“码”上解密：山西大学国家级一流本科课程“数据结构与算法”背后的密码

0与1的交织，构建起庞大的数字世界；光标的移动，连接起未来的无限可能；屏幕的微光，映射出指令编织的神秘景象。当大家满怀渴求探索数据编程这片神秘的领域，不妨走进山西大学国家级一流本科课程“数据结构与算法”课堂。在这里，你不仅能够深入认识数据，对其进行分析和归类处理，还能参与算法设计和编程实践，解决实际问题。让大家与郑文萍教授一道，感受编程的魅力，用代码构建超越时空的桥梁，用逻辑思维点亮创造的火炬，创造属于时代、属于未来的精彩。

计算机网络让信息的流动如同星河璀璨，照亮了知识的海洋，也促进了全球文化的交融和经济的繁荣。“数据结构”与“算法”是程序设计中相辅相成的两个方面，在计算机网络中起着至关重要的作用，是计算机学科的重要基石。“数据结构与算法”课程知识体系涵盖基础理论、抽象思维和设计方法三个层次，教学内容从逻辑、存储和运算三个角度出发，旨在提升学生们的实践能力和工程能力。

2021年，北京大学张铭教授的数据结构与算法教学团队受邀来我校实地教学指导。经过此次交流实践，老师们开始着手进一步优化课程的设计架构，通过科教融合把先进理念巧妙地融合进教学当中。课程中互动讨论和案例分析的方式，让每个知识点都伴随着实践的火花，引领学生们跨入更加开放的思维空间。

将思想政治教育融入专业课程教学，是“数据结构与算法”课程多年来一直坚守的教学理念。在课前准备阶段，研究融入思政元素的启发式教学案例，并充分挖掘蕴含在专业知识中的德育元素。在课堂授课阶段，充分发挥学生自主学习的能力，使学生在线上线下混合式学习的基础上扩展知识体系。“当学生感受到专业自豪感、国家荣誉感的时候，他们会主动地以社会主义核心价值观为指导，勇敢肩负起时代赋予的重任，努力在实现中华民族伟大复兴的实践中放飞青春梦想。”郑文萍教授说道。

“作为教师应该有捕捉思政元素的敏感性和积极性，从众多案例中选择切合教学内容和学生学情的思政案例并与专业知识紧密结合。”郑文萍教授重点提及道。这不只是一个简单的选择过程，更是一个涉及深度思考和精心策划的教育实践。从病毒溯源与树结构到北斗导航组网与图结构，从人工智能、大数据到“中国速度”基建的设计与交工。可见，将思政“小课堂”同社会“大课堂”结合起来，学习其中攻坚克难的精神，是落实立德树人根本任务的重要举措。2022级计算机科学与技术专业的侯毅杰通过学习课堂上的实际案例，深有感触：“我们能够进一步将所学知识应用于生活实践，并在未来的科研学习，学科竞赛等多方面受益。”通过生动的案例，学生们看到了所学知识在实际中的直接应用，从而加深了对课程的理解，极大地激发了他们的学习动力和实践热情。

在课堂教学中，郑文萍教授发现：教学过程局限于有限的课时，实践应用不足；教学内容局限于更新较慢的课本，新兴技术知识不足。为了解决这些问题，她从培养学生的技术能力、创新精神、互助意识等方面出发，进行了一系列混合教学模式的创新。

利用网络资源，打破时空限制。为了及时调节授课方式，让学生更好地吸收课堂知识，郑文萍教授经常在线上平台发布练习题目，以了解学生的理解程度。同时还会提供学习视频等学习资料，让学生充分利用网络资源，使教学更加高效，学习更加便捷。

加强教师引导，鼓励独立思考。课堂上，郑文萍教授以学生为主体，鼓励他们针对问题积极思考，引导他们提出正确的思路与方法。她还经常布置拓展性题目，以达到查漏补缺、深化思考的作用。上机实验让学生们在设计与编写程序的过程中发现、解决问题，将所学理论转化为实，真正做到学以致用。在这个过程中，学生的学习兴趣得到了切实提高。

设置小组学习，培养互助精神。除了亲自解答问题，郑文萍教授还鼓励学生们用小组讨论的方式互相答疑解惑，及时解决各自存在的问题。此外还在教学中设置了翻转课堂，让学生就一些有深度的问题共同探讨、解决，这极大地增强了学生们的合作精神和协作意识。

