Python程序設計的思政教學探討

曾曉云

摘要：該文根據《高等學校課程思政建設指導綱要》的精神，結合廣西財經學院的計算機專業特色和人才培養要求，分析了Python程序設計教學過程中開展思政教育所面臨的困難。并通過對Python程序設計思政教學案例的設計，探討了如何培養學生遵守編程規范、形成優雅的編程風格，同時在潛移默化中形成遵紀守法、遵循道德規范、勇于探索創新的良好思想品質。

關鍵詞：課程思政；Python程序設計；計算機教育

中圖分類號：G641；TP312? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）32-0177-04

1 概述

2016年12月，習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上強調，要堅持把立德樹人作為中心環節，把思想政治工作貫穿教育教學全過程，實現全程育人、全方位育人，努力開創我國高等教育事業發展新局面；要用好課堂教學這個主渠道，思想政治理論課要堅持在改進中加強，提升思想政治教育親和力和針對性，滿足學生成長發展需求和期待，其他各門課都要守好一段渠、種好責任田，使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協同效應 [1]。2020年5月28日，教育部印發實施的《高等學校課程思政建設指導綱要》指出，落實立德樹人根本任務，必須將價值塑造、知識傳授和能力培養三者融為一體、不可割裂[2]。

為了深入貫徹這一當前高校教育教學改革的新精神，根據計算機專業的特色和優勢，研究計算機專業的育人目標，深度挖掘提煉計算機科學中所蘊含的思想價值和精神內涵，對Python程序設計的課程思政教學進行了探討。Python程序設計是面向大學工科學生開設的一門計算機專業基礎課，從教學實際出發，進行課程思政設計，在教學過程中，結合案例分析，將專業知識的培養與對習近平新時代中國特色社會主義思想的學習有機結合起來，從課程所涉及的思想、文化、歷史等角度，增加Python程序設計的思想政治理論教學內容，提升思想性、時代性和開放性。

2 Python程序設計融入思政教學存在的困難

2.1 部分教師對于理工科課程思政教育的理解存在誤區

在理工科專業課授課過程中融入思政元素，不僅有助于解決學生為什么要學習該課程的困惑，而且有利于培養學生正確的價值觀，塑造家國情懷。但經調研發現，部分教師對課程思政的理解存在誤區。有人認為“課程思政”就是“思政課程”，就是當前高校開設的毛澤東思想與中國特色社會主義理論體系概論、思想道德修養與法律基礎、形勢與政策等課程。由于將專業課程與思政教育徹底割裂開來，教師不知道怎樣將“思政”融入計算機教學中，使得計算機教學過程中缺少思政元素。

2.2 思想上不夠重視

部分高校教師在理工科專業課程教學中，對課程的育人功能重視不夠，教師往往會在教學方式上下功夫，關注如何把語法、算法、技術等知識點講清楚，關注學生是否掌握了專業知識，卻較少涉及這些知識點在日常生活中的應用，與思政融合的教學案例較少，難以滿足當前高校“立德樹人，培養人才”的根本要求。

3 Python程序設計融入思政教學的辦法

3.1 以思政教學思想引領課程教學

1）轉變思想，提高認識

課程思政不是一門特定課程，而是一種教育教學理念，是指大學所有課程都具有傳授知識、開展思想政治教育的雙重功能。思政教育具有培養大學生正確的世界觀、人生觀、價值觀的作用，通俗來說，就是培養學生誠實守信、遵紀守法、尊老愛幼、友善敬業、公正文明、平等自由等政治素質。因此，從廣義上講，思政教育不僅僅是政治老師和德育老師的責任，也是每一位專業課老師的職責。在實際教學過程中，思政教育的內涵與外延十分豐富，趙波、佘玉梅等[3]提出從認識論和方法論2個維度構造課程思政模型，教學過程貫穿科學無神論、家國情懷、做人做事、民族團結四條主線。

2）緊扣辦學宗旨，設計好思政教學案例

計算機專業課程思政建設的方向和重點是：結合學校的辦學定位、專業特色和人才培養要求，通過專業知識和思政案例相結合，探索思政教學引領下的專業課程教學模式。例如，于莉莉等[4]提出“在程序設計案例中蘊含中國傳統文化元素，提高學生文化自信、民族自信”；嵩天、禮欣、黃天羽等[5]將“理解和運用計算生態，培養集成創新思維”作為Python 語言課程的教學理念，從計算技術發展的角度闡述Python的價值，培養學生的創新思維。

計算機專業教學要將“立德樹人”作為根本任務，通過思政教學與專業教學的有機結合，為社會培養高素質的創新應用型信息化人才。

3.2 思政元素的挖掘與切入

1）結合課程特點，找好思政教育切入點

結合教學目標，對于Python程序設計這門課程，思政教學的思路是在教會學生專業知識的同時，圍繞“誠信、創新、應用型”的目標進行探索和設計。

Python程序設計的思政案例不必拘泥于形式、長篇大論，也不必每節課都思政、處處思政，而是考慮在每章選擇一兩個典型案例來進行切入講解，既可以鞏固專業知識，又能加深學生對思政內容的印象。

