“大思政课”背景下高校“数据结构”课程思政建设路径研究

侯丽敏，傅继彬,胡海涛

（河南财经政法大学，河南郑州450000）

一、引言

2021 年，习近平总书记提出了“‘大思政课’我们要善用之”这一重要论断。2022 年1 月6 日，教育部举行了2021—2025 年高校思想政治理论课教学指导委员会成立大会暨工作会议。会上指出，要加快构建“大思政课”格局。在高校打造“大思政课”育人格局，是加强高校思想政治教育的一项系统工程，需要充分调动高校各部门的积极性，分工明确地协同形成强大的思政育人合力。课程思政教师是这个“大思政”队伍的重要组成部分，非思政课程要与思政课程互促互进，形成协同效应，努力实现“1+1>2”的协同育人效果。[1]近两年，课程思政在各高校如火如荼地开展，从课堂思政、思政示范课到思政课教学大赛，形式不同，但目标一致，都是为了找到更好的思政建设路径。“数据结构”是高校计算机专业的一门专业核心课程，该课程不仅在培养学生的高效算法设计能力方面起到重要的作用，同时也是学生今后从事计算机行业相关工作的一块基石。课程内容涉及数据的逻辑结构、存储结构、算法分析和设计。课程的知识点多、理论性强、理解难度大，如何才能将课程的思政元素润物细无声地融入到课程教学中，在知识传递和能力培养的同时，实现对学生的价值塑造，实现“育才”与“育人”相统一，实现“大思政课”格局下的协同育人，是一个值得探讨的问题。

二、“数据结构”课程思政建设路径的提出

许多知网期刊文献提出了关于“数据结构”课程思政的建设路径。例如：童蔚苹等提出了以强国法规教育和践行工匠精神为主线，在教学过程和教学环节中结合问题求解和项目开发，融入思想政治内容的建设路径。[2]李志华等提出了将“数据结构”课程部分知识点、案例与课程思政元素相融合进行课程思政建设的方式。[3]王亚丽提出了在教学大纲、教学内容、课堂教学和实验教学方面融入思政教育的思政实施途径。[4]王新宇以“图的最小生成树”这一知识点为例，介绍了以问题导入、算法介绍、案例设计与分析、总结为主线的数据结构课程思政的教学设计方案。[5]曲超等提出了重视师资队伍建设和改革思政教育方法的观点，课程的具体实施采用的是思政目标确立、思政与课程融合的方式。[6]

以上每种方案都有可取之处，但总体存在思政元素挖掘不足以及缺乏思政融入方式多样性和实践效果评价的问题。因此，笔者综合各文献的建设方案优点，作出了如下的建设路径规划。第一，确立课程的思政目标。第二，育人者先育己，非思政教师也要理解思政建设内涵，为思政教学的后继开展作好充分准备。第三，教师需要立足课程内容，从理论课和实验课两个维度在整个知识体系中发现相关的思政元素。第四，要将这些思政元素采用五种方式融入到教学全过程。第五，思政建设效果如何，要在实践后进行客观的评估，通过评估形成了前面实践步骤效果的反馈。五步走形成良性循环，共同促进课程思政建设。

（一）树立“数据结构”课程思政的建设目标

“数据结构”课程思政的建设目标是课程思政实施的灵魂和导向，决定了整个教学过程实施所能达到的预期效果。以2020 年6 月教育部制定的《高等学校课程思政建设指导纲要》为导向[7]，确定了“数据结构”课程思政建设目标：努力培养学生采用科学的思维方法分析和解决问题的能力，精益求精的大国工匠精神，探求新思路新算法的创新精神，勇攀科学高峰的责任感，科技报国的大国担当精神，团结协作的职业素养，诚实守信的社会主义核心价值观以及树立“四个自信”。

（二）提高任课教师的思政能力

为实现全员育人，课程思政教师要从多方面提高自身思政水平。途径有很多，比如：与所在学校的思政专业课教师讨论，找到课程思政的思路和实施的着力点；遵守学校规章制度，不迟到、不早退；授课时要全心投入到教学中，向学生传递正能量，同时教师自身的治学境界要高，要注意不断提高自身的教学科研水平；阅读马克思主义理论书籍，参加思政培训，关注国内外新闻，以此提升自身思想政治水平和意识，拓宽知识视野和国际视野。