改革考核制度，促成双向激励。与“一考定成败”的传统考核方式不同，郑文萍教授从MOOC单元测试、书面作业、上机练习、期中考试和期末考试五个方向出发，对学生的学习水平给予评价。逐渐构建形成的多元多维度教学评价体系，让学生真正将知识学进心里，同时也督促教师动态调整课堂教学和实践内容，使教学过程更具有挑战性。

鼓励实践锻炼，培养实践精神。除了重视对学生理论学习的教学与考察，课程同样重视对学生实践精神的培养。郑文萍教授说：“本门课的特点就是理论与实践相结合，培养学生解决计算机领域复杂性工程问题的能力。”除了平时让学生亲自动手解决问题，她还鼓励学生积极参加各类比赛活动。在实践的磨砺下，学生们获益良多。2020级计算机科学与技术专业的丁照沅回忆道：“我去年九月份参加了心仪的大学预推免机试，其中的很多题目都是数据结构与算法的模板。因为之前有了这方面的学习经历，我才得以在机试中取得了不错的成绩。”

创新的教学模式和对实践精神的培养让学生们受益匪浅。2022级计算机科学与技术专业的侯毅杰表示：“创新课堂的模式实现了实践与理论的结合，使我在学习过程中能够主动学习、自主探索，最大程度地掌握知识。”未来，学生们不仅能将课程中学习到的内容应用到计算机领域的日常学习、科研开发工作中，其中形成的独立思考、积极实践的习惯也将让他们受益无穷。

数据结构是计算机相关专业的核心基础课程，其应用范围早已扩展到诸多计算机前沿领域，2022级计算机科学与技术专业的邓思江认为，深入掌握数据结构与算法对于认识和应用算法编程、从事计算机相关领域的工作都至关重要。当前数字化转型和信息技术广泛应用，我国“人工智能+大数据”快速发展，计算机专业被时代赋予了更加厚重的责任。“数据结构与算法”课程中讲授的基础算法将有助于应用算法的丰富与深入，在实践和应用中发挥着重要的作用。

然而“常制不可以待变化，一途不可以应无方，刻船不可以索遗剑”，只踏着过去的脚印行走，那么科技发展的道路上就永远无法出现新的脚印、新的成果。“数据结构和算法”是一门常用常新的课程，计算机处理能力在不断地变化，这使得数据和算法也随之变化。郑文萍教授讲道：“尽管我国有较强的数据，但是我们在算法上还是有些落后的，想要在基础算法方面赶上去，必须提升原始创新能力，我们不仅要有海量的数据，更要有对海量数据进行处理和分析的能力作支撑。”要对数据的组织、管理提出高效的数据处理基础算法，培养高质量人才、改变竞争方向是当下计算机发展所迫切需要的。与其他学科相互融会贯通、提高竞争力，也是计算机学科适应时代发展、社会需求转变的良策。

该校在“双一流”建设过程中奋力开拓学校高质量内涵式发展格局，建设国家级科研平台，计算机与信息技术学院也为“数据结构与算法”这门课程提供了灵活广阔的教学改革天地，为教师教学能力的提升给予了最大可能的支持，这门课程也在持续探索与创新中稳步前进。学校的鼓励、学院的支持、社会的期望，这使得全体师生更加坚定做好教学改革、为地方高校优质计算机人才培养探索出新路子的决心。

进则将胜，不进则退，师生攀登的步伐永远不会停歇。目前教学团队里已有山西省教学名师、山西省青年学术带头人、山西省优秀博士学位论文获得者等优秀人才，未来将持续建设一支持久能打的课程团队。在教学资源方面，将会完善线上视频、线上题库、实践案例、活动方案等多种教学资源，推行师生共建计划，调动学生的参与度与积极性。课程群建设方面，将在学院的总体规划下，建设高级语言程序设计、数据结构与算法、算法设计与分析课程群，优化专业课培养流程，加强综合实践。在以后的教学过程中，“数据结构与算法”的课堂上也会不断出现新的元素，致力于培养学生的综合素养和能力。

在“数据结构与算法”的世界里，从创新算法到投入设计，从虚拟编程到解决实际问题，从多维教学到灵活考核，从提供资源到鼓励实践，师生们与创新同行，奔向更广阔的蓝天！

（网易山西 黄晶 通讯员 张馨文 助编 兰亚丹）