó)近代科學(xué)技術(shù)的先驅(qū)者，偉大的愛(ài)國(guó)主義者，中華鐵路第一人詹天佑的事跡。詹天佑是我國(guó)鐵路之父、我國(guó)近代工程之父。他主持修建的京張鐵路是第一條完全由我國(guó)的工程技術(shù)人員設(shè)計(jì)施工的鐵路干線。這條鐵路干線從北京南口往北過(guò)居庸關(guān)到八達(dá)嶺，一路都是高山深澗，懸崖峭壁，工程艱巨，當(dāng)時(shí)各國(guó)著名的工程師都不敢輕易嘗試。在詹天佑的主持下，這條鐵路不滿四年就全線竣工了，比原來(lái)的計(jì)劃提早兩年。(3)呂行華.詹天佑.語(yǔ)文(六年級(jí)上冊(cè))[Z].北京：人民教育出版社，2019.在教學(xué)過(guò)程中，授課教師可以帶領(lǐng)學(xué)警一起詳細(xì)回顧鐵路修建過(guò)程中設(shè)計(jì)出“人”字形線路解決青龍橋附近線路爬坡難的細(xì)節(jié)，以及其中最艱巨的居庸關(guān)、八達(dá)嶺隧道工程的修建細(xì)節(jié)。引導(dǎo)學(xué)警思考其中所蘊(yùn)含的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中棧這一邏輯結(jié)構(gòu)以及工程建設(shè)中圖的最短路徑算法的運(yùn)用思想。從中深刻領(lǐng)悟，詹天佑的個(gè)人精神魅力，讓學(xué)警從其不卑不亢的愛(ài)國(guó)精神，與工人同甘共苦、兢兢業(yè)業(yè)的勞動(dòng)精神，執(zhí)著專注、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、勇于創(chuàng)新的工匠精神中，激發(fā)出內(nèi)心深處的使命當(dāng)擔(dān)和發(fā)自肺腑的民族自豪感和愛(ài)國(guó)情懷。

(三)法治思想案例導(dǎo)學(xué)

法治思想的課程思政內(nèi)容的融入，是公安院校教師義不容辭的責(zé)任和當(dāng)擔(dān)。在邏輯結(jié)構(gòu)隊(duì)列的教學(xué)內(nèi)容中，可以引入引發(fā)社會(huì)輿情輿論熱點(diǎn)的因不遵守排隊(duì)規(guī)則而引發(fā)的治安或刑事案件的反例，或是讓學(xué)警自己找尋并講授這樣的案例。引導(dǎo)他們討論隊(duì)列這一邏輯結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，思考群眾自覺(jué)自發(fā)遵守法律法規(guī)的局限性，人民警察以憲法和法律為活動(dòng)準(zhǔn)則，忠于職守、清正廉潔、紀(jì)律嚴(yán)明、嚴(yán)格執(zhí)法的使命當(dāng)擔(dān)的必要性和重要意義。并進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)警們探討，作為新時(shí)代的學(xué)警，應(yīng)如何尊法、學(xué)法、守法、用法，如何錘煉鐵一般的理想信念、鐵一般的責(zé)任擔(dān)當(dāng)、鐵一般的過(guò)硬本領(lǐng)、鐵一般的紀(jì)律作風(fēng)，幫助學(xué)警樹(shù)立法治思想，為他們將來(lái)進(jìn)入政法隊(duì)伍工作奠定堅(jiān)實(shí)的思想政治基礎(chǔ)，為政法公安培養(yǎng)合格的人才服務(wù)。

這樣的案例，在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程思政中還可以挖掘出許多。如，樹(shù)的教學(xué)內(nèi)容中可以引入家譜圖以及家國(guó)情懷的案例，圖的教學(xué)內(nèi)容中還可以引入與唐納德并稱為“我們這個(gè)時(shí)代最偉大的計(jì)算機(jī)科學(xué)家”迪科斯徹(Edsger Wybe Dijkstra)的事跡，等等。這樣的案例可以潤(rùn)色課堂，活躍氛圍，使課程思政如鹽在水，達(dá)到春風(fēng)化雨、潤(rùn)物無(wú)聲的育人效果。

