Python程序設(shè)計課程教學(xué)方法改革實踐探究

侯曉志

摘要：Python作為一門簡潔、易讀且廣泛應(yīng)用的編程語言，在各個領(lǐng)域中都有著舉足輕重的地位。傳統(tǒng)的Python程序設(shè)計課程往往側(cè)重知識的灌輸，學(xué)生多以被動的方式接受知識，缺乏實踐與創(chuàng)新的機(jī)會。因此，對Python程序設(shè)計課程進(jìn)行教學(xué)方法改革勢在必行。在文章中，針對Python程序設(shè)計采用“理論+實例+階段案例+綜合案例+小組實踐+指導(dǎo)評價”的六步法模式的課程教學(xué)方法。這種教學(xué)方法改革結(jié)合了理論知識的講解、實際案例的演示和小組綜合項目的實踐，從而提供了一個全面的學(xué)習(xí)框架，達(dá)到了培養(yǎng)學(xué)生的實際問題解決能力、團(tuán)隊協(xié)作精神和創(chuàng)新思維的目的。

關(guān)鍵詞：Python程序設(shè)計；教學(xué)方法改革；“六步法”教學(xué)模式

中圖分類號：G642? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2024）09-0129-03

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）

隨著云時代的到來，Python語言的受歡迎程度日益增長，成為程序開發(fā)人員的首選。其引人喜愛的原因不僅在于其簡單易學(xué)，還在于其擁有豐富的第三方程序庫和完善的管理工具。特別是在軟件質(zhì)量控制、開發(fā)效率、可移植性和組件集成等方面，Python都處于領(lǐng)先地位。如今，Python作為一種通用語言已經(jīng)深入程序開發(fā)的各個領(lǐng)域，并且越來越多的人選擇學(xué)習(xí)和使用它。在高校大數(shù)據(jù)相關(guān)專業(yè)中，Python更是被視為重要課程之一[1]。

1 Python程序設(shè)計課程特點

1.1 總體特點

多學(xué)科交叉與融合：Python程序設(shè)計課程不僅關(guān)注計算機(jī)科學(xué)，還與其他學(xué)科進(jìn)行交叉與融合。Python編程語言作為一門通用且易于上手的語言，被廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)分析、人工智能、自然語言處理等領(lǐng)域。因此，在教學(xué)中引入相關(guān)的學(xué)科知識，如數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)科學(xué)、機(jī)器學(xué)習(xí)等，以幫助學(xué)生全面理解Python編程的應(yīng)用場景和解決實際問題的能力。

理論與實踐相結(jié)合：Python程序設(shè)計注重將理論知識與實踐相結(jié)合，學(xué)生不僅需要理解Python編程語言的基本概念和語法規(guī)則，還需要通過項目實踐等實際操作來鞏固和應(yīng)用所學(xué)知識。這種理論與實踐相結(jié)合的教學(xué)方法可以幫助學(xué)生更好地理解和掌握編程技能，并培養(yǎng)他們解決實際問題的能力。

授課對象的多元化：Python程序設(shè)計課程不僅面向計算機(jī)相關(guān)專業(yè)的學(xué)生，也向其他專業(yè)的學(xué)生開放。這意味著課程設(shè)計需要考慮到不同背景和需求的學(xué)生，通過編程能力的培養(yǎng)和實際案例的引入，使各類學(xué)生都能夠從中受益。

1.2 具體特點

實踐導(dǎo)向：Python程序設(shè)計注重實踐，通過案例和項目實踐來幫助學(xué)生將理論知識應(yīng)用到實際編程中。學(xué)生將通過動手實踐，深入理解Python編程語言和技術(shù)，掌握編程能力和實踐技巧。

漸進(jìn)式學(xué)習(xí)：課程采用漸進(jìn)式學(xué)習(xí)的教學(xué)方法，從簡單到復(fù)雜、逐步提高難度。學(xué)生將按照階段性的案例和任務(wù)，逐步掌握Python編程的基礎(chǔ)知識和應(yīng)用技能，從而建立起扎實的編程基礎(chǔ)。

強(qiáng)調(diào)問題解決和創(chuàng)新能力：Python程序設(shè)計課程注重培養(yǎng)學(xué)生的問題解決和創(chuàng)新能力。通過解決各種案例和實踐項目，學(xué)生將鍛煉自己的思維能力和解決問題的能力，培養(yǎng)創(chuàng)新思維和創(chuàng)造力。

團(tuán)隊合作與溝通：課程鼓勵學(xué)生進(jìn)行小組項目實踐，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊合作和溝通能力，為將來從事協(xié)同開發(fā)和項目管理等工作做好準(zhǔn)備。

