興趣驅動的Python語言課程教學改革研究

黃淑芹 張海 王淮生

摘要：激發學生學習興趣是提高教學效果的關鍵，從圖形繪制、數據可視化、游戲吸引、案例切入等方面激發學生的學習興趣，以興趣驅動的視角在教學內容上加大案例教學、融入游戲教學、增強實際應用、結合競賽和大創項目實現以賽促學，加強學生課程學習的參與度，對Python語言課程的教學改革進行了探索，同時利用混合式翻轉課堂模式教學。這對于提高教學效果，發揮信息化課程在財經類院校建設發展中的巨大支撐作用和引領作用有重要意義。

關鍵詞：“新經管”戰略;Python語言;興趣驅動;教學模式

中圖分類號：G642 ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）17-0111-03

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Abstract： Stimulating students 'interest in learning is the key to improving the effectiveness of teaching. It stimulates students' interest in learning from graphics drawing， data visualization， game attraction， case cut-in， etc.， and enhances case teaching on teaching content from an interest-driven perspective. The practical application， combined with competitions and Daiso projects， promotes learning through competitions， strengthens students' participation in curriculum learning， and explores the teaching reform of the Python language course. At the same time， it uses mixed-flip classroom mode teaching. This is of great significance to improve the teaching effect and give play to the huge supporting and leading role of information-based courses in the construction and development of financial institutions.

Key words： " new economic management" strategy ; Python Language; interest-driven; teaching model

Python作為大數據分析的有力工具，如何讓非計算機專業學生能利用好Python工具解決本專業的問題，發揮計算機信息類課程在財經類院校中的支撐作用和引領作用，這對于Python語言課程的教學方法和模式都提出了很大的挑戰。

對非計算機專業的學生學習Python語言，除了掌握基本的編程思想以外，還要能利用Python進行實際應用，結合專業知識實現數據分析。如何讓學生掌握Python精髓并靈活應用，無疑要激發學生的興趣，讓學生愿意主動地探索其中的奧妙，才會達到好的教學效果，所以，激發學生學習興趣是學好Python的一個非常關鍵的問題，需要老師基于興趣對教學內容進行精心設計和組織，對教學方法進行探討，想方設法提高學生教學參與度，發揮學生主觀能動性，只有這樣，才能激發學生學習熱情，提高教學實效。

本文結合教學實踐，充分利用Python生態，從圖形繪制、數據可視化、游戲吸引、案例切入等方面激發學生的學習興趣，探討以興趣驅動的Python語言教學模式，增強學生主動探究學習精神，從而提高教學效果。

1 學習興趣培養的重要性

興趣是一種具有濃厚情感的志趣活動，它可以使人集中精力去獲得知識，促使人深入鉆研、創造性地工作和學習。有了興趣，就有了學習最強的內驅動力，就會自覺地刻苦鉆研，迎難而上，并且容易集中注意力獲取知識，不局限于老師講到的、提過的，而是自覺地探討其中的奧妙，創造性地思考學習，提高了學習效率，自然成績大大提高。

學習興趣也是誕生靈感的催化劑，它可以使人智力得到開放，思維更加活躍，知識得以豐富，眼界得到開闊，并對知識能融會貫通，對學習充滿熱情，興趣是思維創新的重要基礎。

所以，在教學過程中結合當前大數據、機器學習大環境的影響，找到學生自身專業特點和大環境的契合點，采用恰當的教學方法培養學生學習的直接興趣和間接興趣，對提高教學效果至關重要。

2 興趣驅動的Python課程教學方法

興趣的培養，是需要從多維度進行激發和刺激的。

首先，從教學方法上，采用了混合式翻轉課堂[1]的教學形式，取得了良好的教學效果。

2.1線上線下充分結合

課前提前上傳線上相關資源，布置相關案例的題目，讓學生課前熟悉教學內容;課中運用多種方式調動學生學習的積極性，多種手段活躍課堂氣氛，比如通過“學習通”APP設置搶答，運用答題積分調動學生的積極性，對于容易產生混淆的知識點，運用小組討論的形式，讓學生發表不同的意見，同學們在思維的碰撞中明辨是非。這種課中授課形式一方面開拓了學生的邏輯思維，另一方面也鍛煉了學生的語言表達能力，這樣的教學模式會使教學過程充滿生命力，從而提高學生學習的興趣。課后布置作業，學生編寫程序實現相關功能的題目，下次上課檢查。這種閉環式的監督教學會增強學習效果，使學生學有所成，有收獲感、成就感，從而會增強學生的學習信心，激發學生的學習興趣。