（三）挖掘“数据结构”课程的思政元素

1.理论课思政元素的挖掘。“数据结构”课程理论内容主要包含以下几点思政元素。

算法评价中蕴含的思政元素。时间复杂度和空间复杂度是衡量算法性能的两个重要指标，二者是算法中的一对矛盾，往往很难兼顾。马克思主义唯物辩证法认为，矛盾存在于一切事物中，二者相互依赖，在一定条件下双方可以相互转化。作为教师，要引导学生处理好算法中的这一对矛盾，根据实际求解的问题需要，使二者进行合理转化。

线性表中的思政元素。线性表是一种典型的线性结构。教材上关于线性表的例子有很多，比如英文字母表（a，b...z）、学生名单等，但普遍缺少与中国文化相关的例子，教师可以引入中华文化的重要载体二十四节气（立春、雨水、惊蛰、春分...冬至、小寒、大寒）作为线性表的典型例子。在课堂上引入类似这样的与中国文化相关的例子，不仅可以帮助学生理解线性结构，还可以让学生感受到中国文化之美和中国文化的博大精深。

栈和队列中的思政元素。以栈形式存储的数据，要遵循后进先出的规则，而以队列形式存储的数据，要遵循先来先服务的规则。教师可以引导学生，指出在计算机世界中有规则，人类社会也需要规则。学生在行使个人权力、享有自由的同时，不能损害他人、集体和国家的利益，要严格遵守国家法律、法规，自觉维护社会秩序[8]。

递归中的思政元素。如果学生能够站在计算机的角度思考问题就可以认为该学生具有了“计算思维”。递归是“计算思维”中非常重要的思维方式，就是逆向思维。[9]通过递归算法设计的教学，培养学生把大问题分解为求解方式相同的小问题，本质就是培养学生的“计算思维”能力。

树中的思政元素。树是数据结构中的一种非线性结构。它体现的是数据之间的一种层次结构关系。家谱关系是一种一对多的层次关系。在教学过程中，通过开展上网了解家谱的活动，不仅可以加深学生对树层次结构的理解，更能加深学生对中华优秀传统文化的思想精华的了解和其时代价值的体会，从而培养学生的家国情怀、家族观念、民族观念。另外，计算机中的森林是一种由多棵树构成的数据结构。在计算机中可以根据需求对建立的森林进行管理，比如添加和删除，但是在自然环境保护中是不能随意砍伐树木的。教师在课堂上要让学生意识到随意砍伐树木的影响，领会植树造林的重大意义，树立正确的人与自然和谐共处的生态文明观，同时还要积极鼓励和引导学生参与义务植树活动，打造青山常在、空气常新的美丽中国。

图中的思政元素。图是一种描述元素之间多对多关系的非线性数据结构，有强大的表达能力。图的基本概念有很多，教师可以结合“一带一路”的重要纽带：中欧班列来帮助学生理解这些概念。比如：如果以满载率最高的义乌至西班牙马德里的中欧班列途经的城市比作图的顶点，城市与城市之间的铁路路线比作图的边，那么这条中欧班列就构成了一个巨大的连通图。中欧班列不仅为沿线国家带来了巨大发展机遇，同时又有力支援了国际疫情防控，为推动构建人类命运共同体作出重要贡献。从图教学中学生体会到了中国担当的力量，增强了对中国特色社会主义制度的自信和道路的自信。

图的算法在实际生产生活中有着非常重要的应用。利用图的最小生成树算法，可以建设低成本的通信网络和交通网络，进行最佳旅游景点路线规划，优化城市天然气管道铺设布局等；图的最短路径算法，可以实现最优的物流运输的路径，降低物流成本，还可以应用于自然灾害、矿井、航空等突发事件的应急救援，以减少生命及财产损失。通过课堂上教师的介绍，学生了解了不同行业对计算机算法的需求，体会到算法不只是一个用计算机求解问题的指令序列，更是和生活密切相关的、能在关键时刻解决实际问题的策略。知识与应用结合可以大大增强学生的职业责任感和使命感。

