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【课程思政大家谈】欣赏“代码之美”和“算法之美——《数据结构》课程思政建设实践
2021-05-11 16:12     (点击: )

【编者按】近年来,十大网赌网址推荐以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,按照《高等学校课程思政建设指导纲要》要求,紧紧围绕立德树人根本任务,突出思想引领、品行养成、知识传授、能力培养、思维创新五位一体培养理念,深化学校课程思政教学改革,寻找专业课程与思政元素的交集,通过以点带面、示范带动的方式,涌现出一批优秀的“课程思政”示范课程。

党委宣传部、教务处推出“课程思政大家谈”专栏,深入开展“课程思政”优秀课程建设经验分享,陆续展示十大网赌网址推荐各类课程开展课程思政工作的经验和做法,带我们走进课程思政的第一课堂,走近传道授业解惑的老师们。第二期推出的是2021年天津市高校课程思政示范课程、信息技术工程学院罗梅的《数据结构》课程思政经验分享。

一、课程简介

十大网赌网址推荐计算机相关专业自1985年和1992年起分别开设专科和本科层次的《数据结构》专业基础课程,之后于1996年、1999年、2005年、2017和2019年先后五次修改了教学大纲,旨在优化教学内容和知识结构等,以更好地适应十大网赌网址推荐学生的学习和就业需要。

目前,我院计算机科学与技术专业、软件工程专业、网络工程专业、数字媒体专业及数据科学与大数据专业均于二年级上学期开设《数据结构》课程,每届选修人数计12~13个班,约380人。

在课程教学中,最早融入思想政治元素的是刘光然老师,他提出“数据结构就是人生哲学”,以“田忌赛马”的故事进行课程导入等。之后,其他老师也都自觉学习《毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论》《习近平谈治国理政》《马克思 恩格斯 列宁 斯大林 论德育》等文献,积极挖掘课程中的育人元素,将思想政治内容与专业教学有机结合起来,使知识传授与价值引领相结合,发挥了专业课程育人作用。

该课程于2000年被评为校级优秀课程,2003年和2005年被复评为校级精品课,2019年被评为校级新时代“课程思政”改革精品示范课,2019年被评为市级线下一流本科建设课程。2021年成功获批天津市高校“课程思政”示范课程。

2009年4月出版教材《数据结构实践训练教程》(刘光然主编,徐棣、罗梅、李典蔚编著,南开大学出版社,ISBN:9787310031139),师生使用后反馈较好。

团队开发的数据结构在线开放学习平台拟于下学期投入运行,该平台的功能主要包括在线学习、提交作业、在线测试和答疑交流等。上学期,教学团队录制的44学时的课堂理论教学录像,将上线到平台供师生观摩学习。

其它配套教学资源包括浅显易懂的Flash动画、排序算法舞蹈视频、课程思政配套教案和讲义、题型丰富的习题集、思政图片和视频等。

二、教学设计

(一)学情分析

 

学生知识经验分析

学生在学习本课程之前,已掌握C语言和离散数学的专业基础知识,编写过简单的验证型程序,具备基本的数学抽象能力。

学生学习能力分析

学生在学习本课程之前,已形成一定的自主学习能力。通过本课程的学习,要综合之前所学,培养计算思维,锻炼独立思考和解决实际问题的高阶能力。

学生思想状况分析

学生已进入大二下学期,思想政治状况总体良好,多数具有一定的是非判断和分析能力,但在职业素养和专业认同感方面还需得到提升。少数学生价值观受现实冲击较大,部分学生存在务实功利思想和行为,一些学生对思想政治理论课主渠道作用感受不深。

 

(二)课程目标

 

知识目标

理解数据结构的基本概念、数据结构与算法的关系,熟练掌握常用数据结构及其基本运算的实现,熟练掌握常用查找和排序算法的思想及其实现,能够运用时间复杂度对算法进行分析。

能力目标

提高分析数据、组织数据的能力,培养分析问题和灵活运用所学知识解决实际问题的能力。掌握编写效率高、结构好的算法的基本技巧,能够根据实际问题选择合适的数据结构设计有效的算法。

