基于价值引领的公安院校数据结构课程思政实践研究

曹好顺

(云南警官学院，云南·昆明 650223)

公安院校作为高等院校的重要组成部分，作为培养预备警官的摇篮，长期坚持政治建校，努力培养更多高素质的党和人民忠诚卫士。专业课程是专业素质教育和思想政治教育的重要依托，在占多数的专业课程中开展思政教育，是公安院校扎扎实实抓好党中央关于加强和改进高校思想政治工作各项部署要求落实的重要托底举措，利于公安院校开创思想政治工作新局面。(1)公安部网站.郭声琨：进一步加强和改进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.数据结构是公安院校计算机科学与技术、信息安全、网络空间安全等专业必修的专业主干课程，授课教师肩负着德才双育的重要使命和责任。如何在数据结构课程中融入思政内容，加强课程思政的价值引领，对学生进行科学的、正确的价值观引导和教育，是每一位数据结构课程任课教师都需要面临的重要课题。

一、全局观引领全过程教与学

数据结构是计算机及相关专业的专业核心课程，由于算法思维的形成不是一蹴而就的，学警学习过程中普遍反映，课程抽象、概念多、算法不易理解。教师在教学过程中，可以引导学警使用大局观、全局观的学习方法，从教材体系的全局把握课程内容，而不拘泥于具体某种算法的学习。这与习近平总书记指出的“善于观大势、谋大事，自觉在大局下想问题、做工作”是一脉相承的。

(一)课程内容教与学的全局观

在教与学的过程中，授课教师可以从以下几个方面着手，使教与学全过程应用大局观的科学方法。一是，从学科的全局深刻理解数据结构课程学科研究的内涵，把握数据结构的逻辑结构、物理结构与算法之间的关系，这是开篇内容的重担，也是难点。理解这三者之间的关系将有助于后续课程内容的学习，是理解、学习课程内容的重要基础。二是，从课程的全局归纳课程篇章体系结构上的共同特性。市面上的数据结构教材一般以线性结构、图形结构、树形结构三种基本的逻辑结构和查找与排序两种技术操作为篇章。以逻辑结构为篇章的章节内容体系结构相似，首先是介绍逻辑结构的特性，然后是逻辑结构对应的抽象数据类型定义，紧接着是对于不同存储结构的描述和具体算法的实现。两种技术操作的篇章也具相似性，都是相应操作以不同的存储结构来实现的算法描述，以及适用场景、时间复杂度分析等内容。三是，从算法设计的全局把握算法设计的基本方法。首先，从总体上根据具体数据对象的应用实际，抽象出其数据逻辑结构特性，建立逻辑结构模型。然后，从应用全局出发，分析应用情境，设计合适的存储结构，再根据存储结构对具体操作进行算法设计，并进行算法的事前统计分析，即进行时间复杂度和空间复杂度分析，选择合适的算法应用于实际。前述以技术操作为篇章的章节，与算法的具体设计方法也是相同的，不同之处在于多了对同类操作算法的分析比较。

(二)算法思维养成的全局观

从算法思维养成的角度来说，全局观也是算法思维养成的重要方法。从学警学习算法思维的角度看，算法设计首先需要从数据对象及数据对象间的关系抽象出逻辑结构特性，构建逻辑结构模型，然后从逻辑结构模型以及实际应用情境的全局，选择合适的存储结构，从而设计出能用于实际的最优算法。

在全局观的运用中，授课教师还可以以教师教学、学警学习中的全局观运用引子，引导学警对身边全局观运用实例进行观察和思考，让学警对全局观有深刻地理解和把握。比如，公安院校的建设要从总体上体现其服务公安的特性，从总体上把握政治建警、政治建校的政治特性全局观。再如，我国五年规划纲要，从全局把握国家未来五年内的发展目标、发展重点，是我国开启全面建设社会主义现代化国家新征程的宏伟蓝图和全国各族人民共同的行动纲领，有了行动纲领后，社会各层面逐步贯彻实施等等。

二、多种精神诠释的案例导学

在课程思政中诠释工匠精神、劳动精神、法治精神、爱国精神等精神内涵，对学警进行价值塑造，是公安院校教师的使命当担。数据结构这一学科随着程序设计发展而来，其发展历程虽不足60年，但其逻辑结构及其算法应用的例子在生活中不在少数。这些案例的引入可以使得价值塑造、知识传授和能力培养融为一体，做到不着痕迹地课程思政。

(一)工匠精神、科学家精神案例导学

数据结构作为一门理论与实践应用高度融合的专业主干课，其学科发展过程中，有许多与学科发展及学科知识相关的工匠精神、科学家精神案例。课程开篇介绍数据结构学科发展的过程中，可以引入计算机算法基础奠基者、计算机算法分析的鼻祖、《计算机程序设计艺术》编著者、TeX编辑排版软件编写者、最年轻的图灵奖得主高德纳(Donald Knuth)的事迹，引领学警思考高德纳为什么能够成功，其成功不是偶然，而是与其对计算机程序设计的热爱、执着、细致，这种追求极致的工匠精神、科学家精神，遇到问题时解决问题的积极态度分不开的。让学警从中领悟任何人在前进过程中都会遇到问题，但是对待问题的态度决定了个人命运的深刻道理。(2)吴军.算法之魂[M].北京：人民邮政出版社，2021.

