高職Python程序設(shè)計課程教學(xué)改革實踐探析

張利華

（河源職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 河源 517000）

0 引言

Python 是一種采納了極簡主義的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計思路,易學(xué)、易用、易維護，它擁有幾乎覆蓋圖像處理、Web 開發(fā)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等技術(shù)領(lǐng)域的第三方庫。因此，Python語言程序設(shè)計現(xiàn)已作為各高職院校計算機類專業(yè)的專業(yè)必修課,在整個教學(xué)體系中占有非常重要的地位。為了提高Python 語言程序設(shè)計教學(xué)效果和培養(yǎng)學(xué)生的實踐應(yīng)用能力,針對當(dāng)前學(xué)生理論知識掌握欠缺、動手編程應(yīng)用能力差,以及以教師為核心教學(xué)課堂，無法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力等方面的課堂教學(xué)情況,學(xué)校對Python 程序設(shè)計語言進行教學(xué)改革，建立了依靠于“超星學(xué)習(xí)通”教育網(wǎng)絡(luò)平臺的線上線下混合式教學(xué)模式,強化了“學(xué)業(yè)通”的課前、課中和課后三階段的教與學(xué),采用了項目驅(qū)動、案例式等多種教學(xué)方法,結(jié)合分階段分層次的教學(xué)改革方法,并優(yōu)化了課程考核方式,使學(xué)生在實踐中更加得心應(yīng)手,教學(xué)效果尤為突出。

1 采用線上線下混合教學(xué)模式，激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力

由于Python課程基礎(chǔ)知識點較廣、實踐性強的特征,而高職學(xué)生基礎(chǔ)薄弱、學(xué)習(xí)積極性與興趣都不足，因此教師在課程中應(yīng)注重教學(xué)方法，以培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)知識的內(nèi)驅(qū)力。傳統(tǒng)的教學(xué)方法是以教師為主導(dǎo)，采取集中授課的方式，偏重知識點教學(xué)，已經(jīng)背離了Python 實踐性強的特征。同時對于被動灌輸知識的學(xué)習(xí)者來說，在整體教學(xué)環(huán)境中并沒有學(xué)習(xí)的積極性,也不利于提高學(xué)習(xí)者的獨立學(xué)習(xí)意識和實際運用技能[1]。計算機和互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展開啟了全民在線學(xué)習(xí)的新時代。盡管學(xué)生可以充分利用碎片化的時間在線學(xué)習(xí)，但老師無法針對他們的學(xué)習(xí)過程和反饋的問題予以有效的引導(dǎo)和幫助。所以純粹的線上學(xué)習(xí)無法徹底取代傳統(tǒng)的教學(xué)。線上線下混合教學(xué)模式是指利用數(shù)字化模式整合了傳統(tǒng)課堂教學(xué)方法,把現(xiàn)實的老師當(dāng)面教學(xué)課堂和虛擬的學(xué)校網(wǎng)絡(luò)課堂有機地結(jié)合,進行以學(xué)生為主,老師為輔的自主學(xué)習(xí)和協(xié)同教學(xué)有機地結(jié)合、線上線下結(jié)合的新教學(xué)模式。在混合教學(xué)模式的設(shè)計中,充分體現(xiàn)了學(xué)習(xí)者的基礎(chǔ)優(yōu)勢,通過以超星學(xué)習(xí)通作為線上學(xué)習(xí)平臺，把Python教學(xué)的關(guān)鍵知識點拍攝成教學(xué)影片,以微課教學(xué)任務(wù)為主線,輔以測試、專題小組討論和項目操作。而線下教學(xué)則以學(xué)生的學(xué)習(xí)需求為基礎(chǔ)，結(jié)合線上自主學(xué)習(xí)反饋結(jié)果，通過案例型教學(xué)、項目化驅(qū)動教學(xué)、討論式教學(xué)，以充實課堂并增加學(xué)生學(xué)習(xí)吸引力,促進知識的內(nèi)化[2]。這種模式一方面適應(yīng)學(xué)生碎片化的閱讀習(xí)慣,另一方面又可以幫助認(rèn)知水平不夠的孩子進行課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí),重復(fù)觀看微課，加深對基礎(chǔ)知識的掌握；另一方面基礎(chǔ)較好的學(xué)生可以更深入課程學(xué)習(xí)單元，培養(yǎng)編程技能，增強主動學(xué)習(xí)意識。

