基于OBE理念的Python程序設計教學模式研究

摘要：“Python程序設計”作為一門程序設計語言課程，為其他程序設計提供必要的基礎知識和編程方法，是數據科學與大數據技術的專業必修課程，過程中培養了學生的專業技能和編程能力。大數據專業后續課程包括數據挖掘、數據分析、數據可視化等均以Python語言為基礎，因此，學生對該門課程的掌握極為重要。為了進一步提升“Python程序設計”課程教學質量，結合當前Python程序設計教學過程中存在的課程內容的難度、課程深度與就業市場需求還有一定的差距，學生面對實際應用，解決復雜工程問題能力薄弱等突出問題，結合“線上+線下”教學模式，研究合理的考核方式，針對教學資源進行分層，實施基于成果導向教育（Outcomebasededucation，OBE）理念的Python課程教學改革，采用多維度考核評價機制，切實提高課程教學質量。

關鍵詞：OBE理念混合教學教學質量課程改革

ResearchonPythonProgrammingTeachingModeBasedonOBEConcept

LIFanLYUJiaCHENGLijunDENGLinqiang

ShanxiAgriculturalUniversity，Taiyuan，ShanxiProvince，030000China

Abstract：Asaprogramminglanguagecourse，PythonProgrammingprovidesnecessarybasicknowledgeandprogrammingmethodsforotherprogramminglanguages.Itisacompulsorycourseindatascienceandbigdatatechnology，whichcultivatesstudents'professionalskillsandprogrammingabilityintheprocess.Thefollow-upcoursesofthebigdatamajor，includingDataMining，DataAnalysis，DataVisualization，etc.，areallbasedonPythonlanguage.Therefore，itisextremelyimportantforstudentstomasterthiscourse.In ordertopromotetheimprovementoftheteachingqualityofthePythonProgrammingcourse，consideringtheprominentissuesinthecurrentPythonProgrammingteachingprocess，includingthedifficultyofthecurrentPythonProgrammingteachingprocess，thegapbetweenthedepthofthecourseandthedemandofthejobmarket，andtheweakabilityofstudentstofacepracticalapplicationandsolvecomplexengineeringproblems，etc.andcombinedwiththe"online+offline"teachingmode，itstudiesreasonableassessmentmethods，stratifiesteachingresources，implementsPythoncurriculumteachingreformbasedontheconceptofOutcomeBasedEducation（OBE），adoptsamulti-dimensionalassessmentandevaluationmechanism，andeffectivelyimprovethequalityofcourseteaching.

KeyWords：OBEconcept;Hybridlearning;Teachingquality;Curriculumreform

當前伴隨著云計算、物聯網等技術的快速發展，智慧城市、智慧醫療、智能交通等應用中產生了大量的數據。數據的分析與處理離不開Python語言。Python具有簡單易學、功能強大的特點，在教育領域得到了廣泛關注。Python語言不僅能夠提高學生的編程技能，還能鍛煉學生的邏輯思維，培養學生的創新能力。然而，傳統的Python教學模式存在一些問題，如教學內容與實際應用相差較遠、學生練習時間短、學習目標不明確等[1]。在以往的教學中，教師往往會以知識點講授為主要目的，在對應的課本內容講授完成并學生順利通過考試后，意味著課程目標即為達成。在這個過程中，學生被動接受知識，不理解學習的目標究竟是什么，導致學生缺乏學習的主動性，失去學習興趣。針對以上問題，從而進一步提高Python程序設計課程的教學質量，本文基于成果導向教育（Outcomebasededucation，OBE）教學理念與模式，從課程目標、教學方法與手段、課程考核方式及教學目標達成度幾個方面進行了教學改革與研究探索。

1OBE理念

OBE理念最早出現在美國等的基礎教育領域內。成果導向教育指的是從最終的結果出發，設計教學方法和教學手段，讓學生在開始學習之際明白教學目標是什么，怎樣和教師一起達到指定的教學目標，并且最后需要評價教學目標的完成情況怎么樣[2]。當前，在全球范圍內的教學改革中OBE理念被廣泛應用。堅持成果導向教育（OBE）是一種以成果為目標導向，以學生為本，采用逆向思維的方式進行的課程體系的建設理念，很多課程均以本理念為中心進行了課程改革工作。以學生為中心、以產出為導向、以持續改進為重點[3]。另外，我國當前的課程建設、人才培養目標的制定、教學方式和計劃的制訂等方面，尤其是以應用型人才為培養目標方面，都圍繞OBE理念進行了大量的教學改革和探索。

“Python程序設計”課程為數據科學與大數據技術專業的核心課程。學生通過學習Python語言，可以更好地鍛煉邏輯思維、編程思維，從而具有對數據分析的能力和人工智能相關知識，也可以為他們的未來職業發展打下堅實的基礎[4]。因此，積極探索該課程在教育改革中的應用，提高教學質量，對培養具有創新能力、實踐能力和大數據分析能力等專業型人才具有重大意義[5]。

