新工科背景下计算机类专业课程思政建设思路与实践路径探索——以“数据结构”课程为例

汤 琳，周 鹏，洪 玲

(绵阳师范学院，四川绵阳 621000)

一、引言

习近平同志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全过程，实现全程育人、全方位育人，努力开创我国高等教育事业发展新局面”[1]。受计算机类专业学科特点影响，学生多为科学和工具理性的思维方式，对人文精神的价值理性和人文社科类课程普遍重视不够。学生对作为高校立德树人主渠道的思政课程存在不同程度的学习态度消极被动情况，认为对自己的专业及就业帮助不大。高校的常规培养方案中，专业课程课堂教学比例大幅超出思政课程，从2018年高校师生思想政治状况滚动调查结果可以看出，专业课教师对学生思想言行和成长影响最大。因此需要把思政课程与课程思政两者紧密结合[2]，坚持显性教育和隐性教育相统一。各门课要守好一段渠、种好责任田，各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应[1]。

课程思政没有通用模式，需要专业教师在课程教学中结合课程特点不断挖掘思政元素并有机融入专业教学。计算机类专业课程的教学内容大多以自然科学的基础理论和实际应用为主，如何让思政教育和价值引领像“空气”一样无处不在，计算机类专业课程思政建设存在的问题及实践路径又是什么，新工科背景下计算机类专业德育培养新模式如何构建等问题都值得研究和探索。之所以以“数据结构”为突破口，是因为该课程作为计算机类承上启下的专业核心课程，具有极强的代表性，是学科竞赛、专业笔试面试、研究生录取考试的重要内容，具有受众面广、受重视程度高和专业性强等特点(见图1)，也具有以该课程为中心建设其前导和后续课程群的辐射和示范作用。因此本文将从课程目标的梳理、建设思路、教学效果、示范辐射四个方面介绍其实践路径，发挥该门课程作为一门高校思想政治教育隐性课程的深化和拓展作用，在知识传授中强调主流价值引领。与思想政治理论课显性育人课程相结合，使思想政治理论教育与专业教育协调同步、相得益彰[3]。

图1“数据结构”与相关课程的关联及其在计算机学科中的重要地位

二、计算机类专业课程思政建设过程中存在的问题

“坚持教书和育人相统一”是党和国家对高校培育中国特色社会主义事业合格建设者和可靠接班人提出的重要要求之一。国内计算机类专业的课程思政建设现状与党和国家要求实现的目标还有较大差距，主要表现为：

(一)教书和育人的内在统一亟待加强

从教育主体的维度来看，专业教师对课程思政的重要性和必要性认识不足，没有深刻理解课程思政是解决“首要问题”的根本举措，是构建“两个体系”的有效切入，也是完善“三全育人”的重要方面[4]。仍然部分存在着“育人就是思想政治课的事情，与专业课程无关”的错误观念。教师应该把育人放在第一位，在传授专业知识和技能的同时，更加注重价值引领和情感熏陶，真正实现立德树人。一方面，正确认识课程思政与思政课程不仅对教育的根本问题的回答是一致的，而且两者是显性与隐性的关系，有利于把育人效果发挥到最大[5]；另一方面，课程思政对教师的综合素质能力和专业熟悉程度提出了更高的要求，需要进一步加强教师对人才培养目标的深入理解和对国家方针政策的准确认知[6]。教师需要提升育德能力，在教学前更精心地进行授课环节的设计，实现知识传授与价值引领的“有机”结合。

(二)知识教育与价值教育的内在契合度不够

从价值导向的维度来看，课程思政改革要努力实现知识教育与价值教育的内在契合[7]。目前大多数教师在课堂中结合专业知识讲授过社会主义核心价值观、“厉害了，我的国”、两弹一星的科学家精神等内容，但形式过于生硬，有机融合程度不高，大多反应为知识传授与价值引领的内在契合度不够，挖掘不充分、不系统，没能做到潜移默化、润物无声。因此需要教师更为系统地研究专业内容，深入挖掘思政元素要点，努力寻找专业学科知识体系与德育知识体系的有机融入点，并结合课程思政的建设目标，总结建设路径和方法，达到育人效果，强化带头示范作用。

(三)课程思政学科内系统性谋划不足

从目标协同的维度来看，课程思政改革要实现各类课程同向共进[7]。目前虽然有多门专业课程都在进行课程思政的建设，但从学科整体来看，相互间的联系紧密度不够，未能较好地通盘考虑、系统谋划，不能很好地适应新工科背景下计算机类专业发展趋势。这就要求教师要在构建新工科大背景下不断探索计算机类专业德育培养新模式，要不断提升政治站位，统筹规划，整体建设。从专业课程、相关系列课程群、整个课程体系、专业培养方案四个层次进行系统思考谋划，以实现计算机类专业课程的课程思政效果的聚合效应。

