———以“Python数据结构与算法”为例童蔚苹a，b
，陈淑燕a，杨帆a，林柏锦a
（东南大学a.交通学院；b.道路交通工程国家级实验教学示范中心，
江苏南京211189）［摘
要］结合课程思政建设，从立德树人视角挖掘“Python数据结构与算法”课程的思想政治元素，
以强化法规教育和践行工匠精神为主线，聚集新时代工匠精神的内涵，建立课程专业知识点和思想政治教育的契合点。通过精心设计教学案例，在恰当的教学过程和教学环节中融入思想政治内容，使得课程思政教育做到自然有效，如盐化水。教学实践表明，课程思政与专业知识教学有机融合、相辅相成，有利于提升教学效果和育人成效。［关键词］课程思政；数据结构与算法；
立德树人；工匠精神［基金项目］2020年度东南大学第三批“课程思政”校级示范课改革试点项目“数据结构与算法B”（2020xjj125）；2019年度中国高等
教育学会教学研究分会中国高校“金课”建设平台推进计划“面向交通大数据时代的数据科学课程群建设”
［作者简介］童蔚苹（1974—），女，浙江衢州人，博士，东南大学交通学院讲师，
主要从事交通仿真、交通大数据分析研究；陈淑燕（1967—），女，安徽合肥人，博士，东南大学交通学院教授，博士生导师，主要从事数据挖掘、驾驶行为分析研究；杨帆（1986—），女，河南郑州人，博士，东南大学交通学院讲师，
主要从事交通大数据分析与建模研究。［中图分类号］G642
［文献标识码］A
［文章编号］1674-9324（2021）34-0014-04
［收稿日期］2021-02-24
2020年5月，教育部印发《高等学校课程思政
一、以强化法规意识教育和践行工匠精神为建设指导纲要》[１]。纲要指出：把思想政治教育贯
主线
穿人才培养体系，全面推进高校课程思政建设，发从法规层面讲，遵守《计算机软件保护条例》挥好每门课程的育人作用，提高高校人才培养质是所有计算机从业人员职业道德的最基本要求，量。高校在加强思政课程的同时，着力课程思政建作为交通工程领域未来从事交通仿真及软件开发设，赋予专业课程价值引领的重任。专业教师须寓的人才，交通工程专业的学生也应对此有清晰的价值观引导于课程知识传授和能力培养的全链认识。软件是程序员高度智慧的结晶，其开发需要条、多维度教学过程之中，帮助学生树立正确的世投入大量的智力和财力。与有形财产一样，软件也界观、价值观、人生观。每所高校、每门课程、每位受到国家法律的保护。
尊重软件著作权，提高开发教师都要守好一段渠、种好责任田，形成协同效者的积极性和创造性，才能促进软件产业的健康应，构建全员、全程、全方位的育人格局。
发展，从而促进人类文明的进步。科研诚信和学术“数据结构与算法”一直以来是计算机相关专道德是治学的起码要求，作为学生，体现在具体行业的核心专业基础课，是计算机学科公认的主干动上，就是在实际的学习、科研活动中自觉遵守学课。为服务国家交通强国发展战略，
适应“互联网+术规范、
法律法规。交通”大数据新时代发展背景，培养交通工程领域此外，作为优秀的软件开发人员，应追求比程具有研发创新能力的多学科交叉型专业人才，具序正确更高的目标，如更高效的算法、更健壮的软备运用相关计算机软件与仿真工具对复杂交通工件、可复用性的模型和可灵活配置的组件等。体现程问题进行分析、建模与仿真的知识和能力，在技术探索上就是要不断研究性能更好的算法、更“Python数据结构与算法”课程应势而开，成为东优的数据结构和更灵活的模型结构，而不仅仅是实南大学交通工程专业人才培养体系中的一门专业现功能，这是一种对科学孜孜以求的工匠精神。作为基础课。
新时代的大学生，
一定要继承和弘扬这种精神[２-９]。-14-
.com.cn. All Rights Reserved.第34期童蔚苹，等课程思政元素挖掘与教学实践研究作为授课教师，需要深入钻研，结合专业培养一个字母，就在两者之间创建一条边，将它们连接目标，明确课程的德育目标，做好新时代发展背景起来，因此我们只需要把满足转换条件的点相连，下课程专业培养目标和德育培养目标相融合的课就形成了一张图。对于只有少量单词的情况，这个程规划设计，挖掘课程体系结构和知识内容中的方法还不错。但是，假设列表中有几千甚至上万个德育元素。在本课程中，“数据结构+算法=程序”单词，将一个单词与列表中的其他所有单词进行是一个公认的概念，但对于大学二年级的学生来比较，建图的时间复杂度为韵（n2）。
讲理解起来还是比较抽象的。授课教师需具有精对问题进行深入分析，参考处理冲突的开散益求精的工匠精神，利用信息技术和人工智能技列方法，对数据结构进行改进：创建带标签的桶，术积极推进思想政治教育与专业教育深度融合，其中标签是某一个字母被通配符“_”下划线代替通过设计编程实践、项目案例和情景模拟等教学的单词；一个桶可以存放若干单词，即所有匹配标方式，变抽象为具体，让学生在理解数据结构和算签的单词都放到同一个桶里；将单词列表中的所法的重要性、掌握数据结构概念内涵的同时，吸引有单词依据标签与桶匹配就位后，对同一个桶内学生主动参与到富含思想政治元素的课堂教学中的单词之间建立连接边即可。教学算例的单词列来，实现知识传授和价值引领的有机融合。