查找中的思政元素。查找算法有很多，其中利用构建哈希表来实现快速查找，是软件开发中常用的方式。哈希表是依据哈希函数构建的，在构建过程中，由于查找集或哈希函数选择的原因，往往会产生冲突，于是就要采用冲突解决策略来解决冲突，从而实现哈希表的构建。《周易·系辞下》中提到，“穷则变，变则通，通则久”。古人的思想精华在哈希表的构建过程中被体现得淋漓尽致。

排序中的思政元素。排序是计算机软件中的常见功能，数据结构中的排序算法有很多，不同的算法排序规则不同。在讲课本排序算法的同时，不妨说一说有趣的汉字排序法。在2022 年北京冬奥会开幕式上，冬奥会参赛国家代表队的入场顺序没有按照国际上惯用的字母顺序的方式进行，而是采用了中国的汉字笔画排序，通过比较国家和地区汉语名称笔画的多少、笔画的顺序以及字形的结构实现排序。汉字排序法在冬奥会的荣耀亮相，在国际赛事中打入了中国印记。通过课堂上的介绍，学生能够充分体会到随着祖国的日益强盛，让我们所拥有的向世界传递中国力量坚实的文化自信。

中国计算机科学家奋斗历程中蕴含的思政元素。榜样的力量是无穷的。教师要在课堂上介绍专业名人的奋斗历程，在学生的心中播撒积极向上的种子。“学习强国”APP 的学习平台上有一个“强国课堂”栏目，汇聚了众多国内在各自领域作出贡献的科学家的感人事迹，其中一期介绍了我国青年计算机研发科学家孟祥飞的事迹。他公派赴美留学，学有所成后毅然回国研究中国自己的超级计算机。不畏实验室建设初期的艰辛和开发路上遇到的各种难题，带领团队研发出“国之重器”—“天河一号”。计算机科学家不畏艰辛的研究历程不仅可以让学生体会到科学家心怀祖国的家国情怀，同时还可以激发学生孜孜以求、勇攀高峰的奋斗精神，并产生用科技报效祖国的强烈愿望。

2.实验课思政元素的挖掘。编程可以培养学生精益求精的大国工匠精神。比如：实验课布置的一些验证性试验，难度不大，但要求编程过程要细心，细心到每个字符、每个标点都不能错。此外，为了培养学生查阅文献与理论结合实际的能力、团结互助精神和创新意识，实验课还需要教师布置一些与实际结合的大作业，比如，实现一个校园导航系统和公交路线查询系统等。教师要及时在课堂上开展诚信道德教育，并以此为契机教育学生从事科学活动应该求真扬善，引导学生要通过自己的努力得到成果，自觉践行计算机行业的职业规范和职业精神。另外，有产学合作项目的教师，可以通过校企合作的实验实践教育，提升学生的综合素养。

（四）多样化的思政融入策略

思政的对象是学生，如何将这些思政元素“如盐化水”般地融合到课程教学各环节之中，如何走入学生内心，让他们感同身受，是思政建设的重中之重。这个过程，不能生搬硬套，不能简单说教，使学生失去学习兴趣。下面从课程PPT 建设、题库构建、预习、上课、课后作业和讨论五个方面实现在课程教学全过程的思政教育。

1.思政加持的PPT。多媒体课件是课堂教学中非常重要的部分。部分教师采用的课件中只有专业知识，学生会觉得有些枯燥。教师完全可以借助课件进行隐式思政教育。互联网上提供了海量的免费素材，教师可以有选择地将一些素材与教学内容组织成可以承载思政元素的教学课件。

2.构建以思政为背景的题库和案例库。目前，大多数据结构的习题仅涉及知识测试，很少在题目的设计上融入思政背景，题目的设计除了知识点外，还可以融入行业新技术、正在发生的鲜活时代故事以及正在进行的伟大时代变革等内容。由于题目面向应用和价值塑造，改变了以往题目的单调枯燥，另外题库的构建也方便了随堂测试、作业、单元测试、期中期末考试的选题。除了题库，案例库也是很有必要构建的。好的案例是知识点和思政元素的最好载体，但好的案例需要每个教师用心积累，并在授课过程中逐步地更新和完善，最终形成一门课程的完整案例体系。构建案例库不仅方便了教学，同时还会带来好的教学效果。