2 課程教學(xué)存在問題與教學(xué)方法改革

2.1 課程教學(xué)存在的問題

目前，大數(shù)據(jù)技術(shù)相關(guān)專業(yè)的高校教學(xué)體系配置過多地偏向理論教學(xué)，而缺乏實際的編程實踐環(huán)節(jié)，這導(dǎo)致學(xué)生難以將所學(xué)的概念應(yīng)用到實際問題中，限制了他們實踐能力的發(fā)展，學(xué)生很難把理論轉(zhuǎn)化為實踐應(yīng)用技能。其次，在教學(xué)中，缺乏足夠具有代表性的項目案例，無法真實地模擬學(xué)生將來可能面臨的實際場景，這樣會限制學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。再次，在班級中，學(xué)生的編程基礎(chǔ)和技術(shù)水平參差不齊，這對教師來說是一個挑戰(zhàn)，教師需要在教學(xué)中平衡不同學(xué)生的需求，確保每個學(xué)生都能夠得到適當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)支持和挑戰(zhàn)。最后，Python編程領(lǐng)域的技術(shù)不斷發(fā)展和更新，相關(guān)工具和庫的版本也在不斷變化，課程內(nèi)容需要及時更新和迭代，以保持與行業(yè)最新發(fā)展的同步。因此，尋找和管理適合的教學(xué)資源，如教材、教案、實驗環(huán)境等，需要花費教師較多的時間和精力；確保教學(xué)資源的質(zhì)量和有效性也是一個挑戰(zhàn)[2]。綜上所述，存在的問題與挑戰(zhàn)需要教師不斷思考和探索相應(yīng)的解決方案，以提高Python程序設(shè)計課程的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效果。

2.2 課程教學(xué)方法改革

近年來，許多高校教師對Python程序設(shè)計課程進(jìn)行了多方面的教學(xué)方法改革。例如，劉素霞等將課程進(jìn)行模塊化設(shè)計，以高校學(xué)生信息管理系統(tǒng)為主線，貫穿所有章節(jié)知識點，通過理論與實踐的結(jié)合，并將思政元素融入課程教學(xué)中，達(dá)到教學(xué)方法改革和思政育人成效[3]。冀全朋等對Python程序設(shè)計的教學(xué)方式、實驗項目、考核評價進(jìn)行教學(xué)方法改革，將課程內(nèi)容劃分為“基礎(chǔ)類”“進(jìn)階類”“開發(fā)類”三種類型的實驗項目，課堂教學(xué)取得了較好的效果[4]。余波等提出反向設(shè)計課程教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建課程思政素材庫，依托網(wǎng)絡(luò)資源平臺建設(shè)課程資源，采用混合式教學(xué)方法開展課程教學(xué)方法改革[5]。楊榮嶺分別從基礎(chǔ)知識講授和第三方庫兩方面進(jìn)行案例教學(xué)，一方面使學(xué)生掌握基本的理論和編程技巧，另一方面培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)及參與項目的能力[6]。

綜上所述，Python程序設(shè)計教學(xué)方法改革的最終目的是提高學(xué)生的編程能力和解決實際問題的能力。通過改革希望能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和團(tuán)隊合作精神等，使他們能夠靈活運(yùn)用Python語言進(jìn)行軟件開發(fā)、數(shù)據(jù)分析、人工智能等方面的工作。最終，培養(yǎng)出具備終身學(xué)習(xí)能力和適應(yīng)未來社會發(fā)展需求的高素質(zhì)人才。

3 “六步法”模式的課程教學(xué)方法

為培養(yǎng)學(xué)生的編程能力、邏輯思維、創(chuàng)新意識和創(chuàng)造力、團(tuán)隊合作和溝通能力，在Python程序設(shè)計課堂教學(xué)中，采用“理論+實例+階段案例+綜合案例+小組實踐+指導(dǎo)評價”的“六步法”模式的課程教學(xué)方法，這種教學(xué)方法改革結(jié)合了理論知識的講解、實際案例的演示和小組綜合項目的實踐，從而提供了一個全面的學(xué)習(xí)框架。

1） 理論部分：Python程序設(shè)計每一章的教學(xué)，首先會介紹Python編程語言的基本概念和語法。通過理論知識的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠掌握Python編程的基本原理和核心概念，為后續(xù)的實踐奠定堅實的基礎(chǔ)。

2） 實例部分：在理論知識的講解之后，結(jié)合教材會通過一系列的實例來展示Python編程的應(yīng)用。這些實例涵蓋了各個領(lǐng)域的問題，如文本處理、數(shù)據(jù)分析、圖形繪制等。通過實際的案例演示，學(xué)生可以更加直觀地了解如何使用Python解決實際問題，同時也可以加深對理論知識的理解。

3） 階段案例：在學(xué)習(xí)了基本的理論知識和實例之后，教材會引入一系列的階段案例。這些案例通常以一個完整的項目為背景，通過分階段的任務(wù)來幫助學(xué)生梳理思路、鞏固知識并鍛煉實際編程能力。同時，每個階段案例都會對應(yīng)一定的指導(dǎo)和提示，學(xué)生可以逐步完成項目的各個部分，并通過實踐繼續(xù)加深對所學(xué)知識的理解。