2 通過理論與實踐緊密融合，鍛煉學(xué)生的動手實踐能力

Python程序設(shè)計課程包括數(shù)據(jù)類型、列表、元組、字典、集合、字符串、分支結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)、函數(shù)、文件、面向?qū)ο?、異常處理等較多的理論知識。在實際的教學(xué)過程中,教師往往忽略了Python語言的簡單易學(xué)、程序設(shè)計難度極大簡化、第三方庫的豐富應(yīng)用等的特點。因此如果教師在課堂教學(xué)中仍按照數(shù)據(jù)類型、程序結(jié)構(gòu)、函數(shù)等傳統(tǒng)程序設(shè)計語言的理論知識順序開展,主要針對程序設(shè)計語言的每一個理論知識點詳細講授,注重對語言細節(jié)的講解,那么在教學(xué)時就會忽略每個章節(jié)中結(jié)合實際應(yīng)用的具體案例,尤其是綜合了若干章節(jié)中重難點應(yīng)用的具體案例,無法體現(xiàn)Python程序設(shè)計的趣味性與實用性,學(xué)生往往缺乏與實際應(yīng)用密切結(jié)合的沉浸式體驗過程。對于基礎(chǔ)薄弱的高職學(xué)生來說,傳統(tǒng)的教學(xué)模式、晦澀的語法理論知識、枯燥的例題解釋,均導(dǎo)致理論與實踐脫節(jié),無法引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極探索的好奇心。Python 作為一門理論與實踐并重的課程,對學(xué)生掌握程序設(shè)計思想與方法、鍛煉編程實踐能力,具有至關(guān)重要的作用。目前高職的Python 課程教學(xué)普遍重理論輕實操,甚至有一些老師現(xiàn)學(xué)現(xiàn)教,導(dǎo)致學(xué)生即使聽懂了理論知識,但卻不知道什么時候用,以及如何使用。因此在教學(xué)實踐中應(yīng)回歸學(xué)生的主體身份、老師主要發(fā)揮指導(dǎo)功能,把學(xué)習(xí)理論知識和項目實踐緊密結(jié)合一起。學(xué)習(xí)Python 程序設(shè)計語言,一方面學(xué)習(xí)Python 語言程序設(shè)計方法和基本理論知識與技能根底[3]。Python語言根底學(xué)習(xí)主要以簡單有趣的案例展示為主,先激發(fā)學(xué)生的濃厚興趣,進而分析實現(xiàn)案例功能所涉及的知識點,使學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標(biāo),進而輔以驗證性的實驗。案例引領(lǐng)知識的教學(xué)方法能有效地引導(dǎo)學(xué)生一步一步完成驗證性實驗。在此過程中學(xué)生對知識點的記憶與理解是通過自己的實踐驗證得出,而不是靠單向灌輸和機械的記憶知識。理論與實踐相結(jié)合的教學(xué)應(yīng)培養(yǎng)他們實踐操作技能的同時,激發(fā)好奇心，驅(qū)使學(xué)生學(xué)習(xí)知識的內(nèi)驅(qū)力,幫助他們逐步弄清楚程序設(shè)計思維,掌握Python語言,鍛煉程序邏輯思維,提升程序設(shè)計的思路。另一方面學(xué)習(xí)在程序設(shè)計實踐中如何把實際應(yīng)用與Python 第三方庫相聯(lián)系,使他們能夠選用合適的第三方庫與技術(shù)去處理具體問題。從而懂得如何克服困難,引發(fā)其學(xué)習(xí)欲望,進而學(xué)會庫的學(xué)習(xí)方法,養(yǎng)成主動學(xué)習(xí)的能力,為其終身求學(xué)打下基礎(chǔ)。

