Python程序設計課程思政教學案例的設計與實施

摘要：以Python程序設計課程為研究對象，探索了一種用課程知識點將相關連貫的若干實例整合成案例，以案例為載體實現課程知識點與思政元素的多觸點融合，讓學生在學習過程中，既能吸吮專業知識，又可啟發學生去思索課程知識點中蘊藏的思想閃光點，自覺、自愿地將其根植于內心。

關鍵詞：Python;程序設計;課程思政;教學案例;思政元素

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）17-0126-02

1 引言

課程思政是指在通識課、專業課的教學過程中融入思政元素的教學實踐活動，是落實立德樹人根本任務的重要抓手，是堅持全員、全方位、全過程育人的有效機制，是隱性思政、大思政教育的具體體現[1-3]。課程思政強調在顯性進行課程知識教學的過程中隱性地進行思想政治教育，將挖掘的各種思政元素融入課程教學中，使學生在學習相關課程知識的過程中悄無聲息地把思政課程所傳授的內容反芻、消化，并內化為自己的價值觀、人生觀和世界觀[4]。

Python 程序設計語言具有簡潔、開源、高效和龐大的計算生態等特點，使其在大數據、數據分析和人工智能等領域得到廣泛使用，快速成為最熱門的程序語言之一，很多高校也紛紛把它作為公共課和某些專業的專業課進行開設[5]。教師在教學實施過程對學生思想的引導既不能像思政課程一樣顯性進行，也不可能如通識課程一樣有豐富的對接點。結合筆者的教學實踐經驗，采用案例教學是一種切實有效的途徑，通過精心打磨的案例，將甄選出的思政元素融入專業知識點中，從而在教學過程中實現教師和學生思想無息地碰撞，學生在學習、掌握課程知識點的同時，將案例中蘊含的思想政治教育理論知識、價值理念以及精神追求內化為自己的人生觀、價值觀和世界觀。

2 典型案例設計

在諸如Python 程序設計這樣的專業課程教學中，如果采取顯性、強加的方式，一味追求上出“思政味”，不會取得太好的效果，還有可能影響學生對課程知識點的吸納[6]。因此，在開展“課程思政”時教師應致力于設計出富含思政元素的專業教學案例，在恰當的教學節點中嵌入思政內容，讓學生在接受專業教育的同時，利用對專業知識的認可，達到對思政教育內容的確認和鞏固，從而達成思政教育目標[7-8]。在教學實踐中，探索了一種以教學案例為載體，以案例教學驅動的課程思政實施新思路。一個案例由多個實例組成，各實例將前后銜接相關的知識點和其中蘊含的思政元素絞合為一個鏈，課程知識點和挖掘的思政元素多觸點融合。隨著案例中各個實例的層層演進，學生通過“學中思”“做中思”，將案例中蘊藏的思想政治理論多角度、多層次地烙入內心。

案例1：求最大公約數

本案例要求編程求出兩個正整數的最大公約數，整個案例由4個連貫的實例組成，分別采用從前窮舉法、從后窮舉法、更相減損法和輾轉相除法實現，同時用幾組測試數據簡單分析每種方法需要循環的次數，進而引入算法時間復雜度的初步概念，最后用1萬組10，000以內的隨機正整數測試每種方法所需運行的時間，得出輾轉相除法的運行效率略好于更相減損法，而遠遠優于窮舉法，如表1所示。

本案例的課程知識點要求學生掌握循環結構、time庫常用函數的使用，了解算法時間復雜度的概念及意義。

本案例蘊含的思政元素有三點：其一是對于求最大公約數這個問題，先后采用從前窮舉法、從后窮舉法、更相減損法和輾轉相除法來實現，算法不斷優化，運行效率不斷提升，從中讓學生體會無論是程序設計，還是完成其他事情，都要秉承精益求精、追求卓越的工匠精神。其二是重溫習近平總書記關于“找到全社會意愿和要求的最大公約數是人民民主的真諦”的講話，從中深入理解我黨提出的政治協商、統一戰線、民族團結和人類命運共同體的出發點和落腳點。其三是更相減損法出自我國古代的《九章算術》，說明我國古代在數學上已有相當的成就，從而激發學生的愛國熱情和民族自豪感，增強文化自信。

案例2：繪制國旗

本案例要求繪制中華人民共和國的國旗，整個案例由4個相互關聯遞進的實例組成。實例1要求學生查詢五角形的形狀規范和紅五角星對中國革命的意義，用turtle庫函數和順序結構畫一個紅五角形。實例2引導學生用循環結構實現五角形的繪制。實例3進一步要求編寫一函數能繪制指定顏色和傾斜角度的五角形。實例4要求學生通過查詢中華人民共和國國旗標準，利用上一實例定義的函數繪制五星紅旗。

本案例的課程知識點要求學生掌握turtle庫繪圖函數的使用，掌握順序結構、循環結構的特點及實現方式，掌握函數的定義、調用方法。

本案例蘊含的思政元素主要有兩點：一點是通過了解紅五星和國旗的故事和其中包含的豐富革命精神，通過自己動手編程繪制紅五星和國旗，使愛黨、愛國和愛軍的革命情懷得以在學生的心中得到升華，精神得以洗禮，進一步堅定信念。另一點是繪制五角形從順序結構到循環結構，再到函數，讓學生明白做事流程化、結構化和模塊化的重要性和意義，培養學生善于觀察事物，從中總結、歸納規律，按規律辦事的思維。