課前、課中、課后的任務分工及線上線下的結合、會使理論學習與實驗驗證互相補充，實驗方面主要使用超星網絡教學軟件平臺和線上考試客戶端模擬練習軟件，設置線上作業和練習，加強所學知識的鞏固和復習，保障了學習的效果，使得學習具有系統性，提高了學生的學習興趣。

2.2課內課外交叉融合

課內調動學生的學習興趣，讓他們盡量多地參與到教學中，對于一些相對簡單的章節，分好組，每個組分配一個知識點，讓學生們自己組織內容，進行講解，這種形式可以讓學生更多地參與到教學中，調動學習的積極性，增強學生的學習興趣。

課外主要借助于參加競賽和項目來增強同學們的參與和知識應用能力。在教學過程中，發現學有余力、有潛質的學生，鼓勵他們參加各種競賽活動和項目，比如大數據與人工智能競賽、“互聯網+”大賽、大學生創新創業基金項目等賽事。學生通過參加競賽和大創項目，提高Python知識的高級應用，利于知識融會貫通，化知識為能力，在競賽和項目參與的過程中提高學生的實踐應用能力，同時也利于培養學生的創新精神，在此過程中，激發學生的學習興趣和學習熱情。

興趣驅動的線上線下的交叉、課內與課外的融合會使學生充滿學習的興趣和熱情，一方面提高了學生個人的理論水平，同時也提高了學生的實驗動手和應用能力，促使綜合素質的提高。

3興趣驅動的Python語言教學

Python語言提供了豐富的圖形計算生態環境，借助第三方庫可以方便地實現圖形繪制、數據可視化、用戶界面以及復雜的圖形應用[2]。所以要充分利用Python生態特征組織教學內容。

3.1圖形牽引興趣的教學設計

Python具有豐富的類庫，具備良好的編程生態 [3-4] ，豐富的類庫使得教學不需拘泥于枯燥的語法細節，Python生態中大量函數使得非計算機專業的學生學習起來更加輕松方便。

比如利用turtle庫繪制漂亮的圖形，可以作為Python入門的圖形化案例。圖1提供的是利用Python的turtle庫繪制的不同形狀的雪花圖案。根據個人的想象力和創造力不同，繪制出來的圖案也不一樣，發揮了學生的想象，增強了學生的創造性思維，從而提高了學習興趣。在其他方面，比如統計單詞頻率，利用柱形圖進行顯示比較，看起來就非常的直觀，利用圖形來教學，增強直觀感受，提高學習興趣。

3.2 生活激發興趣的教學案例

由于青少年學生求知欲旺盛、對新鮮事物充滿好奇，所以在教學中引入大量的案例，從內部激發學生興趣，是一種很好的教學手段。設計貼近生活的案例，采用案例驅動的方法，加大學生學習的吸引力。比如在組合類型學習中，設計了統計某省十年高考率的平均錄取率及錄取率最高年份的案例;統計近幾年四六級英語考試的單詞頻率[5]，從而確定哪些是常考詞，加強這些單詞的學習和鞏固;學校十大歌手的評選活動，根據評委的評分，編程實現選手平均分值的排序問題;再比如函數的學習中，設計了統計優秀學生的學號的函數，返回按總分降序排列的成績的函數，等等。大量的實際生活中的案例，會使學生覺得學有所用，啟發了學習的創造性思維，調動了學習的積極主動性，從而激發了學生的學習興趣。

同時案例涉及的內容是學生熟悉的，這樣數據分析的效果會讓學生體會更深刻，理解更透徹。例如，Python語言中列表和字典是重要的組合數據類型，要求學生靈活地區分和應用這些數據類型。通過設計名著中人物的出場次數來展現人物的重要性[6]，這些人物往往是青少年喜歡的電視劇或小說中出現的，同學們通過這樣的案例容易比較數據分析結果和自己內心感受的人物重要性是否一致，從而體會到Python學習的實用性，對Python學習充滿興趣。

比如在統計紅樓夢中出場前十的人物時，用字典來統計詞頻，為了便于按出場次數排序，將字典轉換成了有序的列表，并結合lambda函數和列表的sort方法實現了排序功能。出場前十的統計結果如圖2所示。

應用這些與學生關注的問題或生活中的問題作為案例進行教學，容易與學生產生共鳴，激發學生的學習興趣，提高學習的主動性。把知識點貫穿到現實實例中，會激發學生的學習興趣，通過大量的案例演示和講解，拓展學生學習內容的深度和廣度，通過案例應用會使學生學得更明白，理解更透徹。

