面向綜合應(yīng)用能力培養(yǎng)的Python課程教學(xué)探索與思考

李 林

（成都師范學(xué)院 計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院，四川 成都 6111730）

0 引言

目前Python越來(lái)越受到業(yè)界的支持和歡迎。國(guó)外很多高校（如麻省理工學(xué)院、斯坦福大學(xué)、加州大學(xué)洛杉磯分校等）已經(jīng)用Python作為程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的教學(xué)對(duì)象。在Coursera等在線教育平臺(tái)上，可以發(fā)現(xiàn)來(lái)自密歇根大學(xué)、萊斯大學(xué)、約翰霍普金斯大學(xué)等眾多高校的Python課程；國(guó)內(nèi)南京大學(xué)張莉老師的課程也在其中[1]。然而國(guó)內(nèi)Python教學(xué)實(shí)踐和研究工作還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。截至2015年，我國(guó)開(kāi)設(shè)Python教學(xué)的高校不超過(guò)10所[2]。目前在國(guó)內(nèi)大力推動(dòng)Python教學(xué)改革的主要是嵩天老師等人[3]，已編著并出版相應(yīng)的著作，在師生中評(píng)價(jià)較高；車萬(wàn)翔老師等人分析了C語(yǔ)言作為入門(mén)語(yǔ)言的缺點(diǎn)和Python作為入門(mén)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)，闡述了計(jì)算機(jī)專業(yè)高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程的改革方案和實(shí)施效果[4]；文獻(xiàn)[5]對(duì)Python翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)踐進(jìn)行了探索，研究證明：采用Python教學(xué)可以較好地提高學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)興趣和熱情以及問(wèn)題求解能力。

作為應(yīng)用型本科院校，在Python課程教學(xué)中有效地提升教學(xué)質(zhì)量、增強(qiáng)學(xué)生應(yīng)用項(xiàng)目開(kāi)發(fā)能力非常重要。因此，開(kāi)展Python課程面向應(yīng)用能力培養(yǎng)研究和改革意義重大。

（1）為構(gòu)建面向應(yīng)用型本科教學(xué)課程建設(shè)探索一條切實(shí)可行的路；

（2）課程實(shí)踐將提高計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的Python程序設(shè)計(jì)能力；

（3）積極與現(xiàn)實(shí)應(yīng)用能力要求有機(jī)對(duì)接，增強(qiáng)學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，更好地服務(wù)社會(huì)和地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)；

（4）對(duì)教師教學(xué)隊(duì)伍建設(shè)和面向課程的團(tuán)隊(duì)建設(shè)有積極作用，對(duì)提高應(yīng)用型本科教師面向應(yīng)用型課程教學(xué)能力提升起到積極作用。

1 面向應(yīng)用型和創(chuàng)新型教學(xué)團(tuán)隊(duì)體系建設(shè)

面向應(yīng)用型和創(chuàng)新型的教學(xué)模式，教師不再是單一的知識(shí)傳播者，也是學(xué)生職業(yè)技能的培養(yǎng)者。這要求教師既要具備系統(tǒng)的專業(yè)理論知識(shí)，又要有一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和職業(yè)技能，即“雙師型”教師。

學(xué)校可以通過(guò)“外引內(nèi)培”的方法解決這一問(wèn)題。“外引”就是通過(guò)校企合作、共建等方法，聘請(qǐng)企業(yè)技術(shù)人員做兼職教師，與校內(nèi)教師共同參與教學(xué)；“內(nèi)培”就是派校內(nèi)教師去企業(yè)掛職鍛煉，參與企業(yè)技術(shù)改革，不斷提升教師的實(shí)踐水平。通過(guò)這些途徑建設(shè)一支“能文能武”、上得講臺(tái)、下得車間的教師隊(duì)伍，以保證人才培養(yǎng)的質(zhì)量。

完善的教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)見(jiàn)表1。

表1 課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)情況

教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，既要注重教師“能文能武”的能力，也要注意職稱結(jié)構(gòu)的合理性，應(yīng)繼承以老帶新的傳承方式，保證教學(xué)的可延續(xù)性。同時(shí)，積極注重教師實(shí)踐應(yīng)用技能的培養(yǎng)，教學(xué)團(tuán)隊(duì)的所有教師都曾到企業(yè)掛職或就職，具備較為豐富的開(kāi)發(fā)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

