基于成果導向的高職Python語言程序設計課程教學改革探究

劉麗　高雪

摘要：Python以其簡潔的語言結構和開源性的特點使其越來越受到技術人員的重視。文章簡述了Python語言的教學優勢，并基于成果導向（OBE） 教育理念提出高職Python語言程序設計課程的改革思路，提出了教學模式和教學設計方案，探討了課程的教學拓展和持續性學習改進方法。

關鍵詞：Python語言程序設計；成果導向; 教學改革；教學設計；持續改進

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2023）01-0160-03

1 引言

成果導向（Outcomes-based Education，OBE） 教育理念是以成果為導向、以學生為中心和持續改進的先進教育理念。在高職教育大力發展以及“新工科”教育背景下，將OBE引入工程類高職教育改革，具有重要的現實意義[1]。國務院發布的《關于印發國家職業教育改革實施方案的通知》中也指出要以促適應產業發展需求為導向，著力培養高素質勞動者和技術技能人才。因此，在高等職業教育過程中，明確學生的學習目的并有效幫助學生取得學習成果是教學改革中最重要的問題[2]。在面向計算機智能控制專業方向的高職學生教育時，為了培養計算機程序設計思維，需開設語言編程課，但目前基于學生基礎，課程設計等方面，語言程序設計課程建設存在以下問題：1） 以初中為起點的五年制高職學生課程基礎薄弱，學習習慣較差，往往枯燥的語言編程會打擊學生的信心，同時意志力的缺乏導致其興趣極易發生轉移；2） 程序設計課程多數還是以C語言為主的傳統程序設計，語言結構較為復雜，學生前期理解較慢的情況下很容易放棄；3） 程序設計課程是以語法思維為基礎，無論初中為起點的五年制學生還是高中為起點的三年制學生，由于學習習慣較差，即使課堂能理解教學內容，課后的編程練習完成不夠，也會導致無法到達預期的學習成果；4） 課堂上采取的案例化教學，多數以完成小程序設計任務為主，無法實現向實用性方向的轉變，導致學生“學不致用”，進而無法理解如何使用編程解決實際問題，授課效果較差。基于以上問題，本文從教學內容設計、課程評價標準、教學案例分析以及教學持續改進等方面提出計算機智能控制專業“Python程序語言編程”教學課程改革的思路。

2 Python課程教學設計

2.1 Python語言優勢

近年來，Python語言憑借特有的簡潔語法和類型，越來越受軟件技術人員的喜愛。輕語法和重視問題解決的Python語言相比于Java、C++等在教學內容上更適合學生學習，即使面對基礎較為薄弱的高職學生而言，Python語言上手容易，語法結構簡單的優勢則更為明顯，學生不需要花費大量的精力在語法的學習上，更有利于培養其解決問題和邏輯思維能力[3]。

Python語言完全開放源代碼，且Python語言的革新遵循著一套規范而有約束力的程序，這使得Python語言可以保持持續的改進，這一點使得其在商業使用中具有非常強大的吸引力和競爭力。2018年9月隨著全國計算機等級考試科目中加入“二級Python”，這也確立了Python語言在國內的地位。因此，各大高校相繼推出了Python語言編程課，無論是工程類計算機基礎還是專業課程教學，Python語言都擁有著巨大的優勢。

2.2 Python語言的教學模式

對于零基礎的學生在學習一門新的語言編程課程時，應循序漸進地引導學習，具體可分為以下六個步驟：認識語言、讀懂程序、模仿編寫、獨立編寫、解決問題以及實訓操作。將語言編寫的理論學習引入實訓課程中獨立解決實際問題是有效提高編程教學效果的途徑[4]。Python語言因其語法結構簡單，學生不需要花費大量時間去鉆研語法的學習，在有限的課時里可以較多地引入用于解決實際問題的課程教學，這樣可以極大地引發學生的學習興趣。同時對于動手能力較強，思維比較活躍的學生來說，可以通過引入優秀的教學案例配合學生興趣，能更有效地調動學生學習的積極性，必然會使編程教學事半功倍。

開展線上線下的混合教學模式可有效地提高教學效果。基于Python語言課程的基礎知識理論部分，可采用線上教學如智慧樹、慕課、超星等平臺進行授課，授課過程中應用錄制功能，方面學生課下對不能及時理解的知識點進行課后回顧和復習。線上教學時教師提前上傳到平臺中，材料中包括課程教學大綱、課件PPT、電子教材等，還可以充分利用平臺資源，將與相關學習內容中的難點和重點相關的輔助學習資料上傳到平臺課程資料中方便學生及時查詢。課后設置一定的基礎練習題，學生可在線作答，學生的作答結果可實時接收，針對學生不理解的知識點做出及時的反饋。

線下授課主要分為課堂教學和實訓教學。課堂教學以案例化和項目化教學為主，指導學生現場進行分組練習，學生可自行分組，每人承擔不同的角色任務，過程中教師記錄下任務完成情況。實訓課程主要考查學生對基礎理論課程應用到解決實際問題的能力，課程設置結合人工智能應用，例如通過Python語言編程實現操控機械臂搬運方塊，并在過程中實現機器的智能學習等。課后要鼓勵學生自主學習，由于Python課程是一門重視實踐性和應用性的課程，需要學生不斷的練習，并在實踐中進行思考，有利于學生對基礎知識的掌握。通過布置相關任務作業，使學生達到反復練習和鞏固知識的目的。