3 使用多元化的教學(xué)方法，挖掘?qū)W生的知識學(xué)習(xí)潛力

目前很多高職學(xué)校的程序設(shè)計教學(xué)仍然停留在以PPT 教學(xué)為主的集中授課方式,學(xué)生仍然處在被動的學(xué)習(xí)中,不利于培養(yǎng)他們的獨立自主學(xué)習(xí)意識,因此在課堂教學(xué)中須采用多元化的教學(xué)方法,以進一步挖掘他們的知識學(xué)習(xí)潛力。1)課堂教學(xué)要選擇趣味性、實用性的項目案例,讓學(xué)習(xí)者能夠持續(xù)保持強烈的學(xué)習(xí)積極性。例如在教學(xué)中,可采用"繪制多彩多角星"的項目,內(nèi)容劃分為繪制一個等邊三角形、快速繪制一個多角星、繪制三色多角星、自動設(shè)置角星特征和繪制多星環(huán)繞等五個案例任務(wù),并重點圍繞turtle庫的應(yīng)用進行研究教學(xué)。Turtle 庫是一種簡潔、易用的繪圖庫,學(xué)習(xí)者通過指揮畫布上的小烏龜繪制線條、畫圓、填色等活動,了解并掌握知識點。任務(wù)一如何繪制一個等邊三角形?可學(xué)習(xí)模塊的導(dǎo)入與其功能函數(shù)的調(diào)用;關(guān)鍵字與變量標(biāo)識符的使用;整型、實型與字符串常量的使用;基本運算符的使用與表達式的創(chuàng)建與計算,以及順序結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計思想。任務(wù)二如何快速繪制一個多角星?可學(xué)習(xí)循環(huán)結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法與for 循環(huán)語句,以及range()內(nèi)置函數(shù)的使用。任務(wù)三如何繪制三色多角星?可學(xué)習(xí)分支結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法,比較與邏輯運算符有關(guān)的計算規(guī)律,if單分支、雙分支和多分支的語句形式,以及for 與if 語句的混合結(jié)構(gòu)。任務(wù)四如何自行設(shè)置角星特征?可學(xué)習(xí)輸入輸出語句,int()等類型轉(zhuǎn)換函數(shù),任務(wù)五如何繪制多星環(huán)繞?可學(xué)習(xí)循環(huán)嵌套等混合結(jié)構(gòu)。在這些生動有趣的實踐課程指導(dǎo)下,更能抓住學(xué)習(xí)者的關(guān)注點,提高聽課效果。2)項目驅(qū)動教學(xué)法。為完成幾個章節(jié)的教學(xué)內(nèi)容,將每個技術(shù)應(yīng)用中的知識點都拆分成了幾個任務(wù),而每個任務(wù)又都從具有趣味性的難題解答開始,通過全面、完整、循序漸進地逐步進行對知識點的介紹,讓學(xué)習(xí)者們能學(xué)以致用、融會通貫。例如對于Python 基礎(chǔ)知識、分支結(jié)構(gòu)與循環(huán)結(jié)構(gòu)三章內(nèi)容可以開發(fā)一個房貸計算器工具。針對字符串、組合數(shù)據(jù)類型和函數(shù)三個知識點,要求設(shè)計一種具備新增、刪除、更改、查看學(xué)生數(shù)據(jù)和退出操作能力的簡易版學(xué)生信息管理系統(tǒng),能夠有效、準(zhǔn)確的管理學(xué)生信息,降低管理者的操作成本。3)小組活動討論式教學(xué)法。本課的實踐性強,教師一味在三尺講臺上對學(xué)生理論灌輸,并不能提高學(xué)習(xí)效果,所以老師應(yīng)該提升課堂中的互動性,多提供交流的平臺,例如在課堂上可根據(jù)他們最關(guān)心的本學(xué)科話題,對他們進行提問。除了師生交流以外,生生互動也為一有效的交流手段,教師在布置任務(wù)后,可讓學(xué)生組成小組,以小組合作的方式來解決問題,各小組間也可以互相競爭。因為小組活動可以使學(xué)生相互討論分享經(jīng)驗,幫助他們掌握Python語言的結(jié)構(gòu)和用法,也可以讓學(xué)生有機會共同完成一項大型項目,從而加深學(xué)生對Python語言的熟悉程度。

