一、课程简介

《数据结构与算法》是yl7703永利集团官网开设的专业必修课程，面向计算机科学与技术专业员工，共计48学时，3学分，属于通识类课程，本课程旨在通过教学，使员工掌握数据结构的基本知识、数据组织与存储原理，理解数据结构的逻辑关系，了解算法设计与优化知识，能够独立解决复杂的数据处理问题，培养员工具备良好的程序设计思想和严谨的逻辑思维，提升其分析问题和解决问题的能力。本课程引导员工理解数据组织与算法设计的内在逻辑，掌握运用数据结构与算法解决实际工程问题的基本方法，抽象建模与创新实践能力。在课程教学中，注重培养员工具备计算机行业道德和强烈的社会责任感，能够在软件开发实践中理解并遵守工程职业道德和规范，立足学科发展与国家战略需求，将协同合作、家国情怀、社会责任、科学精神等思政元素有机融入教学全过程，实现知识传授、能力培养与价值引领的有机统一，为培养高素质计算机类专业人才奠定坚实基础。

二、课程目标

（一）知识目标：

1.理解最短路径的定义：能够理解最短路径的含义，区分单源最短路径与多源最短路径的核心差异，明确带权图中最短路径求解的前提条件。

2.掌握迪杰斯特拉（Dijkstra）算法：掌握迪杰斯特拉（Dijkstra）算法的原理、执行步骤与适用范围，理解其贪心策略的核心思想。

3.掌握弗洛伊德（Floyd）算法：掌握弗洛伊德（Floyd）算法的动态规划思想与实现逻辑，能运用该算法求解任意两点间的最短路径。

4.了解图的应用场景：熟悉图结构在实际工程中的应用场景，能够根据具体问题选择合适的算法进行建模与求解，理解图算法对解决复杂工程问题的重要意义。

（二）能力目标：

1.逻辑思维能力：通过图算法的推导与实现，培养员工抽象建模、逻辑推理与问题拆解能力，能够将实际问题转化为图结构模型。

2.解决问题能力：能够针对具体网络问题，分析不同图算法的性能差异与适用场景，选择最优算法方案；能够运用图算法解决交通规划、网络优化、任务调度等实际工程问题，培养独立思考与问题解决能力，提升理论知识向实践应用转化的能力。

3.协作沟通能力：能够在小组项目实践中明确分工、协同合作，共同完成图相关的项目任务；培养员工分工协作、沟通交流与成果共享的能力。

（三）思政目标：

1.科学精神培育：通过分析图算法的演进历程，介绍中外科学家在算法领域的探索故事，培养员工严谨求实、精益求精、勇于探索的科学态度。

2.家国情怀熏陶：结合我国高铁网络规划、北斗导航系统、5G 通信网络等重大工程中图算法的应用案例，激发员工的民族自豪感与科技报国的使命感。

3.责任伦理塑造：通过图算法在工程领域的应用，引导员工树立 “技术向善” 的理念，增强科技工作者的社会责任感。

4.辩证思维培养：通过对比不同图算法的优缺点与适用场景，引导员工树立辩证唯物主义观点，培养具体问题具体分析的思维方式。

三、课程思政案例

图路致远技强国邦— 图的最短路径算法思政教学案例

（一）案例介绍

1.背景介绍：

最短路径算法是图结构的应用之一，Dijkstra算法、Floyd算法等经典算法被广泛应用于交通导航、物流配送、网络路由等领域。随着我国基础设施建设的飞速发展，高铁网络、高速公路网的规划与优化离不开最短路径算法的支撑。本案例以“我国高铁网络最短路径规划”为切入点，将算法原理讲解与国家交通发展成就相结合，在传授知识的同时，融入家国情怀与科学精神教育。案例选取京沪高铁、京广高铁等主干线路为研究对象，引导员工思考如何运用Dijkstra算法计算城市间的最短时间路径，分析算法在实际工程中的优化策略，体会数据结构知识对国家重大工程的支撑作用。

2.案例分析：

本案例蕴含三层思政元素：一是家国情怀元素，我国高铁网络总里程稳居世界第一，是中国智造的一张亮丽名片，通过高铁网络规划的案例设计，让员工直观感受国家科技进步与基础设施建设的成就，激发科技报国的志向；二是科学精神元素，Dijkstra算法的提出源于科学家对实际问题的深入思考，通过介绍算法的发明历程，培养员工勇于探索、坚持不懈的科研精神；三是责任担当元素，最短路径算法在物流配送中的应用能够降低运输成本、减少碳排放，引导员工认识到算法优化对绿色发展的重要意义，增强社会责任感。案例将图算法的技术知识与国家发展、社会需求紧密结合，实现了知识传授与价值引领的有机统一。

（二）案例适用章节

本案例内容适用于《数据结构与算法》课程中“图的应用”章节。

（三）课程思政教学设计

1．课前导入：

课前布置预习任务，分为两个模块：一是知识预习，要求员工查阅教材，掌握图的存储结构与最短路径的基本概念，完成预习思考题；二是思政素材收集，要求员工通过新闻、纪录片等渠道，收集我国高铁发展的成就数据与典型案例，如“复兴号”的研发历程、高铁网络对区域经济发展的带动作用等。课堂开篇以“中国高铁，联通中国”为主题，播放高铁发展纪录片片段，展示从“和谐号”到“复兴号”的跨越，引出问题：“我国高铁网络覆盖300 多个城市，如何快速计算任意两个城市间的最短时间路径？”以此激发员工的学习兴趣与探究欲望，自然过渡到最短路径算法的教学内容。