2Python程序設計教學現狀分析

2.1在教學內容方面Qt41qScmKY8NriYX7P1+lA==

Python程序設計語言涉及基本語法、控制結構、函數、文件等。教師在授課的過程中按照教材的內容來授課，整體注重概念的講解，從而忽略了學生實踐能力的培養。很多學生感到概念枯燥無味，抽象難理解，缺乏學習動力。另外，學生的編程技能水平參差不齊，針對之前學習過的C語言、JAVA語言，部分學生掌握較好，學習Python也較輕松，部分學生編程基礎較薄弱學起來較吃力。

2.2在教學方法上

很多教師仍然是傳統的授課模式，注重語法和概念的講解。學習在這個過程中學習動力明顯不足。此外，在教學案例方面，仍為傳統的一些案例，缺乏互動性和趣味性，無法激發學生興趣。

2.3在考試考核方面

雖然在課程考核評價中采用多種考核方式，但缺乏較完善的過程性評價體系，無法對學生進行更科學和綜合性的評價，也同時影響對課程教學的有效反饋。

3基于OBE理念的Python程序設計教學模式

課程組教師通過研討交流，結合Python教學中學生實踐較弱的問題，針對章節主題和知識點，結合學生身邊的案例、實用技能等，激發學生的興趣。例如：當前學生面臨畢業后面試需要證件照，很多學生不會使用PS，需要花錢進行證件照修飾。通過分析章節中的圖片處理的主題，引導學生主動掌握和探索圖片處理的方法和函數，最后利用第三方庫學會了處理證件照。在這個過程中激發了學生主動學習，強化了學生的參與感[6]。在布置課后習題時，通過學生上課的表現以及對知識點的掌握情況，將習題分為難、中等、一般、簡單4個層次的，學生可以自主選擇題目難度，完成簡單題目后再進行下一階段的練習，從而實現能力的提升。最后，讓學生進行分組討論，觀察生活中的問題，并嘗試用Python編程去解決。基于OBE理念，本文將Python程序設計課程的教學目標、內容與方法、教學方式和考核方式等方面進行改革，構建了混合教學模式[7]。

3.1教學目標

針對學生培養，畢業要求分解到各個課程目標中。按照課程目標、教學內容采取相應的教學方法。良好的教學方法可以保證課程目標的達成度。將畢業要求中對應的課程目標再進一步進行細化，使課程目標更加明確、清晰。如以函數和代碼復用模塊為例，可將具體目標分解為：（1）函數的定義和調用方法；（2）函數的參數傳遞過程以及變量的作用范圍；（3）lambda函數；（4）函數遞歸的定義和使用方法。此外，通過函數的設計與實現，培養學生的工程項目分析能力[8]。Python程序設計的課程目標如表1所示。

基于OBE理念，Python程序設計課程的教學目標為培養學生的知識、能力、素質綜合能力。通過該課程的學習，學生應該能夠熟練掌握Python語言的基本語法和常用庫，能夠使用Python解決實際問題和開發小型應用。

3.2內容與方法

為了實現教學目標，本課程采用了線上與線下相結合的混合教學模式。線上教學主要通過視頻教程、在線編程練習等方式進行基礎知識的學習，針對不同水平的學生，在線上平臺設置練習的時候進行不同難度的設置，使學生逐步提習和提高，實現多層次育人；線下教學則通過案例分析、項目實踐等方式進行深入學習和實踐。同時，引入了翻轉課堂的教學模式，讓學生在課前預習和課后復習中更好地掌握知識。

Python程序設計教學過程中應注重實踐性和系統性。以函數和代碼復用教學過程為例，首先，向學生介紹函數的基本概念，包括定義、調用和參數傳遞。通過簡單示例，讓學生理解函數如何封裝可重復使用的代碼塊。其次，講解全局變量和局部變量，以及它們如何影響函數的行為。其次，通過實例演示模塊和包的使用，讓學生理解如何組織和共享代碼。在實操環節，設計一系列編程任務，要求學生編寫函數來解決實際問題，并鼓勵他們使用已有模塊來提高代碼效率[9]。同時，引導學生反思代碼結構，討論如何改進和優化代碼復用。最后，總結函數和代碼復用的最佳實踐，強調代碼清晰性、可讀性和可維護性的重要性。通過這一過程，學生不僅能夠掌握Python函數和代碼復用的基本知識，還能培養解決實際問題的能力。

3.3教學方式

在混合教學模式下，采用了多種教學方式相結合的方法。啟發式教學、項目式教學、互動式教學、小組討論等教學方法，激發學生的學習興趣和主動性[10]。同時，注重培養學生的邏輯思維和創新能力，提高他們的編程技能。啟發式教學中，在課堂開始的時候，通過問題引導、案例分析先引導學生主動提出問題，從而引導他們主動學習，培養學生獨立思考、分析問題和解決問題的能力，引導學生主動通過實踐獲得自己想學的知識。項目式教學中，通過小型綜合案例，涉及多個知識點，結合學生生活，更容易激發學生學習興趣。互動式教學中課內討論和課外答疑相結合，線上線下相結合，學生可通過學習通平臺、企業微信等平臺聯系教師解答問題。