由于該課程主要面向計算機專業的學生，他們已經有數學和編程方面的基礎，所以在講授基礎知識和相關案例時可以相對簡單一些，不必占用太長時間。本課程的授課重點應該是向學生展示和介紹Python語言的特色，即組合數據類型和Python強大的第三方庫。所以思政教學案例的設計應盡量圍繞Python的第三方庫等特色來進行設計，在深入講解Python特色應用的同時，巧妙地融入思政教學內容。例如，進行簡單繪圖的turtle庫，進行數據科學運算的math庫，中文分詞的jieba庫，展示詞云的wordcloud庫、處理數組多維運算的Numpy庫、用于數據繪圖功能的matplotlib庫，獲取網頁內容的requests庫、對網頁內容進行處理的beautifulsoup4庫等，都可以作為思政教學的切入點。

2）結合實際設計教學案例，使案例具有啟發性、實用性

思政案例教學，是教學方法的改革，是對專業知識和思政內容的綜合應用。關鍵在于教師要圍繞課程教學目標精心設計教學案例，在體現專業特色的同時將思政教育融入課程教學。這不僅需要教師專業知識過硬，還要求教師有扎實的理論功底、豐富的實踐經驗和靈活的思維方式，能聯系當前社會熱點和學生關注的話題，巧妙地結合生活中的例子來設計案例。在解決問題的同時，使教學內容與現實生活、思政教育有機結合，讓學生體會到學習的知識能立刻應用到現實生活中，激發學習興趣，接受潛移默化的思政教育。例如，貨幣兌換、PM2.5、敏感詞的屏蔽、關鍵詞的統計、使用爬蟲獲取網絡信息等；在涉及人工智能、游戲、科學計算等領域，案例可與人文、歷史、法律、思想等思政內容緊密結合。

Python程序設計的思政教學內容應遵循由淺入深的原則，通過“基礎知識→能力進階→綜合應用”三個層次來進行設計，以達到循序漸進的效果。如“百錢買百雞”“判斷素數”等例子，可以先讓學生實現這些例子的基本功能，然后提出基本功能的不足，引導學生進一步探索、修改，一步一步使程序更完善，在激發學習興趣的同時，啟發學生樹立“精益求精”、提高程序運行效率的觀念，能使計算機課程思政逐步走入學生的內心，通過寓道于教、寓德于教、寓教于樂的途徑讓學生在潛移默化中接受教育，增強思想政治教育的實效性、實用性。目前，隨著思政教學工作的開展，部分高校也開展了課程思政案例教學實踐[6-7]，進行了思政案例庫的建設[8]，這些都有利于計算機專業課程進行學習和借鑒。

4 思政教學案例舉例

4.1 基礎知識階段

對于Python的基礎語法，應著重于培養學生認真嚴謹的治學態度、嚴格的編程規范、堅持不懈的求學精神，提醒學生守規矩、理解并踐行行業規范，激發學生的愛國主義精神等。

案例1：毛主席的“好好學習，天天向上”一直激勵著我們奮發圖強，通過以下案例來讓學生學習math庫和冪乘函數，體會“天天向上”的力量見圖1。

運行后的結果為圖2：

該案例將“天天向上”數據化，通過結果的比對，直觀地向學生展示了堅持的力量。不僅使學生學到了知識，更能激勵學生堅持不懈地學習和工作。

案例2：以《算經》中的經典問題“百錢買百雞”作為案例來啟發學生分析問題，發現問題，進而優化程序。

1）在講解該案例前，先引導學生了解《算經》的歷史，并向學生介紹“百錢買百雞”首創不定方程的研究，激發學生的愛國熱情，增強文化自信和民族自豪感。

2）然后向學生解釋題目：“雞翁一值錢五，雞母一值錢三，雞雛三值錢一。百錢買百雞，問雞翁、雞母、雞雛各幾何？”，提高學生的古文閱讀和理解能力。并啟發學生用嵌套的for循環來實現。代碼如下：

輸出的結果為圖4。

3）啟發學生分析代碼。通過分析，可以計算出該程序中循環最內層if語句的判斷次數為1030301次。與學生討論，判斷次數如此多的原因是什么？

4）提出問題：如何減少循環次數，優化代碼？

啟發學生理解兩個問題：三種雞的數量一共是100只，小雞的數量可以用100減去公雞和母雞的數量，這樣可以省去“for chick in range（101）”的語句，chick可以由100-cock-hen來代替，這樣，啟發學生將代碼修改為圖5：

同樣，啟發學生分析、計算出該程序中循環最內層if語句的判斷次數為10201次。

5）再次提出問題：一只公雞5錢，100錢最多只能買20只公雞，所以公雞的數量在0～20只即可；同理可知母雞的數量在0～33只。上面代碼的循環中，cock及hen均設置為0～100，存在很大的浪費。