2．课中实施：

课中教学采用“理论讲解 — 案例建模— 思政拓展”教学法。第一步，理论讲解。结合邻接表存储结构，推导Dijkstra算法的基本思想，通过流程图展示算法的执行步骤，分析算法的时间复杂度。在讲解过程中，介绍科学家迪杰斯特拉的科研故事，强调他从实际问题出发，历经多次调试优化才提出该算法，培养员工严谨求实的科学态度。第二步，案例建模。以“北京到广州的高铁最短时间路径规划”为例，将高铁线路抽象为带权图，城市作为顶点，列车运行时间作为边的权重，引导员工思考如何构建邻接表模型，如何运用Dijkstra算法求解最短路径。对比不同算法的求解结果，分析算法在实际应用中的局限性，培养员工辩证思维。第三步，思政拓展。展示我国高铁网络规划中算法应用的实际案例，介绍北斗导航系统如何结合最短路径算法实现列车精准调度，强调我国在高铁核心技术领域的自主创新成果，对比我国与其他国家的高铁发展历程，激发员工的民族自豪感。同时，引导员工思考：“作为计算机专业员工，如何运用所学知识为国家基础设施建设贡献力量？” 组织小组讨论，分享心得体会。

3．课后总结：

课后总结分为知识总结与思政反思两部分。知识总结要求员工梳理最短路径算法的原理、实现及应用场景，完成课后作业，解决物流配送路径优化问题。思政反思要求员工撰写一篇心得体会，结合高铁案例谈谈对“科技强国”的理解，思考自己在专业学习中应如何培养科学精神与责任担当。教师对员工的作业与心得体会进行批改点评，选取优秀案例在课堂上分享。同时，教师进行教学反思，总结本次课程思政教学的成功经验与不足之处，如思政元素融入的自然度、员工参与度等，为后续教学改进提供依据。

（四）案例特色与创新点

1．特色：

一是案例本土化，选取我国高铁网络这一具有代表性的国家重大工程作为案例，贴近员工生活实际，增强思政教育的代入感与感染力；二是融合深度化，将思政元素融入算法讲解、案例建模等教学环节，实现知识传授与价值引领的深度融合；三是能力递进化，从问题分析到案例建模，从个体学习到团队协作，层层递进培养员工的综合能力，同时渗透思政教育。

2．创新点：

一是教学方法创新，将理论、思政有机结合，打破传统“填鸭式”教学模式，激发员工的主动性与创造性；二是评价方式创新，在评价中不仅关注员工的知识掌握程度，还将思政反思、团队协作表现纳入评价体系，实现多元化评价；三是内容拓展创新，将最短路径算法与北斗导航、物流优化等领域的应用相结合，拓宽员工的专业视野，培养员工的工程应用能力与社会责任感。

四、课程评价

（一）评价方式：

本课程采用“过程性评价 + 期末考试评价 + 思政素养评价” 三位一体的评价体系，总评成绩由平时成绩（40%）、期末考试成绩（60%）构成。其中，平时成绩包括课堂表现、预习作业、课堂测试等，重点考察员工的参与度与思政素养；期末考试采用闭卷考试形式，重点考察员工对数据结构知识的掌握程度。同时，通过问卷调查、员工座谈会等方式，收集员工对课程思政教学的反馈意见，持续优化教学方案。

（二）评价结果：

通过课程思政教学改革，员工的学习积极性与主动性显著提高，课堂参与度较以往有明显提升。在课堂教学环节，员工在理解运用图算法解决实际问题，算法优化能力明显增强。在思政素养方面，多数员工在心得体会中表示，通过高铁案例的学习，深刻感受到我国科技发展的成就，增强了专业认同感与科技报国的使命感。通过课程思政的融入，员工对课程思政教学比较喜欢，认为思政元素的融入不仅没有增加学习负担，反而提升了学习的趣味性。课程目标达成度评估结果显示，知识目标、能力目标、思政目标的达成率均超过预期，实现了“知识传授、能力培养、价值引领”的三重目标。

五、总结与反思

本课程以图的应用为切入点，构建了“案例驱动、融贯思政”的教学模式，通过本土化案例设计、多元化教学方法、立体化评价体系，实现了知识学习与思政教育的有机融合。在教学过程中，我们深刻体会到，课程思政不是简单的“思政 + 课程”，而是要将思政元素内化到课程内容的各个环节，做到润物无声。本次教学的经验：一是选取贴近员工生活、具有家国情怀的案例，增强思政教育的吸引力；二是建立多元化评价体系，全面考察员工的综合素养。

同时，教学过程中也存在一些不足之处：一是思政元素的挖掘深度有待加强，除了家国情怀、科学精神外，还可以进一步挖掘图算法中的其它思政元素；二是员工的个体差异较大，部分员工在实际应用中需要加强个性化指导；三是课程思政教学资源有待丰富，需要收集更多与数据结构相关的思政案例，如国产数据库中的图结构应用、人工智能中的图神经网络等。

未来，我们将进一步深化课程思政改革，加强思政元素的系统挖掘与整合，优化教学方法与评价体系，丰富教学资源，努力打造一门“知识扎实、能力突出、思政鲜明”的优质专业核心课程，为培养担当民族复兴大任的计算机专业人才贡献力量。