融合理論和實踐的Python 程序設計課程思政建設

朱友康，周 方*，陳建雄，吳天乙，韓 偉

（武漢生物工程學院計算機與信息工程學院 湖北 武漢 430415）

教育部關于印發《高等學校課程思政建設指導綱要》的通知強調，要把思想政治教育貫穿人才培養體系，全面推進高校課程思政建設，發揮好每門課程的育人作用，提高高校人才培養質量。在Python 語言程序設計課程的建設過程中，以工科課程的實踐性優勢激發思政價值觀念，提高邏輯思維能力和創新精神，在合作探究中培養集體主義和愛國奉獻的精神。

Python 語言能夠覆蓋數據分析的全部流程，從獲取數據（數據爬蟲）、數據預處理（數據降噪），到數學建模、交叉驗證它都能夠出色地完成，相較于其他的語言工具，Python非常友好，甚至非計算機專業人士也能夠熟練地運用Python 解決數據分析問題。Python 的強大之處還在于集成了大量第三方模塊，是數據分析師的首選數據分析語言，也是智能硬件的首選語言。Python 不僅僅擅長數據分析，在常規軟件開發、系統管理與自動化運維、云計算、web 開發、游戲開發、科學計算等方面也存在非常廣闊的應用場景。因此，Python 語言也必然會加入高校計算機相關專業、數學和大數據相關專業的專業課程。

1 Python 程序設計課程思政教學思路

思政理念下Python 語言程序設計的教學應該注意理論與實踐的結合。在教學方法上主要采用案例教學法、分組討論法、程序驗證法等以學生為主體的教學方法。培養學生從多方面思考解決問題的能力，增強自主學習的能力，樹立實事求是、認真治學的學習態度。

軟件與大數據行業的發展前景，引發了學生對未來的職業愿景。教師要培養學生的創新意識和表達能力，使之樹立堅定的理想信念和愛國主義精神，形成認真的工作態度和精益求精的工匠精神，最終成長為有耐心、有奉獻精神、有主動性和責任感的時代建設者。

2 理論課程中的思政元素

Python語言程序設計課程包括Python 語言基本概述、變量和數據類型、流程控制語句、常用數據結構、函數與模塊、文件處理、面向對象編程等知識模塊，從所有這些知識模塊中挖掘思政元素，反過來以思政元素來豐富教學設計，結合知識模塊中的具體知識點，將思政教育貫穿到教學過程的整個環節。

2.1 Python 概述的思政設計

在Python 語言概述章節中介紹Python 的發展以及我國軟件行業的發展現狀，引入以谷歌為首的美國企業對中國企業無端打壓案例，鼓勵學生們努力學習科學文化知識，少年強則國強，只有用知識武裝好自己，才能在激烈的競爭中掌握更多的主動權。通過介紹Python 的開源特性，同學們意識到要想讓自己變得強大就必須開拓視野，吸取眾人之所長，匯集集體的智慧。

教師通過在各類開發環境中演示程序調試，培養學生的嚴謹科學作風，促使學生了解軟件行業的最新發展。帶領同學們感受計算機開發崗位應該秉持的專業素質和職業操守，為將來成為一名合格的開發者而努力。并介紹計算機技術在未來的生命力，引起學生對自己將來的職業發展的思考。

2.2 變量和數據類型的思政設計

通過標識符的命名規則，教師提醒學生在平時的練習作業和項目訓練中一定要養成良好的標識符命名習慣，遵循相應的規則，以后走上工作崗位才能得心應手。通過運算符優先級講解，引導學生做事學習要分清輕重緩急，善于抓住事物的主要矛盾。

職業素養是人類在社會活動中需要遵守的行為規范，是職業道德規范中最核心的元素。教師要提醒同學們在平時上課時養成良好的代碼編寫規范、變量命名風格，適當地在程序中運用注釋。引導學生注重職業道德，尊重他人的知識產權。在學校的學習訓練中養成較高的職業素養和業務水平，并在循序漸進中培養學生的思想道德修養。

2.3 流程控制語句的思政設計

順序結構：通過計算一元二次方程的根的編程練習，讓學生理解順序結構程序設計的基本思路，體會程序設計邏輯之美，培養學生用計算機解決生活中實際問題的思維。

選擇結構：通過“紅燈停，綠燈行”的生活案例，引入分支結構的概念，教育學生在人生的道路中，存在擇向、擇業、擇友、擇偶等諸多選擇，引導學生樹立正確的世界觀、人生觀、價值觀，養成良好的職業道德。面臨個人利益與國家利益相沖突問題時，勇于戰勝自我，以國家利益為重，毅然做出正確的抉擇。在選擇結構基本思路的授課過程中，教導學生在人生的道路上會面臨各種各樣的選擇，要懂得哪一條路才是最適合自己的，不能盲目跟風，從而做出最正確的選擇。

循環結構：從量變到質變的過程需要日復一日的積累，首先要做到量的積累，才能夠達到質的飛躍。這也正是循環控制的本質，通過一定的重復來實現預定的目標。但是在重復的過程中并不是無條件的重復做，而是要在重復的過程中去判斷是否完成了目標，如果目標已經達到就不需要再重復了，否則循環就要繼續，在設計循環的時候必須要有使循環趨向于結束的條件，不能有死循環。