6）請學生根據分析寫出更簡練的代碼：

優化后，計算出該程序中循環最內層if語句的判斷次數為714次。

通過該案例，使學生在掌握知識的同時，明白解決問題的方法有很多種，需要以創新精神找出省時省力的方法，并告訴學生：偉大的事業、杰出的成就不是一蹴而就的，需要從點滴工作開始，不斷改進，最終實現精益求精。

4.2 能力進階階段

在能力進階階段，重點是深入學習函數和Python的組合數據類型，讓學生掌握復雜程序的設計和實現的方法，進而培養學生靈活的邏輯思維，提高學生正確認識問題、分析問題和解決問題的能力。

案例3：結合《三國演義》人物出現次數統計來學習組合數據類型中的列表、字典，并學習中文分詞函數庫jieba，補充介紹wordcloud 庫，將結果利用詞云的形式展示出來。

1）課前階段教師與學生簡要回顧四大名著在中國古代文學史的重要地位和研究價值，增強文化自信；

2）授課階段教師以統計《三國演義》詞頻分析為例，逐步講解第三方庫jieba進行分詞統計，并將出場次數前二十名的人物輸出；

3）教師講解Python的另一個第三方庫wordcloud，將出場次數前二十名的人物以詞云的方式展現出來。

由于統計《三國演義》人物出場次數的代碼已經在課本中給出，這里只給出出場次數前二十名的人物的詞云圖代碼，如圖7。

得到的詞云圖如圖8：

通過統計《三國演義》人物出場次數的案例，讓學生在學習中文分詞函數庫及編寫程序的同時，欣賞中國古代文學的精華，感受中國古典文學的魅力，傳承和弘揚我國傳統文化，既鞏固了專業知識，提高了文學素養，又增強了文化自信。

課后可以布置學生分析十九大報告等重要文件，對其進行詞頻分析，并通過詞云圖將高頻詞展示出來，能幫助學生更直觀地了解黨和政府工作的重點，理解文件精神。

4.3 綜合應用階段

綜合應用階段的任務是向學生展示Python強大的第三方庫，讓學生進一步體會到Python的特色，并結合現實例子向學生介紹數據的獲取、分析、使用等內容，使學生體會到科技的進步，并樹立法治觀念，加強法律意識。

通過向學生介紹處理數組多維運算的Numpy庫、用于數據繪圖的matplotlib庫等，可促進學生將感性理解和理性求證結合起來，對數據有更深刻的認識。通過向學生介紹獲取網頁內容的requests庫、處理網頁內容的beautifulsoup4庫，使學生掌握使用網絡爬蟲獲取數據的途徑。

案例4：在講解網絡爬蟲案例時，應向學生強調Robots協議，提醒學生遵守國際互聯網的通用道德規范。并注意以下問題：采集的信息中是否包含個人隱私或商業機密；對方是否同意或授權采集這些信息；對方是否同意或授權轉載，不可自作主張轉載到自己的平臺；采集后的信息如何使用，公開展示時是否需要脫敏處理，是否用于盈利；是否會對對方服務器造成傷害，例如拖垮宕機、影響正常業務。

可同時列舉一些計算機犯罪的案例來說明與信息采集相關的法律法規，如“侵犯著作權罪”“侵犯公民個人信息罪”等，引導學生樹立法治、知識產權、保護創新等觀念，增強學生的法律意識和行業規范。

5 結束語

在實際教學活動中，通過巧妙設計Python程序設計的思政教學案例，能夠實現專業教學與思政教育有機結合，增加了課程的趣味性和實用性，不僅能激發學生的學習動力，還能在潛移默化中影響學生，培養學生樹立社會主義核心價值觀，激發學生科技報國的家國情懷和使命擔當。

參考文獻：

[1] 習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上的講話[EB/OL].（2016-12-08）[2021-03-20].https：//news.12371.cn/2016/12/08/ARTI1481194922295483.shtml.

[2] 教育部.教育部關于印發《高等學校課程思政建設指導綱要》的通知[EB/OL]. （2020-06-06）[2021-03-20].http：//www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2020-06/06/content_5517606.htm.

[3] 趙波，佘玉梅，楊曼，等.《高級語言程序設計》課程思政教學設計[J].云南民族大學學報（自然科學版），2022，31（3）：344-348.

[4] 于莉莉，趙佳彬，李美珊，等.“C語言程序設計”課程思政資源挖掘及教學路徑探索[J].佳木斯大學社會科學學報，2020，38（6）：224-225，228.

[5] 嵩天，禮欣，黃天羽.Python 語言程序設計基礎[M].2版.北京：高等教育出版社，2017.

[6] 邢旭峰，黃妙芬，彭小紅，等.案例教學在C語言程序設計課程中的應用[J].長春師范大學學報，2020，39（2）：155-159.

[7] 劉毅.Java高級編程課程思政案例教學初探[J].計算機時代，2020（12）：85-87，90.

[8] 張洪博，許落汀.人工智能技術應用案例庫的建設和實施[J].福建電腦，2019，35（11）：101-103.

【通聯編輯：謝媛媛】