基于任务驱动的数据结构课程思政混合式教学设计与实践

摘要：数据结构作为计算机专业的核心课程之一，具有理论性强、实践性高的特点。为了解决数据结构课程思政在线上线下的深度融合问题，又能实现其在专业人才培养目标中的支撑作用，本文探索并实践了一种适合于数据结构课程思政教学的基于任务驱动的混合式教学方法，该方法能够结合课程特点，使学生在专业知识探索的过程中主动获取思政教育知识，实现素质教育和能力培养的紧密结合。

关键词：任务驱动；数据结构；混合教学模式；课程思政教育

中图分类号：G434"文献标识码：A"论文编号：1674-2117（2025）01-0095-04

引言

教育部印发的《高等学校课程思政建设指导纲要》提出，全面推进课程思政建设，是落实立德树人根本任务的重要举措。［1］数据结构课程是计算机专业的核心基础课程，在计算机专业整个教学体系中具有举足轻重的地位。［2］近几年，针对数据结构课程思政的融入点不断被发掘，但针对融入思政教学的相关教学方法研究却较少。［3］笔者根据多年的数据结构课程教学经验，探索并实践了一种适合于数据结构课程思政教学的混合式任务驱动教学方法。该教学方法既能够结合课程自身理论性强、实践性高的特点，达成提高学生分析和解决复杂问题的能力目标，又能将课程思政伴随着任务的完成贯穿“课前、课中、课后”全过程，使得学生在专业知识探索的过程中主动获取思政教育知识，从而增强他们对思政学习的内驱力和主动性。［4］

任务驱动教学法在数据结构课程思政中的应用目标

任务驱动教学法是建立在建构主义理论基础上的以学生为中心、以任务为驱动的教学方式，强调学生的学习活动与具体任务或问题相结合，并要求教师在教学过程中，将所需传授的知识内容以具体任务的形式布置和发放给学生，学生在强烈的问题动机驱动下，通过对学习资源的积极主动运用，进行自主探索和互动协作学习，探索解决任务的方法，通过完成任务获得知识和技能。［5］

数据结构课程的内容专题性强、理论性强、实践性高，将任务驱动教学法应用到数据结构课程的教学环节，能够实现以下目标：一方面通过明确设定阶段性任务目标，将抽象的理论融入到实际任务中，让学生在完成任务的过程中，理解抽象理论知识，达到提高分析和解决复杂问题的能力目标［6］；另一方面让学生通过查阅文献资料了解所需完成的任务，主动寻找和领会任务中蕴含的思政内容，并在探究和完成任务的过程中不知不觉地受到某种积极精神的鼓舞，让思政内容悄无声息地融入学生心中。［7］

基于任务驱动的课程思政内容的挖掘及教学融入

数据结构课程内容主要分为线性表、栈、队列、树、图、查找和排序，专题性强，并不需要每个章节、每个知识点都采用任务驱动教学方法，但是每个专题模块可以布置一个蕴含思政元素的任务。任务的选取和设计要匹配教学目标，紧密结合实际问题，兼顾综合性、应用性和一定的趣味性，让学生在学完专题模块后，在综合运用所学知识解决任务的过程中，悄无声息地接受思政教育。

通过对专题模块涉及的知识点进行深度挖掘与梳理，笔者列出了可供参考与借鉴的与专题模块对应的任务驱动案例（如下表）。

基于任务驱动的课程思政混合式教学设计及实践

基于任务驱动的课程思政混合式教学设计，可采用课内课外双驱动、线上线下双渠道、理论实验两手抓的全过程教育方式，将课程思政贯穿“课前—课中—课后”全过程。课前，教师以完成话题讨论的形式，引导学生通过查阅文献资料了解任务内容，同时线上自学完成任务应具备的基础知识。课中，以案例驱动、情境驱动、课堂讨论等方式引导学生解决任务的重难点问题，掌握解决任务的技术和方法。课后，发布分组任务，让学生用多种算法思路编程实现任务，在实践中进行体验式思政教育。这样，在完成任务的整个过程中，既能引导学生通过项目合作与交流、多维度的讨论和研究、发散思维的课堂头脑风暴等方式领会任务中蕴含的思政元素，也能培养学生的团队协作能力、沟通能力和创新能力，拓宽学生的思想视野，培养他们的综合思考能力和批判意识。下面，笔者分别以线性表和哈夫曼树为例，进一步阐述如何通过任务驱动教学法在数据结构课程中融入思政内容。