由这一案例还可以进一步给学警讲述当今我国图灵奖获得者姚期智为我国培养计算机科学人才的爱国事迹，以及中国科学院院士、诺贝尔物理学奖获得者杨振宁为我国培养科学人才所做的贡献。用鲜活的案例激发学警学习工匠精神、科学家精神、爱国精神，激发学科学习的兴趣和热情，也为数据结构这门学警们普遍反映抽象难懂的课程学习增色添彩。

(二)爱国精神案例导学

在讲授逻辑结构栈的课程内容过程中，可以带领学警重温我国近代科学技术的先驱者，伟大的爱国主义者，中华铁路第一人詹天佑的事迹。詹天佑是我国铁路之父、我国近代工程之父。他主持修建的京张铁路是第一条完全由我国的工程技术人员设计施工的铁路干线。这条铁路干线从北京南口往北过居庸关到八达岭，一路都是高山深涧，悬崖峭壁，工程艰巨，当时各国著名的工程师都不敢轻易尝试。在詹天佑的主持下，这条铁路不满四年就全线竣工了，比原来的计划提早两年。(3)吕行华.詹天佑.语文(六年级上册)[Z].北京：人民教育出版社，2019.在教学过程中，授课教师可以带领学警一起详细回顾铁路修建过程中设计出“人”字形线路解决青龙桥附近线路爬坡难的细节，以及其中最艰巨的居庸关、八达岭隧道工程的修建细节。引导学警思考其中所蕴含的数据结构中栈这一逻辑结构以及工程建设中图的最短路径算法的运用思想。从中深刻领悟，詹天佑的个人精神魅力，让学警从其不卑不亢的爱国精神，与工人同甘共苦、兢兢业业的劳动精神，执着专注、严谨认真、勇于创新的工匠精神中，激发出内心深处的使命当担和发自肺腑的民族自豪感和爱国情怀。

(三)法治思想案例导学

法治思想的课程思政内容的融入，是公安院校教师义不容辞的责任和当担。在逻辑结构队列的教学内容中，可以引入引发社会舆情舆论热点的因不遵守排队规则而引发的治安或刑事案件的反例，或是让学警自己找寻并讲授这样的案例。引导他们讨论队列这一逻辑结构的特点，思考群众自觉自发遵守法律法规的局限性，人民警察以宪法和法律为活动准则，忠于职守、清正廉洁、纪律严明、严格执法的使命当担的必要性和重要意义。并进一步引导学警们探讨，作为新时代的学警，应如何尊法、学法、守法、用法，如何锤炼铁一般的理想信念、铁一般的责任担当、铁一般的过硬本领、铁一般的纪律作风，帮助学警树立法治思想，为他们将来进入政法队伍工作奠定坚实的思想政治基础，为政法公安培养合格的人才服务。

这样的案例，在数据结构课程思政中还可以挖掘出许多。如，树的教学内容中可以引入家谱图以及家国情怀的案例，图的教学内容中还可以引入与唐纳德并称为“我们这个时代最伟大的计算机科学家”迪科斯彻(Edsger Wybe Dijkstra)的事迹，等等。这样的案例可以润色课堂，活跃氛围，使课程思政如盐在水，达到春风化雨、润物无声的育人效果。

三、多维度相结合的课程思政实施途径

(一)教师主动与学警主动相结合

在具体的课程思政教学中，授课教师可以根据思政元素与教学内容融入的难易程度，将一部分思政元素融入设计为教师讲授为主，学警研讨为辅的形式；而另一部分则设计为学警研讨为主，教师引导为辅的形式。譬如，与学科发展和算法设计相关的工匠精神思政元素内容，可以设计为教师讲授为主。在讲授中循循善诱，引导学生思考、讨论，升华；与栈和队列教学内容相关的思政内容可以设计为，以教师引导为辅，学警研讨为主的形式。教师在其中的作用就是一个引导者，教师可以根据前述设计的案例内容，进行恰当引导，或者不设定具体案例内容进行引导。在栈的教学内容中，授课教师可以引导学警回顾詹天佑案例，让学警在案例研讨中领悟栈这种数据结构和詹天佑的爱国精神、工匠精神，激发他们的爱国情怀。在队列的教学内容中，授课教师可以不设定具体的教学思政案例，而是通过循循善诱方式，引导学警自发地从身边或媒体新闻中发掘思政案例，让他们在案例中掌握队列这种数据结构的操作特性，并在集体讨论中，明白公安工作的必要性和重要性，归纳总结出作为学警所应具有的尊法、学法、守法、用法理念，思考如何使自己成为“四个铁一般”的公安队伍的一员，树立良好的法治思想。