价值目标

提升文化素养、职业道德、就业能力、专业兴趣及创新创业能力;激发对算法设计的热爱之情,增强学好专业的使命感和责任感;强化工科思想素养和行为习惯,提高缘事析理、明辨是非的能力和工程伦理意识;培养精益求精的大国工匠精神,激发科技报国的家国情怀和使命担当,成为德才兼备、全面发展的技能型人才

 

(三)课程思政内容

 

主线:坚定学生理想信念,教育学生爱党、爱国、爱社会主义、爱人民、爱集体。  

重点:  

1. 政治认同:习近平新时代中国特色社会主义思想教育;  

2. 家国情怀:社会主义核心价值观教育;  

3. 文化素养:中华优秀传统文化教育;  

4. 宪法法治:宪法法治教育;  

5. 道德修养:职业理想和职业道德教育。

(四)思政元素设计思路

总体来说,就是以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,以历史上的今天和专业知识为载体,以社会主义核心价值观为基本准则,以学生实际和专业特点为出发点,以培养德才兼备、全面发展的技能型人才为目标导向,做好“六个结合”,聚焦“引大道,启大智”,注重强化学生工程伦理教育,培养学生精益求精的大国工匠精神,激发学生科技报国的家国情怀和使命担当,实现如盐入水、春风化雨、润物无声、育人有情

具体来说,就是分析编程工作对人的基本要求,如自觉的规范意识、良好的团队精神、强烈的求知愿望、认真的学习态度,通过观点、故事、对比、讨论、现身说法、严肃规章等多种方式,寓道于教,寓德于教,寓教于乐。在教学中建设课程之魂,即帮助学生树立正确的科学观,提高美学素养,学会欣赏“代码之美”和“算法之美”,夯实知识储备,激活思维技巧,并最终冲破阻碍编程能力提升的障碍。

 

 

三、实施过程

1.牢记“培养什么人、怎样培养人、为谁培养人”的根本问题,将价值塑造、知识传授和能力培养三者融为一体。提升科学、人文素养和课程思政建设的意识和能力,深入挖掘课程和教学方式中蕴含的思想政治教育资源,培养学生的创造力,塑造学生的世界观。

2.精心设计第一课。教育是人点亮人,老师是火种,要点燃学生的心灵之火,而第一课就是第一把火。有些同学将第一次课当作试听课,如果喜欢第一课(老师),就会端正后续学习的态度,即“亲其师,信其道”。否则,可能就会厌听厌学,放弃这门课。

3.学生往往对没有生命的符号和枯燥的理论学习缺乏兴趣,从而导致不能熟练掌握教学内容,所以在教学中注重运用自然贴切、生动形象、轻松幽默、拓展性强且前后联系的实例来激发学生的学习兴趣。

4. 针对学生抽象思维能力不强的特点,在教学过程中运用循序渐进的教学思想,主要采用启发式教学方法,如比喻启发、设疑启发、类比启发等,促进学生的好奇心和想象力。

5. 通过板书、动画、视频和多媒体课件的动态演示,对不同方法的对比,归纳和总结,帮助学生理解并熟练掌握教学内容。

6. 设置问题链,通过问题引导使学生成为教学的主体。以“为什么”“是什么”“怎么办”的基本问题链为线索推进课堂教学,提升学生的自学能力和思维能力,让学生充分参与到教学,真正成为教学主体。

7. 以人为本,尊重学生个性,观察学生情绪,了解其遇到的困难,及时调整节奏,给予帮助指导,并帮助学生树立学习信心,努力达到师生在情感上的共鸣和思维上的同频共振。

8. 用教材教,而不是教教材。精加工教材,补充新成果,融汇贯通,将知识点连成线、线连成面、面构成体。引导学生由一点而及全貌,构建完整的知识体系。

9. 深度挖掘提炼专业知识体系中所蕴含的思想价值和精神内涵,科学合理拓展专业课程的广度、深度和温度,从课程所涉专业、行业、国家、国际、文化、历史等角度,增加课程的知识性、人文性,提升引领性、时代性和开放性。