三、多維度相結(jié)合的課程思政實(shí)施途徑

(一)教師主動(dòng)與學(xué)警主動(dòng)相結(jié)合

在具體的課程思政教學(xué)中，授課教師可以根據(jù)思政元素與教學(xué)內(nèi)容融入的難易程度，將一部分思政元素融入設(shè)計(jì)為教師講授為主，學(xué)警研討為輔的形式；而另一部分則設(shè)計(jì)為學(xué)警研討為主，教師引導(dǎo)為輔的形式。譬如，與學(xué)科發(fā)展和算法設(shè)計(jì)相關(guān)的工匠精神思政元素內(nèi)容，可以設(shè)計(jì)為教師講授為主。在講授中循循善誘，引導(dǎo)學(xué)生思考、討論，升華；與棧和隊(duì)列教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的思政內(nèi)容可以設(shè)計(jì)為，以教師引導(dǎo)為輔，學(xué)警研討為主的形式。教師在其中的作用就是一個(gè)引導(dǎo)者，教師可以根據(jù)前述設(shè)計(jì)的案例內(nèi)容，進(jìn)行恰當(dāng)引導(dǎo)，或者不設(shè)定具體案例內(nèi)容進(jìn)行引導(dǎo)。在棧的教學(xué)內(nèi)容中，授課教師可以引導(dǎo)學(xué)警回顧詹天佑案例，讓學(xué)警在案例研討中領(lǐng)悟棧這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和詹天佑的愛(ài)國(guó)精神、工匠精神，激發(fā)他們的愛(ài)國(guó)情懷。在隊(duì)列的教學(xué)內(nèi)容中，授課教師可以不設(shè)定具體的教學(xué)思政案例，而是通過(guò)循循善誘方式，引導(dǎo)學(xué)警自發(fā)地從身邊或媒體新聞中發(fā)掘思政案例，讓他們?cè)诎咐姓莆贞?duì)列這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的操作特性，并在集體討論中，明白公安工作的必要性和重要性，歸納總結(jié)出作為學(xué)警所應(yīng)具有的尊法、學(xué)法、守法、用法理念，思考如何使自己成為“四個(gè)鐵一般”的公安隊(duì)伍的一員，樹(shù)立良好的法治思想。

(二)理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合

前述已經(jīng)提到，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是一門理論與實(shí)踐應(yīng)用相結(jié)合非常強(qiáng)的專業(yè)主干課程。除了前述理論內(nèi)容中引入全局觀，引入思政案例，進(jìn)行教師主動(dòng)和學(xué)警主動(dòng)相結(jié)合的課程思政外，實(shí)驗(yàn)任務(wù)中引入思政內(nèi)容也是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程思政的重要部分。

實(shí)驗(yàn)是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程不可或缺的重要一環(huán)，是教學(xué)效果的重要體現(xiàn)。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)中需要安排近三分之一至二分之一的課時(shí)，進(jìn)行驗(yàn)證性、綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。這些類型的實(shí)驗(yàn)，都可以無(wú)形地引入思政元素，引導(dǎo)學(xué)警養(yǎng)成扎實(shí)的程序設(shè)計(jì)基本功、規(guī)范的程序設(shè)計(jì)應(yīng)用能力、綜合和靈活的運(yùn)用能力，以及創(chuàng)新性思維，是工匠精神和科學(xué)精神最好的應(yīng)用場(chǎng)景。

對(duì)于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，特別是最開(kāi)始的一兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。如線性表的順序表和鏈表的實(shí)驗(yàn)，授課教師通常會(huì)首先介紹程序的總體結(jié)構(gòu)、具體注意細(xì)節(jié)，進(jìn)行演示，然后學(xué)警輸入代碼，完成實(shí)驗(yàn)。這個(gè)過(guò)程中，學(xué)警往往不能認(rèn)識(shí)到自性輸入代碼這一過(guò)程的重要，不太重視，甚至?xí)幸徊糠謱W(xué)警會(huì)直接拷貝其他學(xué)警的代碼完成實(shí)驗(yàn)。授課教師可以用自行輸入代碼完成實(shí)驗(yàn)的學(xué)警，在實(shí)驗(yàn)中容易出現(xiàn)各種小問(wèn)題的例子，進(jìn)行思政教育，引導(dǎo)學(xué)警認(rèn)識(shí)到自行輸入代碼進(jìn)行程序調(diào)試是計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)人員必備的基本功。這些基本功的修煉，可以讓學(xué)警在今后的程序設(shè)計(jì)中避免很多初學(xué)者容易犯的低級(jí)錯(cuò)誤。如界定符號(hào)括號(hào)(圓括號(hào)、花括號(hào))不成對(duì)、缺少語(yǔ)句結(jié)束標(biāo)志、大小寫(xiě)前后不一致、函數(shù)調(diào)用參數(shù)與定義函數(shù)參數(shù)數(shù)量或參數(shù)類型不一致等等，也能夠使學(xué)警們認(rèn)識(shí)到程序設(shè)計(jì)中代碼規(guī)范書(shū)寫(xiě)的重要性，培養(yǎng)學(xué)警們?cè)鷮?shí)的程序設(shè)計(jì)基本功。