三、重构“数据结构”课程目标

从课程思政的理念出发，课程教学与课程思政融合要契合专业人才培养目标，寻找专业学科知识体系与德育知识体系的合理融入点。根据“数据结构”课程的人才培养目标，明确该课程的知识、能力和素养目标，挖掘思政元素，在课堂教学中有机融入课程思政理念，使课程专业教学与思政课程同向同行，形成协同效应，践行“三全育人”模式，培养具有“新时代、新思想、新实践，唯物辩证法的根本观点，社会主义核心价值观，自信发展和创新精神，严谨求实的职业精神”和“三熟、三能、三有”德才兼备的新工科人才(见图2)。

图2“数据结构”课程目标

四、“数据结构”课程思政建设思路

课程思政改革的推进路径，在教学理念上要注重系统架构，突出课程思政的立体化渗透[8]。绵阳师范学院信息工程学院“数据结构”专业课程思政建设采用了CRPE四项规划的建设思路，即课堂(Course)、教学资源(Resource)、实践(Practice)及评价与反馈(Evaluation)(见图3)。同时，教师在该课程的课堂教学过程中采取了“点线面体” 的课程思政四维设计模式，以实现思政元素和专业教学的有机融合，实现专业讲授和价值引领的有机统一。

图3 CRPE四项规划

(一)“点线面体”四维模式设计的课堂教学

课程建设从契合专业人才培养和专业能力素质的要求出发，重组了知识模块、延伸广度、解读深度、发掘德育元素，将思政教育元素有机融入专业知识点。提出了挖掘“思政教育点”，梳理“思政教育线”，整合“思政教育面”，构建“思政教育体”的“点线面体”四维课程思政设计新模式(见图4)。

图4“点线面体”四维课程设计模式

1.挖掘“思政教育点”和梳理“思政教育线”。课程教师从各章节的知识点中挖掘出蕴涵的思政教育元素，即“思政教育点”，并将分散但相同的“思政教育点”梳理成“思政教育线”。其中挖掘“思政教育点”采用“专业课教师+思政课教师+学生”三促进的方式。专业课教师采用集体备课和教学反思，通过挖掘——融入——再挖掘动态迭代过程，不断优化；思政课老师与专业课教师结对子，完成“思政教育点”的设计和统筹等；学生参与大讨论、大分享，促进课程思政的有机融入。

专业知识点中挖掘的“思政教育点”和梳理的“思政教育线”主要有：课程内容中蕴含的哲学思想与元素，启发并树立历史、辩证、系统、创新的科学思维；讲好学科发展史、大师成长历程、教师个人经历等故事，感受艰苦奋斗、严谨求实等精神，激发专业学习热情；宣讲行业规范、职业道德，社会责任感、工匠精神、团队协作、质疑与探索等内容，从学生时代就树立好奉献精神和行业准则意识；紧跟时代步伐，讲述我国在网络安全、人工智能，物联网等领域所取得的成就，强化新时代新青年的使命与担当。

2.整合“思政教育面”和构建“思政教育体”。从“思政教育点”到“思政教育线”，整理聚合为“思政教育面”，内容主要围绕新时代、新思想、新实践，唯物辩证法的根本观点，社会主义核心价值观，自信发展和创新精神，严谨求实的职业精神五大价值板块内容。

在实现“思政教育面”融合之后，课程将通过PBL、TPSR、工作过程导向式教学、案例教学、递进式算法教学和翻转课堂等教学方法和教学手段实施设计构想，构建了“思政教育体”，既提升了教师教书亦育人的意识和水平，同时也达到了专业课程课程思政“立德树人”的目标，实现了“专业传授与价值引领”同行同向的目的。

3.确保有机融入的执行计划保障。为确保“点线面体”四维课程思政设计新模式执行的有效性和融入的有机性，现以“数据结构”第1章为示例，从课时安排、授课内容、思政教育元素(点&线)、思政价值模块(面)和教学方法及模式(体)五大方面描述执行细节(见表1)。课程的其余各章节执行计划按同样方法构建和执行。

表1第一章 课程思政“点线面体”四维课程设计执行计划示例

(二)梳理明晰且严格执行的教学资源

在上述课程思政“点线面体”四维课程设计的基础上，系统梳理课程标准、教学日历、教书育人计划、教案等融入思政教育元素的课程资料，并在建设过程中总结提炼教育成果典型案例，生成课程现场示范教学视频，结合精品在线开放课程的建设逐步上线推广(见表2)。

表2示范教学视频"点线面体"四维课程设计执行计划

续表2：

课堂授课内容思政教育元素(点&线)思政价值模块(面)教学方法和模式(体)3.单链表的插入顺序表插入“依次后移”社会主义核心价值观(和谐、友善);新时代、新思想、新实践(大局意识)案例教学单链表插入算法“进化”过程(v1.0-v3.0)严谨求实的职业精神递进式算法教学、PBL单链表头指针的功能新时代、新思想、新实践(不忘初心、回归本分)递进式算法教学、PBL顺序结构和链式结构的比较唯物辩证法基本观点PBL、翻转课堂4.单链表的“进化”单链表的“进化”过程(指针域和数据域)严谨求实的职业精神递进式教学、PBL构建双向链表社会主义核心价值观;唯物辩证法的根本观点PBL、翻转课堂5.循环队列队列概念先进先出(FIFO)社会主义核心价值观(文明、和谐和友善)案例教学队列顺序结构分析严谨求实的职业精神递进式算法教学、PBL判断循环队列“满”和“空”新时代、新思想、新实践(大局意识和牺牲精神)递进式算法教学、PBL