4 通過層次化教學(xué)，兼顧不同學(xué)習(xí)程度的學(xué)生

教師需要充分考慮每個學(xué)生不同的學(xué)習(xí)程度,差別看待每個學(xué)生。在設(shè)計線上自學(xué)內(nèi)容時可將線上自學(xué)內(nèi)容劃分為必學(xué)與選學(xué)二種學(xué)習(xí)內(nèi)容類型。必學(xué)內(nèi)容應(yīng)該是相對簡單、容易理解的基本語法內(nèi)容[4]。教師提前錄制以示范為主的教學(xué)短視頻,在講解Python語言的基本語法、概念和使用原則時,應(yīng)該帶領(lǐng)學(xué)生一步步實現(xiàn)并驗證Python 示例程序,讓學(xué)生自己模仿操作,熟悉并熟練掌握Python語言基礎(chǔ)知識,培養(yǎng)學(xué)生計算編程思維和邏輯思維。另外,學(xué)有余力的孩子也可在課后復(fù)習(xí)強化第三方庫等選學(xué)知識。教師還可提前錄制重難點的拓展應(yīng)用知識短視頻,引導(dǎo)學(xué)生綜合利用知識解決問題,旨在提升編程應(yīng)用的深度和廣度,鍛煉其對實際問題的考慮和解決才能。進行分層次的自主學(xué)習(xí)既可減輕基礎(chǔ)能力較弱孩子的自學(xué)困難,也能提升自主學(xué)習(xí)意識較強孩子的自學(xué)興趣。在實踐課程教學(xué)過程中,為適合大多數(shù)同學(xué)的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀,實驗作業(yè)設(shè)置不要太繁雜,但又不要讓程度較好的學(xué)員沒有成就感,可設(shè)置對同一個例子的不同要求程序,如填充顏色,一般要求是填一種特定色,高要求則是填一個隨機色,以達到對各種程度學(xué)生的需求。

5 采用過程性考核方式，重視學(xué)生的過程學(xué)習(xí)與知識積累

傳統(tǒng)的教學(xué)考核評估的方式一般是老師按照按照一定比重計算學(xué)員期末成績和平時成績。這種單一的考核方式,會使大部分學(xué)生不重視過程學(xué)習(xí),只把學(xué)習(xí)重心放在考前死記硬背的看書和刷題。這種近乎零壓力的過程式學(xué)習(xí),會使得學(xué)員無法牢固掌握知識,更加無法有效地考核學(xué)生綜合運用Python 語言解決實際問題能力、創(chuàng)新意識和實踐操作能力。因此為了增加學(xué)生對課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)積累,學(xué)校規(guī)定期末考試分?jǐn)?shù)只占為50%,過程考核應(yīng)占50%。期末考試采取理論考試（20%）和實踐機考（30%）的形式實施。過程考核分為線上的課前預(yù)習(xí)任務(wù)和測試(10%)、線下小組討論與課堂參與(10%)、線下項目任務(wù)(20%)和線上階段性測試與作業(yè)(10%)等四方面的考核內(nèi)容。課前預(yù)習(xí)任務(wù)和測試可利用超星學(xué)習(xí)通等網(wǎng)絡(luò)教學(xué)工具發(fā)布微課教學(xué)視頻觀看任務(wù)和預(yù)習(xí)測驗;小組討論和課堂參加,可以采用組內(nèi)成員考核與教師評價小組考核兩種方式相結(jié)合。組內(nèi)成員考核是組內(nèi)人員按照組中每一位小組在本小組討論部分所做的努力打分,在現(xiàn)場按照每一位小組對專題討論環(huán)節(jié)的參與度,得出較為公正、科學(xué)合理的評價量化成績;階段性考評可通過學(xué)習(xí)通的監(jiān)考能力可顯著提高考評的真實感與公平度;線下項目任務(wù)可每次課隨機利用課堂中的最后10 分鐘左右,由教師現(xiàn)場隨機抽查一部分學(xué)生（每個學(xué)生每學(xué)期都應(yīng)抽到10 次）,對程序的完整性、魯棒性、創(chuàng)新性等方面評分,盡可能保證評分的合理性與公平性。邊教學(xué)、邊消化、邊應(yīng)用的強化過程學(xué)習(xí)方式,是對學(xué)生的知識點理解、和技能掌握，以及自主學(xué)習(xí)意識、團體協(xié)作意識、實際程序設(shè)計意識等綜合素質(zhì)考核,讓他們更扎實的掌握知識點,從而有效地提升了他們?nèi)粘W(xué)習(xí)的興趣,學(xué)生的學(xué)習(xí)潛力也就會因為知識點的持續(xù)性反復(fù)累積而激發(fā)起來。

6 結(jié)束語

為了培育高層次的技能人才,Python 程序設(shè)計課程教學(xué)改革要著重提高學(xué)生實際技能的訓(xùn)練,訓(xùn)練學(xué)生的邏輯思維、分析問題和解決問題的能力,以及項目的應(yīng)用能力。采用線上線下混合式教學(xué)、理論融合實踐、層次化教學(xué)和過程性考核方式優(yōu)化了教學(xué)過程,可以滿足學(xué)生的個性化需求,有針對性地提高了學(xué)員的主動學(xué)習(xí)、團隊合作意識和編程技能。