應(yīng)綜合性實(shí)驗(yàn)要求學(xué)警綜合教學(xué)中所掌握的基礎(chǔ)算法，在基礎(chǔ)算法的基層上靈活運(yùn)用，進(jìn)行細(xì)微的調(diào)整和變化，設(shè)計(jì)新的算法，完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。譬如，哈夫曼編碼實(shí)驗(yàn)中，要求學(xué)警在掌握哈夫曼樹(shù)創(chuàng)建和編碼算法的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)哈夫曼解碼算法。這需要學(xué)警深刻理解算法中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)算法的思想，具備知識(shí)的綜合和靈活運(yùn)用能力。授課教師可以據(jù)此簡(jiǎn)略引導(dǎo)學(xué)警領(lǐng)悟算法中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的特性，讓他們自行探索解碼算法的基本思路，掌握算法設(shè)計(jì)靈活運(yùn)用的方法，培養(yǎng)他們基本的算法設(shè)計(jì)思維和能力。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，除了要求學(xué)警具備綜合、靈活運(yùn)用的能力外，還要求他們具有一定的創(chuàng)新性，實(shí)現(xiàn)一個(gè)功能相對(duì)完備的小型系統(tǒng)。

以上各種類型的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，都能夠?qū)⒃鷮?shí)研學(xué)的工匠精神和科學(xué)精神思政內(nèi)容無(wú)形地融入其中，達(dá)到潤(rùn)物無(wú)聲的育人效果。

(三)線下與線上相結(jié)合

在后疫情時(shí)代，線下線上相融合的授課方式已經(jīng)被廣泛應(yīng)用和認(rèn)可。線下形式可以是前述的學(xué)警為主和授課教師為主相結(jié)合，或理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式，可以是大討論形式，可以是辯論形式，也可以是游戲形式，所有用于傳統(tǒng)授課工具包的選項(xiàng)都是備選方案。此外，授課教師可以借助學(xué)習(xí)通等網(wǎng)上平臺(tái)進(jìn)行課程思政，如將高質(zhì)量的思政視頻上傳至平臺(tái)，或者直接將平臺(tái)上共享的優(yōu)質(zhì)視頻或其他形式的內(nèi)容鏈接至數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程平臺(tái)，供學(xué)警們反復(fù)地不定時(shí)地學(xué)習(xí)，并在平臺(tái)上進(jìn)行思政視頻等內(nèi)容的研討。這樣的方式可以讓一部分不習(xí)慣在眾人面前發(fā)言的學(xué)警暢所欲言，而不用感到難為情，充分發(fā)揮課程思政的育人效果。也可以采用學(xué)警研討+教師引導(dǎo)+適當(dāng)練習(xí)的線上或線下，或兩者相結(jié)合的方式進(jìn)行。這些多樣化、靈活的方式，將更加提升課程思政的質(zhì)量和效果。

引入全局觀的教與學(xué)可以使教師的教、學(xué)警的學(xué)有機(jī)融合，思政案例的引入可以使得價(jià)值塑造、知識(shí)傳授和能力培養(yǎng)融為一體，做到不著痕跡地課程思政，而其中法治思想案例的引入則與公安院校的課程思政要求高度融合。多維度相結(jié)合的實(shí)施途徑為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程思政的實(shí)施提供了強(qiáng)有力的保障。

專業(yè)課課程思政的融入可以是多維度的，不能簡(jiǎn)單生硬地采用“課程”加“思政”的機(jī)械組合方式，授課教師需要根據(jù)學(xué)科及專業(yè)特點(diǎn)挖掘思政元素，在無(wú)形中對(duì)學(xué)警們進(jìn)行價(jià)值塑造，最終做到課程與思政的水乳交融。