10. 实验实践课和布置作业时,注重学思结合、知行统一、融合创新,增强学生的勇于探索的创新精神、善于解决问题的实践能力。

 

 

 

四、教学特色与创新

(一)创新点

1.思路清晰,方向明确

本质上,课程思政不是“加法”,而是“方法”,甚至可以是“减法”,实施时要如盐化水、春风化雨、润物无声。

挖掘思想政治教育元素时,坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,以历史上的今天和专业知识为载体,以社会主义核心价值观为主线,以学生实际和专业特点为出发点,聚焦、把握两个重点:引大道——引导价值追求、激发四个自信;‚启大智——培育科学精神、树立行业信心。

具体来说,针对该课程对软件开发人员的重要性,重点分析编程工作对人的基本要求,如自觉的规范意识、良好的团队精神、强烈的求知愿望、精益求精的工作态度,通过观点、故事、对比、讨论、现身说法、严肃规章等多种方式,强化学生的相关思想素养和行为习惯,让技术技能和思政素养协同提高。

2.教学评价方式多样

雨课堂答题:利用成人注意力曲线在注意力分散的临界点,设置雨课堂答题,及时对所学知识进行巩固,促进学生思维持续活跃,也便于老师了解学生的情况,把握课堂节奏。

非标准答案考试:根据不同学生学习需求和规律,在QQ群分享文本和优秀课程视频,为学生自主学习提供丰富多样的教育资源。每一个月利用QQ群作业功能布置一次非标准答案考试,注重考查学生运用知识分析、解决问题的能力。老师及时进行批阅和反馈。

反思报告:每个星期,要求同学们反思在学习的过程中遇到的问题,提出自己的建议,便于老师了解学生的困难,有针对性地进行教学调整。

学习档案袋:运用信息技术手段记录和展示学生在学习过程中关于学习目的、学习活动、学习成果、学习业绩、学习付出、学业进步、学习反思的主要信息,并描绘其成长轨迹。便于老师了解学生的学习需求,及时地提供有针对性的指导。

(二)特色

1.强调学生的中心主体地位,让学生掌握学习的主动权

课堂教学基本采用BOPPPS教学模式及其变式。带着明确的教学目标,在前测的基础上灵活把握教学节奏,引导学生自主探究,参与学习,并通过后测检查教学效果。

在实验教学和综合课程设计环节,鼓励学生自主组队,调查研究,确定项目,设计解决方案。通过师生和生生交流、合作,学生学会分析和思考,理解和宽容,形成对社会和自我的准确认知,发展良好的情感、态度和价值观。

积极组织指导学生参加各类教学和技能竞赛,在实战中提高学生的师范能力和解决问题的能力,巩固长期教学效果。

   

 

 

2.提出“三有两化一平台”的课程思政实现路径

三有”即教师在教学过程中要有意识地对学生进行思想政治教育,并将思想政治教育与专业发展教育有机结合,提炼专业课程中蕴含的文化基因和价值范式,将其转化为社会主义核心价值观的有效教学载体,在润物细无声的知识学习中融入理想信念层面的精神指引。“两化”即教师要善于观察生活,善于挖掘生活实例与课程间的联系,以做到案例生活化,提升思想政治教育亲和力和针对性,满足学生成长发展需求和期待,进而达到思政教育自然化。“一平台”即充分运用在线开放教学平台,提供更多资源,加强沟通等。

3.采用多种思政元素挖掘方法

追踪技术热点,实时更新课程内容。将我国科学技术飞速发展的新技术、新成果与课程相关内容自然衔接,展示新时代新成就。

将中国优秀传统文化、以人民为中心的发展理念、绿色节能发展理念等与课程相关内容有机融合,坚定道路自信和文化自信。

将马克思主义哲学、习近平新时代中国特色社会主义思想等与课程相关内容有机融合,强调问题分析与评价,从哲学角度来分析相关知识,利用矛盾论、发展观、辩证法等分析和解决问题,锻炼学生哲学思维,提高解决问题的能力。

注重科学能力、职业素养、工匠精神的培养,提高学生专业技能,注重理论联系实际,培养学生求真务实的科学精神。

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