3.4考核方式

為了更好地評價學生的學習效果，針對目前課程的考核評價體系做了修改與完善，實施考試成績和平時成績各占50%，其中考試成績為上機考試方式，直接運行代碼，通過現實案例讓學生分組完成，激發學生去解決問題的動力，提高解決問題后的成就感。平時成績包括了課堂筆記、考勤、課堂互動、作業、實驗報告等，更加注重對學生的過程化管理。課堂筆記考核學生在課堂上是否集中精力以及對知識點的理解程度，教師通過查看課堂筆記可以了解學生對知識的掌握情況。通過考勤評估課堂教學效果，促進教師改進教學內容和教學手段。課堂互動，根據教學內容開展隨堂提問、討論等活動，記錄學生的表現情況。作業可以更好地鞏固所學內容。在平時書面作業和課程出勤及參與整體考核的基礎上，增加階段性考試，可以反映學生階段性的學習情況，月考內容為簡單的項目實現，如Python代碼實現證件照換背景、PDF轉換為Word文檔等，可以更好地激發學生的實踐熱情，更好地理解學習目標。考核評價對理論知識及實際應用能力的掌握程度并將結果反饋給學生，具體如表2所示。

3.5教學達成度分析

課程授課對象是本科二年級學生，學生對本門課程的學習興趣很高，但很多學生被枯燥的知識點提不起興趣。因此，該課程需要學生在深刻理解內容、思想的基礎上，多實踐。學生課程學習興趣不高，對課程的期望值在0.6左右。針對課程內容需要大量實踐的特點，通過整理歸納課程內容，緊密結合實際生活、學習，將枯燥的知識變得生動活潑。

課程整體期末考試試題在內容上包含了該課程的重難點內容，符合教學大綱中的要求。試卷題目大部分為編程實踐題。從難度上來說，大部分題目為一般難度，有小部分為中等難度和困難。考試平均分90.8，最高分100，80分以上的學生占89.6%，說明大多數學生對課程基礎內容掌握較好，整體上超過了預期達成度。失分主要出現在綜合題，反映了學生對知識轉變成能力方面有待提升。總分絕大部分學生得分較高，說明大部分學生基礎內容掌握較好，學習效果和教學效果良好。課堂表現和平時作業學生均較好完成，表明學生學習過程中能夠主動去探索學習[11]。總體來說，課程目標基本達成。

4結語

在OBE理念的指導下，從教學目標的細化、教學內容的優化、教學評價方式的創新3個方面入手，提出了針對Python程序設計課程的具體教學方式方法、考核方法，使學生由知識的被動接受、學習目標不明確等轉變為主動獲取知識、提升自己的創新能力和實踐能力。同時，在課前備課階段，了解到學生的學習情況、個體差異后，能做到因材施教，提供不同難度、不同階段的測試練習和不同的教學方法。教師在教學的過程中多加強課堂互動、增加實踐環節、提供個性化輔導等，使學生更好的提升自己的能力和技能，從而實現課程目標。總之，學無止境，教無定法。在教學模式研究與探索的路上仍任重道遠。

參考文獻

[1]趙亞紅，周文國，江培華，等.以學生為中心OBE-BOPPPS教學模式實踐：以“誤差理論與測量平差基礎”課程為例[J].科技與創新，2021（22）：159-161.

[2]李爽，付麗.國內高校BOPPPS教學模式發展研究綜述[J].林區教學，2020（2）：19-22.

[3]黃俊鋒，鄭申茂，李容，等.OBE視域下應用型本科信息素養課程教學改革設計[J].大學圖書館學報，2022，40（3）：96-104.

[4]王鑫.OBE理念下“學導式”教學模式在寧夏大學體適能課程的應用研究[D].銀川：寧夏大學，2023.

[5]徐苑.基于混合學習的“Python程序設計”課程考核改革[J].科技風，2024（6）：140-142.

[6]魏曄，崔貫勛.基于知識圖譜的Python程序設計課程教學設想[J].計算機教育，2024（2）：51-54.

[7]張紅霞.基于OBE理念的高職Python程序設計課程專創融合教學改革研究[J].電腦知識與技術，2024，20（3）：168-170.

[8]崔佳.基于OBE理念的《Python程序設計》項目式設計及教學實踐研究[D].金華：浙江師范大學，2023.

[9]廖俊國，梁偉，韓雪等.學以致用的項目驅動式教學研究：以財務管理專業Python語言程序設計課程為例[J].高教學刊，2024，10（4）：58-61，66.

[10]趙增輝，林青，黃玉蕾.基于OBE理念的高校教學模式研究：以C語言程序設計課程為例[J].教育信息化論壇，2021（12）：44-45.

[11]肖紅玉，賀輝.面向對象程序設計課程的混合式和項目式新型教學模式探索[J].計算機教育，2023（8）：156-160.