2 優(yōu)化理論教學(xué)體系，采用微小型項(xiàng)目教學(xué)新方式，提高學(xué)生Python知識(shí)體系能力

理論教學(xué)以《Python Cook Book》為基礎(chǔ)，講授高級(jí)Python使用技能，使學(xué)生掌握Python處理各種問(wèn)題的技能，總學(xué)時(shí)為32個(gè)學(xué)時(shí)；根據(jù)學(xué)生掌握情況和互動(dòng)結(jié)果，分析相應(yīng)教學(xué)方法的合理性和待改進(jìn)地方。具體授課計(jì)劃見(jiàn)表1。

以第一章為例：

# 從任意長(zhǎng)度的列表對(duì)象中找到最常用的單詞

以上是一個(gè)非常有用的微型程序，在自然語(yǔ)言中通常要統(tǒng)計(jì)詞頻，在Python中非常容易實(shí)現(xiàn)。通過(guò)這個(gè)例子，告訴學(xué)生以下知識(shí)點(diǎn)：

（1）掌握技術(shù)對(duì)象Counter的使用；

（2）掌握單詞詞頻統(tǒng)計(jì)方法。

當(dāng)然，由于《Python Cook Book》教材內(nèi)容非常廣泛，每周兩學(xué)時(shí)的課程根本無(wú)法在課堂上講完所有內(nèi)容，可以設(shè)計(jì)翻轉(zhuǎn)課堂，要求學(xué)生先預(yù)習(xí)、課后再多復(fù)習(xí)，教師在課堂上重點(diǎn)講解書(shū)中的難點(diǎn)和要點(diǎn)，確保理論教學(xué)的系統(tǒng)性和完整性。

3 改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，采用創(chuàng)新項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)新方式，提高學(xué)生綜合應(yīng)用和創(chuàng)新能力

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，詳細(xì)剖析已經(jīng)做好的新聞推薦管理系統(tǒng)，一步步指導(dǎo)學(xué)生完成一個(gè)新系統(tǒng)需要的各種技能和方法；了解學(xué)生在實(shí)踐教學(xué)中對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的綜合運(yùn)用能力，提出改進(jìn)教學(xué)的新形式。

（1）學(xué)生分小組設(shè)計(jì)一個(gè)新系統(tǒng)，需要完成需求分析、總體設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)程序編寫(xiě)，重點(diǎn)考查學(xué)生綜合運(yùn)用其他課程知識(shí)的能力。

（2）最后兩次課程以小組形式答辯，檢查學(xué)生完成系統(tǒng)的質(zhì)量。探索構(gòu)建面向應(yīng)用型能力培養(yǎng)課程的考核評(píng)定機(jī)制，可以考慮小組綜合打分，確定小組成績(jī)等級(jí)，同時(shí)結(jié)合小組成員自評(píng)和小組成員匯報(bào)提問(wèn)情況，充分了解和掌握學(xué)生實(shí)際在項(xiàng)目中的貢獻(xiàn)和掌握情況，對(duì)學(xué)生給出最恰當(dāng)?shù)某煽?jī)?cè)u(píng)定。

部分學(xué)生作品展示見(jiàn)圖1和圖2。

圖1 課程學(xué)生作品：基于微信小程序的會(huì)務(wù)管理系統(tǒng)

圖2 課程學(xué)生作品：商品廣告智能推薦系統(tǒng)

圖1是學(xué)生完成的一個(gè)支持微信小程序的會(huì)務(wù)管理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)會(huì)務(wù)的動(dòng)態(tài)管理和監(jiān)控，并且支持微信小程序。圖2是學(xué)生開(kāi)發(fā)的根據(jù)商品特征進(jìn)行廣告智能推薦的系統(tǒng)，結(jié)合大數(shù)據(jù)Tensor flow平臺(tái)[6]推薦商品。通過(guò)完整系統(tǒng)的訓(xùn)練，學(xué)生較為全面地掌握了Python程序設(shè)計(jì)的能力，同時(shí)提高了綜合應(yīng)用水平。

4 引入適應(yīng)于綜合應(yīng)用和創(chuàng)新需求能力的考核方法

考核可以直觀有效地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量，是檢查教學(xué)效果的重要手段，是教學(xué)過(guò)程的重要環(huán)節(jié)，也是實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程的延續(xù)。科學(xué)合理的考核評(píng)價(jià)體系不僅考查學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解和實(shí)踐應(yīng)用能力，還能提高學(xué)生完成實(shí)踐項(xiàng)目的積極性，提升學(xué)生獨(dú)立分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，是培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新探索精神的有效手段。