表包含5110个单词，采用初始的方法构建数据结二、聚集新时代工匠精神的内涵，精心设计教构模型，共有26112100（5110×5110＝26112100）学案例
条边需要做判别；改进后，图中只需构建53286条深刻理解工匠精神的时代内涵，从立德树人边，边的数量是原模型的0.2%。新模型的时间复杂和思政育人的视角，建立本课程与工匠精神核心度和空间复杂度均得到了很大的优化。
内涵之间的契合点，实现二者有机融合。
课堂教学过程中，通过插播《大国工匠》中贺（一）数据结构优化和弘扬精益求精科学精神潇强精准求精为国铸剑的视频，引导学生在数据的关系
结构设计上以贺潇强为榜样，不忘数据结构模型对于任何问题，程序员优先考虑数据的表示，
设计的初心，多思考，反复实践，
追求完美。找到表达该问题最恰当的数据结构，同时追求逻（二）算法创新与追求卓越创新精神的关系辑的极简、
时间的最少和存储的最省，并懂得其中作为一个优秀的程序员，掌握主要算法技术的平衡，真正做到精益求精。下面结合词梯问题做的基本原理，养成钻研、好奇、创新、动手等优秀习详细阐述。
惯，才能真正做到传承精华，守正创新。下面结合问题描述：
单词接龙WordLadder问题。1878自动售货机找零兑换问题做详细阐述。
年，“爱丽丝漫游奇境”的作者LewisCarroll发明了问题描述：兑换最少个数的硬币问题。设计一一个单词游戏：从一个单词演变到另一个单词，其个自动售货机找零程序，要求每次找给顾客最少中的过程可以经过多个中间单词，演变中要求相数量的硬币。例：某次顾客投进100￥，买了31￥的邻两个单词之间有且仅有1个字母的差异，如东西，需要找零63￥。假设低于100￥的币值种类FOOL变SAGE：FOOL→POOL→POLL→POLE→即硬币体系有[1￥，5￥，10￥，25￥]。
PALE→SALE→SAGE，目标是找到单词变换最短贪心策略：贪心策略是一种直观求解优化问题序列。
的方法。算法核心就是每次都试图解决问题的尽量问题分析：问题求解目标是最短转换序列。看大的一部分。对应找零兑换问题，具体步骤为：从最到最短目标序列首先想到的就是广度优先搜索，大面值的硬币开始，用尽量多的数量；有余额的，再而广度优先搜索的对象则是图。但是本题并没有到下一个最大面值的硬币，还是用尽量多的数量；直接给出图的结构，因此需要把问题抽象成图的一直到最小面值为止。经计算，本例中的找零硬币模型。
最少组合为：2个25￥+1个10￥+3个1￥。对于上述创建该问题的图表示有多种方式。假设有一找零兑换问题，贪心策略在美元、人民币等硬币体个单词列表，其中每个单词的长度都相同。首先，系下表现尚好。然而，当出现一些特殊面值的硬为每个单词创建一个顶点，如果两个单词只相差
币，如21￥时，贪心策略会失效。按照贪心策略找
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.com.cn. All Rights Reserved.教育教学论坛2021年8月零63￥需用6个硬币，而实际上最优解是3个面值合实训课题。课题要求以小组为单位，分工完成各21￥的硬币。
项任务，并最终以小组为单位完成综合实训的答算法设计及改进：针对特殊的货币体系，贪心辩和评分。
策略会有失效的情况，那么，如何在不依赖某种硬问题描述：智慧校园导航导览系统。学校校园币体系时求得问题的最优解呢？
在课堂教学中，教占地面积大，校园内学习、生活、办公等活动场所师积极引导、鼓励学生对算法进行改进和创新，深众多。然而，各楼宇和道路的方向指示牌不明确，入思考、突破常规，提出更好的解决方案。经研究访客很难通过口头指路和VI导牌快速准确地找到发现，递归是一种可行的方法，可通过递归得出目的地。本项目设计并实现一个智慧校园导航导找零问题的最优解。首先，
确定递归结束条件：若览系统，
为访客提供服务。需要兑换的零钱，其额度恰好等于某个货币单位因为项目的难度较大，
在布置任务时，教师带面值，则递归结束。其次，对问题减小规模：具体领学生分析项目实现的关键点和解决方法，并鼓方法就是采用枚举法，对每种面值的硬币都尝试励学生对其完善、改进和创新，提出更好的解决方兑换1次。假设硬币体系为[1￥，5￥，10￥，25￥]，案。另外，对项目任务和流程做进一步的明确，具则找零减去1￥后，求兑换硬币最少数量（递归调体包括需求分析、数据流图设计、功能模块设计、用自身）；找零减去5￥后，求兑换硬币最少数量数据结构和算法设计、代码实现与调试、实验报告（递归调用自身）；找零减去10￥后，求兑换硬币撰写、程序演示与汇报答辩等。
最少数量（递归调用自身）；找零减去25￥后，求课程培养目标和德育培养目标有机融合：作兑换硬币最少数量（递归调用自身）；最后选择上为课程的综合实训项目，需要学生灵活掌握所学面结果中最小一个。
