高中Python課程的校本化項目教學實踐與思考

【摘 要】以推動人工智能在中學的基礎教育為導向，結合學校學生的興趣特長和社會生活實際需求，立足于學生的信息技術核心素養培養，進行Python課程校本化項目教學實踐，有助于提升學生在信息社會中生存、發展和創新的能力。通過探密影視劇中的信息安全，剖析Python課程校本化項目教學的任務規劃與教學實施、探索。

【關鍵詞】Python；項目式學習；校本化項目；案例設計；編程語言教學

【中圖分類號】G434? 【文獻標志碼】A? 【文章編號】1005-6009（2023）52-0089-04

【作者簡介】湯琳純，福建省福州第十八中學（福州，350025）教師，高級教師。

2017年，國務院發布《新一代人工智能發展規劃》，提出 “實施全民智能教育項目”，指出在中小學階段設置人工智能相關課程，逐步推廣編程教育。目前的高中信息技術學科教材選擇了Python作為教學的編程語言。近年來，Python作為通用的編程語言提供了允許安裝第三方模塊接口，能應用于很多方面，Python語言內容簡潔，智能化程度高，與世界計算機語言發展趨勢完全合拍，學生容易上手。

教育當以德為先、立德為本。2019年2月中共中央、國務院印發的《中國教育現代化2035》提出推進教育現代化的八大基本理念之一就是“更加注重以德為先”。

一、Python課程校本化項目教學的目標

Python課程校本化項目設計過程中，教師根據學生的實際特點和學習規律，既要注重培養學生的計算思維，提高學生學習程序語言的興趣，也要有意促進學生對計算思維的深度理解，提高學生的綜合素質。因此，筆者在Python課程的校本化教學中，通過挖掘一些與提升文化修養、道德規范和行為自律等方面有關的活動，并將其作為學習主題進行知識單元化設計，引導學生擁有健康的技術價值追求，提高學生在信息社會中生存、發展與創新的能力。

通過調整學生對編程課程內容設計的意見和對學習案例的喜好，筆者認為，教師利用Python課程校本化項目教學要實現的“德”目標體現在以下4個方面：1.培養學生具有信息安全意識，對信息安全風險有一定的預測、判斷及防范能力。2.培養學生具有信息社會秩序意識，能夠遵守和維護信息法律法規和倫理道德準則，在現實空間和虛擬空間中遵守公共規范，尊重知識產權。3.引導學生正視信息技術革命所帶來的環境問題與人文問題，積極有效、負責任地履行個人在信息社會中的責任與義務。4.培養學生對于信息技術創新所產生的新觀念和新事物，具有積極學習的態度、理性判斷和負責行動的能力。

二、Python課程校本化項目教學的實施方案

筆者結合福建省福州第十八中學學生的興趣特長和社會生活實際需求，以“故事導入→分析問題→抽象建模→構造Python語句→實踐測試”為設計支架對課程教學素材進行校本化的重新整合，通過收集案例素材，優化組合，制定出Python校本課程綱要，確定校本化教材的結構和內容框架，并依據高中學生的學習規律分2個層次準備校本化項目教學內容：

1.通過簡單案例學習Python語言基礎知識，從宏觀上建立Python語言的基本架構。

2.依托豐富的網絡資源，以具體的智能項目設計為學習目標，注重知識的應用。

Python課程的校本化教學在教學實施中遵循并應用 “模仿—重復—應用—理解記憶—糾錯”的學習訓練策略。通過搭建ITtools 信息技術教學輔助平臺來實現主要的教學網絡環境，用HustOJ搭建在線練習評測系統，進行基于網絡化的Python校本課程教學實踐模式的實驗：教學中采用以學生探究式學習為主，教師引導式教授為輔的教學模式。

三、Python課程校本化項目教學的實踐案例

（一）實際案例項目學習的總規劃

以《探密——影視劇中的信息安全》為項目進行Python專題探究學習，筆者根據Python知識點的安排，對項目進行了從基礎到拓展的任務規劃（如文末表1所示）。

從項目的準備，到實施推進，再到最后的總結，整個項目進程由易到難。學生在親身體驗程序代碼功能的升級過程中，結合生活中常見的軟件或硬件的升級更新現象，也慢慢地理解了編程是一個不斷找茬與改進，解決問題的過程。