(二)理论与实验相结合

前述已经提到，数据结构是一门理论与实践应用相结合非常强的专业主干课程。除了前述理论内容中引入全局观，引入思政案例，进行教师主动和学警主动相结合的课程思政外，实验任务中引入思政内容也是数据结构课程思政的重要部分。

实验是数据结构课程不可或缺的重要一环，是教学效果的重要体现。数据结构课程教学中需要安排近三分之一至二分之一的课时，进行验证性、综合性和设计性实验。这些类型的实验，都可以无形地引入思政元素，引导学警养成扎实的程序设计基本功、规范的程序设计应用能力、综合和灵活的运用能力，以及创新性思维，是工匠精神和科学精神最好的应用场景。

对于验证性实验，特别是最开始的一两个实验。如线性表的顺序表和链表的实验，授课教师通常会首先介绍程序的总体结构、具体注意细节，进行演示，然后学警输入代码，完成实验。这个过程中，学警往往不能认识到自性输入代码这一过程的重要，不太重视，甚至会有一部分学警会直接拷贝其他学警的代码完成实验。授课教师可以用自行输入代码完成实验的学警，在实验中容易出现各种小问题的例子，进行思政教育，引导学警认识到自行输入代码进行程序调试是计算机程序设计人员必备的基本功。这些基本功的修炼，可以让学警在今后的程序设计中避免很多初学者容易犯的低级错误。如界定符号括号(圆括号、花括号)不成对、缺少语句结束标志、大小写前后不一致、函数调用参数与定义函数参数数量或参数类型不一致等等，也能够使学警们认识到程序设计中代码规范书写的重要性，培养学警们扎实的程序设计基本功。

应综合性实验要求学警综合教学中所掌握的基础算法，在基础算法的基层上灵活运用，进行细微的调整和变化，设计新的算法，完成实验任务。譬如，哈夫曼编码实验中，要求学警在掌握哈夫曼树创建和编码算法的基础上，设计哈夫曼解码算法。这需要学警深刻理解算法中数据结构和基础算法的思想，具备知识的综合和灵活运用能力。授课教师可以据此简略引导学警领悟算法中数据结构的特性，让他们自行探索解码算法的基本思路，掌握算法设计灵活运用的方法，培养他们基本的算法设计思维和能力。设计性实验，除了要求学警具备综合、灵活运用的能力外，还要求他们具有一定的创新性，实现一个功能相对完备的小型系统。

以上各种类型的实验任务，都能够将扎实研学的工匠精神和科学精神思政内容无形地融入其中，达到润物无声的育人效果。

(三)线下与线上相结合

在后疫情时代，线下线上相融合的授课方式已经被广泛应用和认可。线下形式可以是前述的学警为主和授课教师为主相结合，或理论与实验相结合的方式，可以是大讨论形式，可以是辩论形式，也可以是游戏形式，所有用于传统授课工具包的选项都是备选方案。此外，授课教师可以借助学习通等网上平台进行课程思政，如将高质量的思政视频上传至平台，或者直接将平台上共享的优质视频或其他形式的内容链接至数据结构课程平台，供学警们反复地不定时地学习，并在平台上进行思政视频等内容的研讨。这样的方式可以让一部分不习惯在众人面前发言的学警畅所欲言，而不用感到难为情，充分发挥课程思政的育人效果。也可以采用学警研讨+教师引导+适当练习的线上或线下，或两者相结合的方式进行。这些多样化、灵活的方式，将更加提升课程思政的质量和效果。

引入全局观的教与学可以使教师的教、学警的学有机融合，思政案例的引入可以使得价值塑造、知识传授和能力培养融为一体，做到不着痕迹地课程思政，而其中法治思想案例的引入则与公安院校的课程思政要求高度融合。多维度相结合的实施途径为数据结构课程思政的实施提供了强有力的保障。

专业课课程思政的融入可以是多维度的，不能简单生硬地采用“课程”加“思政”的机械组合方式，授课教师需要根据学科及专业特点挖掘思政元素，在无形中对学警们进行价值塑造，最终做到课程与思政的水乳交融。