3.自主学习—预习任务清单。在新课授课前，教师可以通过学习通向学生推送预习任务清单[10]。教师通过在线课堂的预习可视化统计结果，可以随时看到学生的预习进度，对于自觉性不够的学生，教师可以在线发送预习提醒，同时为了督促每个学生进行积极预习，教师也可以将预习情况纳入到平时成绩的考核中。在预习清单中，可以根据清单知识点设计的思政元素，给学生推送相关的视频资源，让学生在线下观看。该方式不仅可以解决课堂课时有限的问题，同时多渠道、丰富的学习资源，还有助于激发学生的预习兴趣、开阔学生视野和培养自主学习能力。

4.融入思政的课堂教学。融入思政的课堂教学，要求教师对每个知识点相应的思政目标、知识目标、能力目标要做到心中有数，并进行合理的教学规划，然后才是课堂上的教学实施。在教学方法上，可以采用多种教学方法，比如翻转课堂的教学方法，即课下自主学习，而课上进行测试和讨论；对比较难的算法，可以采用PBL 问题式教学法，在课前预习任务清单里布置相关的思考题、微视频，课堂上学生是带着问题去听课、去思考，教学效果就会比直接采用讲授法要好。

5.课后作业和线上讨论。课后作业是检验和巩固学生学习效果的重要手段，教师可以从事先建立的题目中选题，作业的完成情况也可以纳入学生平时成绩的考核。另外，教师还可以就某个承载思政元素的话题，利用线上平台展开讨论。一些在课堂上不善言辞的学生往往能够积极参与到在线讨论中。在线上，教师对写得好的学生要及时点赞或评价，激励发帖的学生，同时其他学生也可以获得向同伴学习的机会，讨论让教师了解学生的所思所想，以便下一步更有针对性地开展思政教育。总体上，讨论使学生巩固了知识，活跃了思想，加强了思政教育效果。

（五）评价“数据结构”课程思政建设成效

思政建设效果在河南财经政法大学2022 级计算机专业“数据结构”教学中进行了评测。总体上，在抽象的理论中加入人文情怀，学生上课的出勤率和学习兴趣较往届有明显提升，变原来的“学生难学”为“学生要学”；课堂互动积极，课堂氛围好，课堂上教师不仅将知识传授给学生，还教给学生如何做人、如何做事；学生的随堂测试分数、课后作业分数、单元测验和期末考试分数，通过学习通中的可视化分析，平均分数均高于往届；报名参加蓝桥杯、ACM大赛的学生人数在增加，越来越多的学生想通过比赛提升自身的编程水平，反映了学生的学习兴趣浓厚，学习内驱力在明显增强。另外，比赛获奖的人数也比往届增多，反映数据结构高水平学生在增多以及学生创新能力和团队合作能力的增强。

另外，教师利用问卷星制作了课程满意度调查问卷，学生通过微信扫描作答。根据统计结果中的数据大屏，教师可以了解思政建设的总体成效。从2022 级4个班220 人填写的调查问卷中抽取一项调查，统计结果如图1。这项调查是：通过数据结构的学习，你认为对自身帮助较大的方面是什么？问卷星的自动统计结果表明，学生对新的“数据结构”课程的教学实施策略较满意，尤其是算法分析和设计能力的培养方面与有助于树立正确的世界观、人生观、价值观两项的得分较高。

图1 问卷星问卷调查结果

三、结论

对学生开展思想政治教育，是功在当代，利在千秋的德政工程。在“大思政课”协同育人格局下，高校从行政岗到教师岗，每个教师都肩负着对学生开展思政教育的光荣使命。专业教师不仅要专注于对学生的知识传播，同时也肩负着立德树人的根本职责。笔者提出的“数据结构”课程思政建设的五步实施方案在实践中取得了较好成效，不仅较充分地挖掘了“数据结构”课程知识体系中的思政元素，而且采用多种方式将专业知识体系与思政元素巧妙融合，并以受学生欢迎的方式传递给学生，做到了思政教育和专业知识的入心入脑，以及思政效果的可评测，为“数据结构”课程思政提供了可实施的建设路径。