（1）首先，確定成績(jī)構(gòu)成。項(xiàng)目質(zhì)量占比50%，項(xiàng)目文檔占比20%，作業(yè)20%，考勤10%。

（2）最后兩次課小組答辯作為項(xiàng)目質(zhì)量考核，教師直接給出小組項(xiàng)目的成績(jī)，具體到個(gè)人，還需要根據(jù)小組內(nèi)部自評(píng)成績(jī)，結(jié)合小組成員自評(píng)和小組成員匯報(bào)提問(wèn)情況，充分了解和掌握學(xué)生實(shí)際在項(xiàng)目中的貢獻(xiàn)，給出最恰當(dāng)?shù)某煽?jī)?cè)u(píng)定。

（3）項(xiàng)目文檔能在一定程度上反映學(xué)生對(duì)項(xiàng)目的掌握程度，是考核的重要環(huán)節(jié)，可根據(jù)學(xué)生所寫(xiě)文檔的規(guī)范性、正確性和完整性等方面綜合給定成績(jī)。

（4）作業(yè)是5個(gè)小程序設(shè)計(jì)，要求學(xué)生運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)解決5個(gè)實(shí)際問(wèn)題，寫(xiě)出問(wèn)題描述、設(shè)計(jì)算法、程序步驟和理解，最后總結(jié)收獲。教師根據(jù)學(xué)生完成的內(nèi)容多少、質(zhì)量高低等因素綜合評(píng)定后給出成績(jī)。

（5）除了課后要狠下工夫外，必要的課堂學(xué)習(xí)也非常重要，根據(jù)學(xué)生出勤情況，評(píng)定學(xué)生成績(jī)。

5 面向綜合應(yīng)用能力培養(yǎng)的Python課程教學(xué)關(guān)鍵問(wèn)題和特色

面向應(yīng)用能力培養(yǎng)的Python課程教學(xué)目標(biāo)是探索和研究應(yīng)用型本科教學(xué)課程項(xiàng)目的團(tuán)隊(duì)建設(shè)、管理方法和機(jī)制，探索課程項(xiàng)目訓(xùn)練與教學(xué)課程內(nèi)容的結(jié)合，以及教學(xué)考核相結(jié)合的方法和機(jī)制，明確教師和學(xué)生的活動(dòng)和責(zé)任，從而建立全面、良性互動(dòng)的教學(xué)與實(shí)踐模式，提高課程創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目訓(xùn)練的完成質(zhì)量。

要解決的關(guān)鍵問(wèn)題包括：建設(shè)、管理面向應(yīng)用能力培養(yǎng)的課程教學(xué)方法和機(jī)制，如何充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性，通過(guò)多種方式和渠道加強(qiáng)與學(xué)生的交流和溝通，使學(xué)生更好地完成課程教學(xué)內(nèi)容和要求。

（1）面向應(yīng)用能力培養(yǎng)的教學(xué)體系構(gòu)建。理論教學(xué)側(cè)重以微小項(xiàng)目或小模塊為單元教學(xué)，通過(guò)理論學(xué)習(xí)，學(xué)生提升對(duì)Python課程知識(shí)體系的綜合掌握能力。實(shí)踐教學(xué)采用創(chuàng)新項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)模式，完全與現(xiàn)實(shí)市場(chǎng)開(kāi)發(fā)接軌，學(xué)生完成的項(xiàng)目能直接應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景。

（2）改革課程中學(xué)生能力評(píng)價(jià)體系，以學(xué)生完成作品質(zhì)量為主要依據(jù)評(píng)價(jià)學(xué)生，同時(shí)結(jié)合學(xué)生個(gè)人貢獻(xiàn)評(píng)定成績(jī)。

（3）探索適應(yīng)新形勢(shì)和新時(shí)代要求的教學(xué)管理團(tuán)隊(duì)和教學(xué)互動(dòng)新模式。以應(yīng)用型能力培養(yǎng)為目標(biāo)的課程教學(xué)方式，要求相應(yīng)的教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)必須擁有具備較高實(shí)際項(xiàng)目實(shí)踐能力的教師團(tuán)隊(duì)和組織方式。全方位、多層面地加強(qiáng)教學(xué)互動(dòng)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生應(yīng)用綜合能力培養(yǎng)的效率和質(zhì)量。

6 結(jié)語(yǔ)

培養(yǎng)創(chuàng)新型人才滿足社會(huì)發(fā)展的需要是高等教育的重要使命[7]。當(dāng)前各行各業(yè)都在提倡創(chuàng)新，全國(guó)正興起創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的浪潮。作為計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的專業(yè)核心課程，Python高級(jí)程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)需要不斷吸取新的創(chuàng)新動(dòng)力，激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新型思維能力和綜合應(yīng)用能力，以實(shí)現(xiàn)與社會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)人才能力需求的無(wú)縫對(duì)接，為社會(huì)培養(yǎng)更多的高素質(zhì)人才。