2.4 常用數據結構的思政設計

組合數據類型：教師通過組合數據類型列表、字典、元組、集合的講解，使學生體會部分與整體的關系，結構中的每一個元素都有其特定的位置和訪問方法，只有每個元素都按規則排列，整體才能具有更強大的功能，才能充分甚至超常發揮每一個個體的力量。培養學生民族團結意識，民族互助意識，共同發展和進步。通過隊列的概念、特點、存儲結構及算法，潛移默化灌輸生活處事哲理。

2.5 函數與模塊的思政設計

教師通過介紹函數與模塊的基本的語法和設計方法，引導學生思考如何利用計算機解決實際問題，如何管理一個龐大且復雜的應用問題。一項大工程要完成必須分而化之，團隊協作是走向成功的關鍵。通過函數參數傳遞的方法，引導學生解決問題要善于抓關鍵，把握事物的關鍵信息對于問題的成功解決事半功倍。

2.6 文件處理的思政設計

教師通過輸入與輸出的操作，培養學生注重文化修養、道德修養、計算思維、編程思維等的“輸入”，為社會“輸出”人生價值，為國家發展貢獻力量。輸入/輸出函數在Python語言中有一定的格式規范，輸入函數input 有輸出提示信息的功能，可以培養學生全方位思考問題的習慣，在做事之前通盤考慮可能出現的情況，提前做好預案。

2.7 面向對象編程的思政設計

教師通過面向對象的程序設計，引導學生從特殊到一般，從具體到抽象地理解問題、解決問題。在實際工作中，一個完整的軟件項目包含數目眾多的類（Class），這些類常由不同的程序員分工編寫，這就涉及團隊意識、成員間溝通交流的藝術，因此其思政育人目標是促進團隊交流，學會協作共贏。在教學時，可參照IT 企業項目團隊，將學生分成若干組，每名學生負責多個類的編寫，最后將全組開發成果整合。

教師通過類的繼承，引導學生積極傳承中國優秀文化，樹立文化自信，同時體會和應用傳承與發揚、整體與部分的哲學思想。通過深入討論分析應用繼承機制實現代碼復用，引導學生樹立課程自信、民族自信。

3 實踐課程中的思政元素

Python 語言程序設計課程本身的實踐性非常強，而且也可以從課程實踐中挖掘豐富的思政素材。從課程實踐項目、課程思政案例等維度挖掘思政元素，讓學生在實踐中體會，在行動中反思，提升工程實踐能力和綜合素質，實現知行合一。

3.1 課程實踐項目

在漢諾塔項目實踐訓練中，教師要加深同學們對函數遞歸的理解和應用，做到通過實踐項目加強對理論知識的理解。結合海龜畫圖，動態演示漢諾塔益智游戲解決方案每個操作的結果。

在數據分析項目實踐中，教師通過統計習近平總書記講話片段中“中國共產黨”“人民”“抗疫”等關鍵詞的出現次數、頻率、第一次和最后一次出現的位置等信息的統計項目實訓，號召大家愛國愛黨愛家，向英雄們學習，“崇尚英雄才會產生英雄，爭做英雄才能英雄輩出”，“偉大出自平凡，平凡造就偉大”，新時代必將是大有可為的時代。

3.2 課程思政案例

教師應用勾股定理求解直角三角形邊長、利用海倫公式求任意三角形面積，引導學生了解世界燦爛的數學文明發展史，培養學生精益求精、追求真理的科學精神。激勵學生勇于探索世界，增強學生的學習主動性。

教師在循環結構中通過野兔繁殖問題（Fibonacci 數列）、“鬼谷算”（“隔墻算”或稱為“韓信點兵”，外國人還稱它為“中國余數定理”）、百錢買百雞（三重循環、算法優化）、猴子吃桃、雞兔同籠等古代經典趣味問題，培養學生博古通今、積極進取的精神。

教師通過“冒泡排序”“選擇排序”“插入排序”“歸并排序”等經典算法，從科學的思維方法和數學建模角度分析問題解決問題，引導學生養成好的思維習慣。

多重循環嵌套（科技的力量）：教師通過數學家張丘建最先提出的“百錢買百雞”問題的項目實踐訓練，讓學生深刻體會程序設計的驚人力量，開闊計算思維，學生能感受到走出傳統、關注科技發展的必要性，學會利用先進的手段解決問題，做事要有毅力、有恒心、有勇往直前的精神，要開拓思維，有創新意識，做事才能事半功倍。

4 結語

論文結合Python 程序設計課程的特點，探索Python 程序設計課程思政建設的方法。在Python 語言程序設計課程的建設過程中，教師以工科課程的實踐性優勢激發思政價值觀念，使學生能夠在課程中感受到強烈的軟件之美，形成勤奮敬業的學習工作態度，提高邏輯思維能力和創新精神，在合作探究中培養集體主義和愛國奉獻的精神。從理論和實踐兩個體系探索了Python 程序設計課程的思政建設。