(三)外延拓展的第二课堂

除挖掘课堂教学内容所承载的思政元素外，课程还不断拓展育人渠道，探索社会资源、校企合作、实习实践基地、社区体验等第二课堂的融入式设计，实现知行合一(见表3)。

(四)多维多主体的效果评价与反馈

课程建立了系统的课程评价与反馈机制，采用多维度指标设计和多主体(学生、同行、外部)参评的系统课程评价与反馈机制，进行问卷分析，为教学改革提供定量依据；通过班级学习委员、小组进行课程总结并提供反馈，为教学改革提供定性依据；与此同时加强授课教师逐步完善教学过程的记录和行为学观察。

五、课程的教学效果评价

课程思政的基础在课程，没有真正有机融合且严格执行的课程思政设计就达不到良好的课程思政效果。“数据结构”课程在近三年的执行中取得了较为显著的成效。

(一)立德树人成果显著

1.通过对授课前后学期数据采样分析，可以看出抽样班级的班级学风进一步端正并发挥了辐射作用，出现了出勤率“大于”100%的情况(本班满勤，还有外班和外院同学旁听)；从学生课程情况反馈中可以得出，通过课程的学习，全班同学在专业学习和思想品德方面都有较大的正向变化，专业学习和思想素质得到提升。

2.通过问卷调查，抽样班级中86.84%的同学提升了学习积极性，81.58%同学激发了学科竞赛、考研、创新创业的参与热情。通过对比授课前后学期的学生综合素质测评、程序设计类课程成绩、参加学科竞赛人数数据，可以得出学生学业成绩有提升、思想受教育。

(1)综合素质测评大幅提升，最高提高了4倍以上，全班综合测评成绩平均分增长105.96%。(见图5、图6)

图6抽样班综合测评平均分两期比较

(2)学生在程序设计类课程的平均分有显著提升，从75.45提升到81.36，增幅为7.83%。全班学习“数据结构”的积极性高，期末综合成绩平均分为86.3。同时数据可见，课程激发了学生参加学科竞赛的热情，由开课前的1位同学参与变成了12位同学参与，参赛人次增加了11人次。(见图7、图8)

图7抽样班学生程序能力课程数据两期比较

图8抽样班学科竞赛数据两期比较

(二)教学评价认可度高

课程通过多维度设计评价指标(学生问卷由课程满意度、教学方式、价值引领和促进专业学习等方面组成)，多主体(学生、同行和外部)参与问卷，由定量分析数据进行了效果统计(见表4)。

表4课程思政示范课程——“数据结构”教学效果评价数据分析

1.从多维度指标评价数据可以得出，课程思政的教学目标达成度较高，基本实现了预定的教学目标。同时，从多主体参与的问卷评价可以得出，学生及同行对课程的满意度和认可度也较高，认为教学设计合理，方法灵活，实现了思政元素的有机融合，达到了育人效果。

2.从数据整体上看，在价值引领方面效果显著并实现了思想政治教育元素的有机融合方面，学生评价有机融合达97.37%，同行评价有机融合达100%。由此可见，系统、全面和深入地挖掘“思政教育点”，梳理“思政教育线”，整合“思政教育面”，构建“思政教育体”的“点线面体”的课程思政四维设计新模式是达到有机融入的基础和保障。

3.从“提高学习积极性、激发学科竞赛等热情”两个数据看，课程在突破单一专业课“点”的建设，“弹性”推广到相关课程群乃至整个课程体系方面取得了一定成效。

六、课程的示范辐射效果

课程团队注重课程思政建设的示范辐射作用，主要从专业教研室和“双带头人”教师党支部书记工作室内部、学院内各个专业间、校内座谈与示范宣讲、校外学习交流等4个层次积极开展各级各类课程分享交流活动。近5年来，课程团队总教授课时数达904课时、人数达548人，课程网络访问近万次，立德树人效果显著。同时，结合精品在线开放课程的上线，课程的课程思政设计亦得到推广，目前选课人数累计共有12所学校的2 000余人。

采用CRPE四项规划的建设思路和“点线面体”的课程思政四维设计模式的“数据结构”专业课程思政建设，落实了立德树人根本任务，实现了知识传授和价值引领的有机融合，使专业课与思政课同行同向，突破单一专业课“点”的建设，“弹性”推广到相关课程群乃至整个课程体系，实现了丰富“三全”育人模式内涵，培育“三熟、三能、三有”的德才兼备的新工科人才之目的。伴随着2020年1月课程团队获得四川省课程思政示范课程立项，“数据结构”的课程思政将继续在如何设计更加科学的评价体制，如何更为有效地突破单一课程点进行探索，为形成专业课程群课程思政建设方案，系统地挖掘、凝练本专业培养方案的总体价值引领，构建新工科背景下计算机类专业德育培养新模式等方面为课程思政建设提供思路和实践示范。