2.3 Python教學內容設計

基于OBE教學理念，Python語言課程在設計時應注重全面提升學生的綜合職業能力，并將理論教學與項目化教學相結合[5]。理論課教學中，除設計基礎類教學外，還應該設計任務式教學，培養學生程序模塊化、結構化、流程化的計算機思維和加強學生解決問題的能力[6]。結合項目的任務與要求，講解完成項目所需的相關知識，使學生對項目有個感性認識，并在完成項目過程中將理論知識得以應用、總結和提高。在每次項目開始時統一給出基本的任務要求，讓學生根據自己的理解與能力增加創新設計，以使項目完成更加合理。在任務選擇上，可以增加一些趣味性更強的編程實例，例如在項目任務中添加類似設計制作“貪吃蛇”游戲，可以有效提高學生的學習興趣。

在項目實訓教學的過程中，除傳授人工智能應用技術的相關知識與技能外，還應關注學生的團隊合作、工作態度、創新發揮、溝通表達等綜合職業能力。并且通過項目案例的實現，讓學生了解、體驗人工智能的樂趣，拓展學生的專業視野、提升學生的實踐創新能力。例如在桌面機器人編程與應用實訓課程中，從人工智能技術入手，引出基礎編程工具Python的學習使用。通過Python程序的編寫，實現機器從示教學習到深度學習，操控機械臂通過識別二維碼和條形碼來進行包裹分揀。經實驗教學過程的驗證表明學生的普遍接受程度較高，實訓過程中也表現出了積極的學習態度和興趣。

3 Python語言教學的拓展和持續改進

3.1 Python語言課程教學拓展

在“互聯網+”的背景下，全國大學生技能競賽，電子信息競賽等比賽的日益增加，以及將Python納入計算機二級等級考試等都對工科類高職院校中計算機人才的培養提出了更高的要求和新的方向[7]。同時，在OBE教學理念的驅動下，能夠使學生學以致用也是教育發展的必然需求[8]。要讓學生認識到，Python語言不僅是一門課程，更是一種應用工具。因此，教學中可以引用相關的競賽題目，或者二級考試相關內容輔助教學，一方面可以讓學生更有目的地進行學習，另一方面也可以為以后參加比賽打下堅實的基礎。

另外，教師可以將科研項目融合到課程教學設計中，針對當前計算機人工智能領域的研究熱點，選擇應用性廣，特點突出的項目內容輔助教學。比如可視化處理，人工智能深度學習等方面的延伸學習，可以提高學生的學習興趣，同時也可以為學生搭建一個良好的科研平臺。

3.2 Python課程教學的持續性學習和改進

雖然Python語言結構簡單，但并不意味著教師教學方面會比較輕松，相反地應該對教師提出更高的技術要求。尤其是在科技發展迅速，“大數據”時代的背景下，除了要求教師要掌握多種語言的轉換，也要求在教學過程中鼓勵學生要學會觸類旁通。要結合時代背景，技術發展，技能革新等不斷提升個人的教學水平，還要針對線上線下結合的教學模式，精挑優秀的教學項目和案例，準備充足而優質的教學資源。同時，要善于利用Python語言的開源代碼，不斷學習和提高個人的語言編寫能力和創新意識，并將其融入教育教學中，鼓勵學生開放創新，不斷學習，提高分析問題和解決問題的能力。

在學生學習成果評價過程中，基于OBE教學理念，不僅要注重基礎知識和編程能力的考核，還要針對基礎教學設計相應的課程項目任務，并將項目任務完成情況納入到期末評價。在項目實施過程中設置多個考核任務點，記錄任務過程中遇到的問題，以及問題對應的解決方法。建立基礎知識，項目考察，平時表現等多維度的考核制度，可以基本反映學生對基礎知識的掌握效果，項目的分析解決能力以及學生的學習態度和團隊合作參與度等各方面的情況。根據學生的完成度效果，持續改進教學計劃和教學內容，以達到更好的教學效果。

4 結束語

將OBE的教學理念引入到高職課程建設中具有重要的現實意義。在當今“互聯網+”以及計算機技術快速發展的背景下，如何培養計算機技術人才，提高學生的職業素養已經成為每個計算機教育者必須面對的問題。以成果為導向，圍繞學生學習需求，社會發展需求設計Python語言編程課程是有效的教學方法。

參考文獻：

[1] 常建華，張秀再.基于OBE理念的實踐教學體系構建與實踐——以電子信息工程專業為例[J].中國大學教學，2021（S1）：87-92，111.

[2] 趙震奇.計算思維導向的五年制高職Python程序設計教學[J].電腦知識與技術，2020，16（35）：177-178，181.

[3] 呂勇，王桂娜，張鑫.面向新工科的Python語言案例化教學探討[J].電子測試，2021（4）：117-118.

[4] 張智，黃俊澤.人工智能背景下的高職院校Python教學探索[J].數碼世界，2021（1）：257-258.

[5] 冀全朋，嚴海升.Python程序設計課程教學改革與實踐——基于項目教學模式[J].西南師范大學學報（自然科學版），2021，46（11）：90-95.

[6] 劉滿蘭，李建輝，關成斌.基于OBE理念的《Python程序設計語言》課程混合式教學方法探索[J].計算機工程與科學，2019，41（S1）：203-206.

[7] 聶轟.“新工科”背景下構建OBE理念的Python程序設計教學研究與實踐[J].電腦知識與技術，2021，17（24）：208-209.

[8] 黃俊蓮，呂博學，段雪麗.基于OBE理念的教學改革與實踐——以“Python編程與實踐”課程為例[J].教育教學論壇，2021（13）：71-74.

【通聯編輯：王力】