案例一：人类命运共同体——线性表。

教学目标：增强学生的民族自信心、民族自豪感，激发学生的爱国情怀。

课前，要求学生通过查阅资料完成线上讨论：通过了解“一带一路”建设的目的和作用，从中抽象出线性表。

在线下课堂教学时，教师首先结合实例十二生肖、计算机学院近十年的学生人数列表介绍线性表的概念及特点，并通过实例让学生深入了解学校的历史底蕴，培养爱校情怀，增加文化认同感和归属感。其次，播放《秒懂一带一路》视频，以“一带一路”作为线性表的典型案例之一，结合学生课前自学掌握的相关信息，布置分组任务，引导学生从地域、国家、城市等不同层次抽象出多个线性表，进一步加深学生对线性表特点的理解；同时，将“一带一路”作为线性表的教学案例之一进行分析，让学生在掌握线性表知识的同时，了解“一带一路”的作用和战略意义，提高学生的民族自豪感、民族自信心和责任感，进而引导学生爱国力行，有担当，为构建人类命运共同体和中华民族的伟大复兴而奋斗。再次，以“一带一路”沿线国家城市抽象出来的线性表为例，讲解顺序表的基本操作：初始化、建立、查找、插入、删除等；在学生讨论抽象出来的线性表的基础上，讲解线性表基本操作的实现，进一步加深学生对“一带一路”中彰显出来的中国智慧和推进全球治理体系变革的中国担当的体会。最后，总结顺序表的优缺点，分析其应用场合，通过分析顺序表的优缺点和应用场合，引导学生要勤思考，多观察，学会辩证分析看待问题。

课后，教师在线上发布分组任务：利用线性表编程模拟“一带一路”沿线国家城市的加入，需给出算法思路分析、代码及执行结果截图。

案例二：创新无处不在——哈夫曼树。

教学目标：引导学生要有创新意识，加强对学生工匠精神的培养。

课前，教师要求学生通过查阅资料完成线上讨论：了解哈夫曼的生平事迹、哈夫曼编码产生的背景。通过了解哈夫曼的生平事迹，引导学生发现生活中处处有创新，创新无处不在，创新可以出现在期末大作业中，也可以出现在日常生活中。

在线下课堂教学时，首先，小组上台介绍哈夫曼的生平事迹、哈夫曼算法产生的背景，这时教师要引导学生平时养成多动脑、勤思考的习惯，以激发自身的创新意识，同时，还需丰富知识储备，提升自身的创新能力。其次，教师引导学生利用哈夫曼树解决“约翰修篱笆的最少费用方案”，哈夫曼树的构造过程可以看成是木头的拼接过程，而木头的切割方案则可以看成是木头拼接过程的逆过程，提示学生要打破常规，从逆向思维的角度分析问题、解决问题。再次，教师发布分组任务，小组经过讨论后，从代码实现的角度描述约翰修篱笆问题的算法实现思路，并通过生讲生评的方式，增强学生之间的互动，帮助提升学生的自信心和表达能力；通过小组讨论培养学生的团队意识，加强小组成员的沟通交流，群策群力，提出解决问题的多种思路，从中找寻解决问题的最佳方案，并进一步引导学生在算法设计时要追求更高效率，要有精益求精、追求卓越的工匠精神。最后，教师发布120分制的考试成绩转换成5分制等级的讨论题，现场引导学生把哈夫曼树的构造过程通过增加约束条件创新应用到成绩评定的比较环节中，从而得到比较次数最小的成绩评定方案，这也意味着站在用户的角度，响应时间会更短，会给用户带来更好的体验，并进一步鼓励学生要勇于创新、大胆尝试，再次强调编写程序要养成注重细节、追求更高效率的良好习惯，以加强工匠精神的培养。