4） 綜合案例：教材會提供一到多個綜合案例，這些案例需要學(xué)生綜合運(yùn)用前面所學(xué)的知識來解決一些復(fù)雜的問題。綜合案例常常涉及多個領(lǐng)域的知識，需要學(xué)生進(jìn)行綜合思考和創(chuàng)新設(shè)計。通過完成綜合案例，學(xué)生可以更好地掌握Python編程的綜合應(yīng)用能力。

5） 小組實踐：教師利用線上和線下資源，提前準(zhǔn)備不同的典型實踐項目，學(xué)生分成若干小組進(jìn)行項目實踐，合作解決一個實際問題。通過小組實踐，學(xué)生進(jìn)一步鍛煉團(tuán)隊合作意識和溝通能力。

6） 指導(dǎo)評價：教師在小組實踐過程中隨時提供指導(dǎo)和評價，幫助學(xué)生糾正錯誤、優(yōu)化代碼，并提供反饋和建議。以此幫助學(xué)生及時發(fā)現(xiàn)和解決問題，提高學(xué)習(xí)效果和編程能力。

本文以Python程序流程控制章節(jié)為例，講述了“六步法”模式的課程教學(xué)方法（見圖1） 。通過理論授課，學(xué)生需要掌握Python編程語言的基本概念和語法，建立扎實的理論基礎(chǔ)。實例讓學(xué)生能夠動手實踐，加深對Python編程的理解和應(yīng)用能力。隨后的階段案例和綜合案例要求學(xué)生面對具體的問題進(jìn)行分析和解決，培養(yǎng)他們解決問題的能力和邏輯思維能力。小組實踐促進(jìn)學(xué)生之間的合作和溝通，培養(yǎng)團(tuán)隊合作意識。指導(dǎo)評價環(huán)節(jié)教師提供及時的指導(dǎo)與反饋，幫助學(xué)生不斷改進(jìn)和提高。

Python程序設(shè)計課程采用“理論+實例+階段案例+綜合案例+小組實踐+指導(dǎo)評價”的“六步法”模式的教學(xué)方法改革實踐具有以下優(yōu)點：

1） 該教學(xué)方法改革以漸進(jìn)的方式引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和實踐，從簡單到復(fù)雜，逐步提升難度。學(xué)生可以在具體案例中逐步理解和應(yīng)用所學(xué)的理論知識，漸進(jìn)地鞏固和擴(kuò)展技能。

2） 通過理論知識的學(xué)習(xí)和實際案例的應(yīng)用，學(xué)生可以將抽象的概念和理論轉(zhuǎn)化為實際的解決方案。這種理論與實踐的結(jié)合能夠更好地幫助學(xué)生理解和鞏固所學(xué)知識，培養(yǎng)實際應(yīng)用能力。

3） 每個階段案例和綜合案例都涉及具體的問題和需求，學(xué)生需要通過分析、設(shè)計和實現(xiàn)來解決這些問題。這種問題驅(qū)動的學(xué)習(xí)方式能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動力，培養(yǎng)他們解決問題的能力和創(chuàng)新思維。

4） 通過綜合案例，學(xué)生需要綜合運(yùn)用所學(xué)的知識和技能，解決復(fù)雜的問題和項目。這種綜合能力培養(yǎng)能夠幫助學(xué)生將零散的知識和技術(shù)整合起來，提升綜合應(yīng)用能力。

5） 通過小組實踐，學(xué)生需要與他人合作解決問題，培養(yǎng)團(tuán)隊合作和溝通能力。這種合作與溝通的過程主要培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作精神和團(tuán)隊意識，為將來的工作需求做好準(zhǔn)備。

4 結(jié)束語

通過“六步法”模式的教學(xué)方法改革實踐，為課程教學(xué)注入了新的活力和效果，培養(yǎng)了學(xué)生的編程技能、解決問題能力和團(tuán)隊合作精神。這一教學(xué)模式將不斷為學(xué)生提供更好的學(xué)習(xí)體驗和更充實的編程技能，為學(xué)生未來的學(xué)習(xí)和職業(yè)發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張治斌，張良均.Python編程基礎(chǔ)[M].2版.北京：人民郵電出版社，2021.

[2] 鄭麗萍.“三教改革”背景下高職Python程序設(shè)計課程教學(xué)方法改革的探索與實踐[J].中國新通信，2023，25（10）：140-142.

[3] 劉素霞，陳佛連.項目式教學(xué)在高職Python程序設(shè)計課程教學(xué)改革的應(yīng)用探索[J].電腦知識與技術(shù)，2023，19（16）：145-148.

[4] 冀全朋，嚴(yán)海升.Python程序設(shè)計課程教學(xué)改革與實踐——基于項目教學(xué)模式[J].西南師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2021，46（11）：90-95.

[5] 余波，羅莉霞，易晨暉.新工科建設(shè)背景下Python程序設(shè)計課程教學(xué)改革與實踐[J].計算機(jī)教育，2021（11）：80-84.

[6] 楊榮領(lǐng).《Python語言程序設(shè)計基礎(chǔ)》課程教學(xué)改革實踐[J].高教學(xué)刊，2019（3）：135-137.

【通聯(lián)編輯：謝媛媛】