3.3 游戲調動興趣的教學模式

適當增加游戲，嵌入游戲化編程，會提高學生學習的積極性，發揮學生的創造力和想象力，激起學生濃厚的學習興趣和高度集中的注意力，從而提高學生學習的積極性，增強學習效果。比如在教學內容中設置了猜數游戲的設計題目，讓學生從玩游戲到編程設計游戲，結合GUI使人機交互界面更加友好，這會使學生特別有成就感，調動學生學習的興趣。

猜數游戲在不同的章節運用不同的方法實現，先是在學習基本循環結構的時候，循環里設置了分支，判斷猜數與隨機產生的數值之間的大小，來給出不同的反饋信息。這個游戲設置融合了分支結構、循環結構、format（）格式化函數應用等知識點。

由于GUI可以使人機交互界面更加友好，利用Tkinter庫，重新完成前面的猜數游戲，既保持了內容的延續性，又從另一個角度完成該游戲的設置，把自定義函數、分支結構、捕捉異常處理、GUI編程等知識點嵌入到游戲化編程中，激發學生的創新思維。程序運行界面如圖3所示。

所以游戲是學習的催化劑，教學知識點嵌入游戲中，教寓于樂，興趣很容易培養。

3.4可視化驅動興趣的教學呈現

強大的可視化功能和畫圖功能會使學生產生視覺沖擊，可視化圖形驅動興趣是Python教學的重要手段和方法，容易激發學生的學習興趣。

在教學過程中，對文本和數據的分析結果以圖表和詞云的方式展示出來，會更加的直觀形象，學生樂于用這樣的方式展現結果。例如，為了更好地理解詞云的使用，更好地把握學校“新經管”戰略的核心思想和發展內涵，以學校“新經管”建設的相關文件為例，利用Python的詞云圖進行分析，結果顯示如圖4所示。通過詞云圖可以看出，學校在“新經管”戰略中，以學校的建設為核心，從信息化、創新創業、專業管理等方面對學校的建設提出了更高的工作要求，也反映了信息化在學校新經管工程建設中的重要作用，彰顯了計算機專業在支撐“新經管”戰略發展中的重要地位。

4 Python教學中要注意的問題

4.1 切忌把其他語言的內容轉換成Python來教

Python有其獨特的生態特性，要充分利用這一優勢，精心設計與之匹配的教學內容和案例，不能把原來的語言直接轉換成Python語法來重教一遍。同時注意教學內容和課外作業要難度適中，讓學生通過思考、知識延展或查閱資料等方式能解決，問題既有一定的挑戰性又要使學生有解決問題的思路和想法，這樣才會使學生學習有成就感和動力，激發學生的學習興趣。

4.2 要以學生為中心

教師和學生的角色互換，教師是學生學習的引導者、幫助者，課堂活動的組織者和協調者。學生是學習的主體，學習的開拓者，開展的一切教學活動要以學生為中心，增強學生的教學參與的廣度和深度，讓學生處于教學的中心地位。

這種以學生為中心的教學活動利于培養學生學習的主動性和積極性，增強學習興趣。

5 結語

基于興趣驅動的教學模式，會極大地激發學生的學習熱情，本文從教學模式、教學內容、教學方法幾方面探討了興趣驅動的Python語言教學，取得了良好的教學效果，在后續支撐新經管建設的相關計算機課程中會充分考慮學校的財經類性質，使用更多的金融、經濟相關的案例進行分析，使得大數據相關的公共課程成為經管類專業的有力支撐工具，發揮計算機類課程在學校“新經管”戰略建設發展中的引領作用，使得高層次應用性人才培養質量得到全面提升。

參考文獻：

[1] 黃淑芹，張海，何宗林. 混合式翻轉課堂教學模式研究[J]. 黑龍江教育學院學報，2018，37（3）：31-34.

[2] 黃天羽，嵩天. 以圖形牽引興趣的Python案例教學方法與實踐[J]. 計算機教育，2017（8）：32-37.

[3] 嵩天，禮欣，黃天羽. Python語言程序設計基礎[M]. 高等教育出版社，2017.2.

[4] 嵩天，黃天羽，禮欣. 面向計算生態的Python語言入門課程教學方案[J]. 計算機教育，2017（8）：7-12.

[5] 鄧擎瓊，彭煒明，尹乾， 等. Python教學中實用型詞頻統計案例展示[J]. 計算機教育，2017（12）：20-27.

[6] 趙璐. Python語言程序設計教程[M]. 上海交通大學出版社，2019：3.

【通聯編輯：王力】