各种数据结构并能综合运用，强调培养学生良好递归方法虽然可行，但它的运行效率却非常的编程习惯和动手解决实际问题的能力。同时按低。上述案例中，
兑换63￥零钱，递归程序需要进小组方式开展和完成一个实用系统，指出项目实行67，716，925次递归调用，笔者笔记本电脑用时
施过程中沟通和合作的重要性。此外，从开发一个26.9秒才找到最优解。为分析算法低效根源，对算系统的完全工作流程中，进一步引出小组齐心协法进行深入分解，发现程序执行了大量的局部重力攻克难关的重要性和集体智慧的优势，并通过复计算。通过引导学生发现算法存在的缺陷，组织项目过程中不断遇到困难和挫折的事例引出化压学生动手改进和对程序执行时间精确统计，最后，力为动力的决心。最后通过各小组间的评比打分，通过缓存方法，将找零兑换63￥所需的递归调用培养学生的竞争意识和创新意识。
由67，716，925次降低至221次，算法的时间性能得三、结语
到极大提升。
课程思政是一种“大思政”教育理念，其对课在该案例教学中，从算法分析及算法优化等堂教学提出了更高的质量要求。除传授专业知识方面，激发学生对算法改进、创新的兴趣和热情，和专业技能外，把思想政治教育拓展到专业课教进而引出工匠精神和追求卓越创新的重要性。同育教学过程中，拓宽学生接受思想政治教育的空时，在课堂上适时补充介绍交通分配问题求解算间，是课程价值观功能实现的一种有效形式和基法的发展改进历程，使学生认识到算法分析和优本路径。
化在交通工程领域的重要作用。
参考文献
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ResearchonIdeologicalandPoliticalElementMiningandTeachingPractice:TakingtheCourseof
DataStructureandAlgorithmwithPythonasanExampleTONGWei-pinga,b,CHENShu-yana,YANGFana,LINBo-jina(a.SchoolofTransportation,b.NationalDemonstrationCenterforExperimentalRoadandTraffic
EngineeringEducation,SoutheastUniversity,Nanjing,Jiangsu211189,China)
Abstract:Combiningwiththeideologicalandpoliticalconstructionofthecourse,weexploretheideologicalandpoliticalelementsinthecourseofDataStructuresandAlgorithmswithPythonfromtheperspectiveof“build-ingmoralityandcultivatingtalents”,strengtheninglawsandregulationseducationandpracticingthe“craftsmanspirit”,andfocusingontheconnotationofthe“craftsmanspirit”inthenewera,soastoestablishthemeetingpointbetweenprofessionalknowledgeandideologicalandpoliticaleducation.Bycarefullydesigningteachingcasesandintegratingideologicalandpoliticalcontentintotheproperteachingprocessandlinks,“curriculumideologicalandpoliticaleducation”canbenaturallyandeffectivelyimplementedimperceptibly.Teachingpracticeshowsthat“curriculumideologicalandpoliticaleducation”andprofessionalknowledgeteachingcanbeorganicallyintegratedandcomplementeachother,whichisconducivetoimprovingtheeffectofteachingandeducatingtalents.
Keywords:“curriculumideologicalandpoliticaleducation”;datastructuresandalgorithms;“building
moralityandcultivatingtalents”;the“craftsmanspirit”
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