课后，教师在线上发布拓展讨论：在数据结构中有很多算法因为有其独特的创新思路，故而以算法提出者的名字命名，通过查阅资料，介绍一些以人名命名的算法产生的背景及功能。同时，在线上发布分组任务：编程实现约翰修篱笆问题的切割方案，尽可能提供多种解决方案，给出算法设计思路，算法效率分析、代码及运行结果截图。

教学效果及反思

兴趣是最好的老师，想让学生积极主动参与课程思政，必须保证思政元素与专业知识的融入具有趣味性、任务的设置要有挑战度和一定的吸引力。案例一在课前将即将完成的任务背景布置成讨论题，让学生在抽象出线性表的过程中，主动去了解“一带一路”等相关内容，激发了学生的学习兴趣；课中将任务分解，讲述实现任务涉及的技术；课后，学生完成“一带一路地区加入”的任务，体现了综合应用线性表的增、删、查、改等基本操作解决实际问题的能力。

数据结构课程的经典算法较多，教师在教学中应挖掘算法背后的故事，形成有效开展课程思政的活素材，通过这些素材与任务的植入，帮助学生了解科学家解决问题的计算思维模式，学习科学家锲而不舍的探究创新精神。案例二在课前让学生去了解任务完成涉及的算法产生的背后故事，能够激发学生的好奇心和求知欲，促使学生迫切地想了解算法的应用效果，化被动为主动，积极推动任务的完成。

此外，教师要强调学以致用的思想，不光要掌握算法本身的实现思想，更要能利用算法解决实际问题。在任务的实现过程中，还要正确引导学生从不同角度看待问题或事物，激发学生的探索精神和创新精神，鼓励学生用多种方式解决同一问题，并分析结果的异同，鼓励学生追求算法的完美性。这样既能加强学生对基本数据结构的应用，也能让学生深切体会到用不同数据结构解决同一问题的差异性，从中找到效率最佳的解决方案，培养学生综合运用知识解决问题的能力和精益求精的工匠精神。［8］

结语

总之，基于任务驱动的课程思政混合式教学设计，应以任务为主线，将课程思政贯穿“课前—课中—课后”全过程，融思政于无形；效果评价可以采用调查问卷、心得体会等诊断性评价和终结性评价相结合的方式。为了进一步改善思政育人效果，还可通过学科交叉拓展与前沿科技素材，开展任务驱动和跨界融合的思政教育。［9］同时，可利用第二课堂，引导学生开展与数据结构相关的社会实践活动和社区服务，让学生亲身体验数据结构的实际应用和社会影响。

参考文献：

[1]杨丽，杨正泽，卢春华.数据结构与算法课程思政建设探究[J].安顺学院学报，2023（25）：107-111.

[2]侯丽敏.“大思政课”背景下高校“数据结构”课程思政建设路径研究[J].黑龙江教育，2023（05）：86-89.

[3]李晓霞，李一清.《数据结构与算法》课程思政教学的探索与实践[J].河西学院学报，2023（39）：119-123.

[4]刘喜勋，姜庆伟，戚娜，等.工作坊＋任务驱动的数据结构与算法课程教学改革及实践探索[J].陕西教育，2016（08）：48-50.

[5]马慧彬，刘晓敏，朴顺姬.结合SMART的任务驱动教学在《数据结构》课程中的应用[J].科技创业月刊，2017（09）：53-54.

[6]李洪亮，郭艳青，黄锐，等.任务驱动教学法在“课程思政”中的应用[J].创新创业理论研究与实践，2021（16）：170-172.

[7]赵锦元，熊兵，唐志航.任务驱动教学法在数据结构课程教学中的应用[J].计算机教育，2015（04）：71-73.

[8]徐新爱，王丽娜，朱恩芳.数据结构课程思政教学路径与实践[J].计算机教育，2022（11）：38-42.

[9]崔青.数据结构与算法课程思政三维结构内容体系构建[J].计算机教育，2023（06）：12-16.

作者简介：闵娟娟，女，硕士，讲师，研究方向为计算机应用；余玛俐，女，博士，副教授，研究方向为算法分析与设计。

基金项目：江西省线上线下混合式一流本科课程（项目名称：数据结构。项目编号：赣教高字〔2021〕38号）；国家自然基金项目（项目名称：云环境下面向密态图数据处理的隐私保护查询关键技术研究。项目编号：62262033）。