案例3：中國、印度和巴西GDP及增速對比

中國、印度和巴西都是發展中國家，1980年三國的GDP分別為1，911、1，863和2，350億美元，三國GDP的差異不大。但到2020年，三國的GDP分別是147，300、26，200和14，440億美元，中國已躍升為世界第二大經濟體，把印度、巴西遠遠拋在身后。為什么起步相同的三個國家，四十年后經濟發展差異如此巨大，背后的原因是什么，中國做對了什么？本案例利用numpy庫從CSV文件中讀取中國、印度和巴西三國從1980年到2020年間各年的GDP和增長速度數據，并用matplotlib庫繪制成雙坐標折線圖，如圖1所示。教師讓學生通過觀察GDP曲線和增速曲線之間的關系，發現中國GDP長年保持了穩定、較高的增速，四十年從量變到質變，中國經濟實現了質的飛躍，而印度的GDP增長速率長年過低，巴西的GDP增長速率不穩定，時高時低，有些年份還出現負增長，隨著時間的推移，它們與中國的差距越來越大，從而得出中國改革開放四十年來保持相對較高、穩定的GDP增長速率是中國取得經濟奇跡的保證。在此基礎上，教師引導學生探討并得出中國堅持黨的領導、堅持走中國特色社會主義道路是中國GDP能保持長期穩定、高速增長的根本原因。

本案例的課程知識點要求學生掌握利用numpy庫存取、處理成批數據，學會使用matplotlib庫繪制圖形、圖表。

本案例蘊含的思政元素主要有兩點：其一是案例中揭示了量變到質變的唯物主義科學道理，說明只要每個階段提高得多點，堅持得久一點，最終就會收獲本質的改變，引導學生在學習、工作中要相信堅毅的力量，培養不輕言放棄、努力堅持的品質。其二是中國能取得今天的經濟成就與中華文明深厚的文化底蘊、堅持的社會制度、黨的治國理政理論和選擇的道路密切不可分，從而激發學生的文化自信、制度自信、理論自信和道路自信。

案例4：各地“十四五”規劃詞云

近期，各地都制定和發布了本地區的經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要，明確了未來5年本地區社會經濟要實現的目標和工作重點，擘畫了未來15年的發展藍圖。本案例讓學生利用jieba庫對家鄉城市經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要進行分詞和詞頻統計，并借助wordcloud庫生成詞云以展示高頻詞匯，從而直觀解讀規劃綱要的要點，快速了解家鄉的發展方向和重點，如圖2所示。

本案例的課程知識點要求學生能利用jieba庫進行中文文本分詞和詞頻統計，了解wordcloud庫生成詞云的工作原理和使用方法。

本案例蘊含的思政元素在于學生通過對家鄉經濟和社會發展第十四個五年規劃和二〇三五年遠景目標綱要的詞頻分析和詞云繪制，可直觀、快速地了解家鄉發展取得的成就，明晰家鄉的產業布局和發展重點，有利于學生做好學業計劃和職業規劃，激發學生熱愛家鄉、建設家鄉和報效祖國的情懷。

3 結束語

在Python程序設計這樣的專業課中實施課程思政，要求教師轉變觀念，有目的地在教學方法、手段和內容上進行課程思政改革的創新、實踐。通過潛心制作的案例可以將課程知識點和蘊藏的思政元素自然、無痕融合，讓學生在學習過程中，既能吸吮專業知識，提升自身的編程能力和計算思維素養，又可啟發學生去思索知識點中蘊藏的思想閃光點，自愿、自覺地將其根植在內心中，外化為今后行動的指引。實施課程思政是教師提高自身德育水平、政治站位和思想覺悟的過程，是與學生產

生思想上共振、共鳴的過程，也是教師從授課教師蛻變為教育工作者的過程。用知識點將相關連貫的若干實例整合成案例，以案例為載體實現課程知識點與思政元素的融合，為程序設計類課程的課程思政改革探索了一條切實可行的思路。

參考文獻：

[1] 把思想政治工作貫穿教育教學全過程——全國高校思想政治工作會議交流發言摘編[N].人民日報，2016-12-09（10）.

[2] 趙繼偉.“課程思政”：涵義、理念、問題與對策[J].湖北經濟學院學報，2019，17（2）：114-119.

[3] 鄧暉.從“思政課程”到“課程思政”——上海探索構建全員、全課程的大思政教育體系[N].光明日報，2016-12-12（8）.

[4] 鞏茹敏，林鐵松.課程思政：隱性思想政治教育的新形態[J].教學與研究，2019（6）：45-51.

[5] 張娜.Python程序設計課程思政探究與實踐[J].電腦知識與技術，2021，17（14）：149-151.

[6] 楊威，汪萍.課程思政的“形”與“質”[J].馬克思主義與現實，2021（2）：195-202.

[7] 李靜，胡國華.Python語言程序設計課程思政資源挖掘及教學路徑探索[J].計算機教育，2020（1）：24-28.

[8] 王亞萍.《Python程序設計》課程思政改革的幾點思考[J].智庫時代，2020（10）：146-147.

收稿日期：2021-08-27

作者簡介：和力（1971—），男（納西族），云南麗江人，副教授，碩士，主要研究方向為教育信息化、軟件工程和大數據分析。