（二）案例項目實施過程某一課時的具體教學

以《探密——影視劇中的信息安全》專題探究的第一課時為例，整個課堂教學通過多個具體的教與學的活動展開，教學流程為問題分析→抽象建模→構造Python語句→實踐測試→拓展探究。

1.教學導入

通過《懸崖之上》電影片段賞析，激發學生學習興趣。同時影片中傳遞情報的方式設計靈感取自愷撒密碼，由此也帶入了課題內容。通過觀看視頻與學生進行故事情節的復盤，并用思維導圖歸納出了“密碼系統的結構組成”，為本節課“加密算法的確定”這一教學重難點的突破作了鋪墊。

2.教學活動

（1）解密挑戰

“觀看微視頻，請嘗試著將下面這封用愷撒密碼的加密信，在2分鐘內完成解密，并將結果提交ITtools學習平臺。”教師根據課堂的小測發現學生的問題，有的放矢地突破教學難點。

（2）思考反饋

根據活動一的挑戰結果，教師根據本節課的探究任務主題“用Python語言編寫凱撒密碼的加密程序”，實現目標“利用密鑰，將明文U 轉換成密文。”進行探究活動“在ITtools學習平臺上進行Python語句構造”。

學生根據教師提供的表格（如圖1所示），查閱ITtools學習平臺上教師提供的“知識庫查閱”中的知識點，用Python語言寫對應語句，在ITtools學習平臺上的“思考與反饋”頁面進行線上交流討論。

[圖1 課例中教師提供的學案表格]

在第二個環節中，ITtools平臺的調查功能可以讓師生實時看到思考的反饋結果，教師可以直接進行實時指導，學生也可以在提交自己的答案后，查看到他人的答案，無聲勝有聲地進行在線學習交流。通過活動二的學習，完成了本課重難點突破。

（3）實踐測驗

在ITtools學習平臺上發布編程實踐任務要求，學生打開Python IDLE進行編程，運行測試。實踐過程中，學生可以隨時查閱ITtools學習平臺上教師提供的“知識庫查閱”“拓展閱讀”中的知識點，并利用ITtools學習平臺上傳提交完成的編程作業。

3.總結與評價

教師在這個環節可以引導學生通過思維導圖的繪制來完成對“認知程序結構”知識體系的歸納總結。也可以通過項目階段報告的交流，進行問題再發現，優化密碼加解密程序，實現知識的延伸，為下一節課作鋪墊。

四、Python課程校本化項目教學的實踐思考

（一）項目主題規劃，踐行立德為本

1.從歷史人文問題中挖掘

在影視劇《長安十二時辰》中望樓傳信息的密碼，我們同樣可以讓學生感受中華文化的魅力，激發學生的民族自信心和民族責任感。同時，培養學生的信息安全意識，引導他們對信息安全風險有一定的預測、判斷及防范能力。

2.著眼當前社會的熱點現象去發現

引導學生通過日常行為背后的技術應用，開展認識與探秘的項目學習。這樣不僅可以很好地引導學生學會關注社會問題，從實際出發，認識“信息系統”的構建，理解信息技術與社會之間的關系，同時，還能培養學生的信息社會秩序意識，使其在現實空間和虛擬空間中遵守公共規范遵守和維護信息法律法規和倫理道德準則，尊重知識產權。

Python校本課程的項目案例需要進行與時俱進的更新，以滿足學生的實際需求。在具體的人工智能的應用案例分析中，教師身為課程的設計者和實施者，需要緊跟時代脈搏用新知識、新技能去武裝好自己，才能不落后于時代。

（二）Python校本課程的項目學習評價

Python是編程類的課程，這類課程的知識獲取和掌握需要學生多做練習，多進行實踐性操作。在Python課程校本化項目教學過程中，筆者通過搭建HustOJ在線練習評測系統，給學生提供平常學習之余的輔助練習平臺，學生在這個平臺上根據自己需要可以進行自主評測和階段性的學習評價測試。教師也以此作為校本課程實施的教學評價的另一參考依據。

學生通過HustOJ在線練習評測系統的應用，不僅可以增加鞏固知識的新途徑，還可以通過相互之間競賽，產生不服輸的情緒。學生在你追我趕中，激發出學習熱情。

遵循“以Python語言校本類的課程為基礎，再結合智能設計的課程為提升”為思路設計和建設的Python課程校本化項目教學，有助于中學生對人工智能產生興趣，促進學生信息素養的培養。

責任編輯：金茂喆