基于Git技術的Python課程教學實踐

摘要：文章分析了在電子信息專業核心課程Python教學中引入Git版本控制工具的可行性，并在教學實踐中進行了應用。研究發現，通過Git平臺，師生可以共同學習編程語言、分享開發經驗、協同完成項目任務。這種教學方式不僅提升了學生的專業技能，還培養了團隊協作精神、溝通能力與職業素養，為學生的職業發展提供了有力支持。然而，使用Git進行教學也對教師和學生提出了一定要求，須要克服一些潛在問題。文章提出了應對措施，以充分發揮Git技術優勢，推動現代教育模式的發展。

關鍵詞：Git技術；版本控制；Python課程教學；電子信息

中圖分類號：G799" 文獻標志碼：A

0 引言

“Python程序設計”是電子信息工程技術專業群的一門主要專業核心課程，要求學生掌握Python語言基本知識點，具備底層開發的基礎編程能力，涉及對算法、數據結構以及底層系統的理解與應用。隨著人工智能與大數據技術的快速發展，這門課程也要求學生能夠參與機器學習實踐項目，掌握程序測試和調試的關鍵技能。在傳統的信息類課程教學中，采用講授法、演示法、案例法較多，然而編程語言的學習不僅須要理解其語法規則，還須要通過大量的實踐來熟悉其執行邏輯和運算方法。由于課時數有限，學生理論聯系實際的練習時間有限，傳統教學目標很難達到預期效果，更難以培養學生的團隊協作能力以及信息類技術人才所應具備的綜合素養。

Git是一個強大的分布式版本控制系統，能夠靈活高效地管理從小型到大型項目的版本更迭。Git分布式特性意味著其采用多任務處理方式，將任務拆分成多個部分，并部署在不同的機器上，從而實現并行處理和資源優化。版本控制工具是協作開發項目不可或缺的基礎組件，尤其在軟件開發領域，其對于個人開發者或團隊開發者而言都至關重要。在沒有版本控制技術的情況下，代碼可能因誤操作或疏忽而遭受覆蓋或丟失的風險，同時難以追蹤代碼的變更歷史，且一旦代碼出現問題，也無法輕易恢復到之前的狀態。通過Git版本控制系統，開發人員可以輕松地記錄每次代碼的變更，并通過系統更新來保持代碼的同步性和一致性，從而使團隊成員更加高效地協作，確保項目的順利進行。

1 Git用于教學的可行性分析

作為一種先進的分布式版本控制系統，Git具有諸多特點，這些特點使Git在電子信息類核心課程教學領域中具有廣泛的應用前景［1］，可以提高教師教學質量和效率，培養學生的團隊協作能力和并行開發思維。

1.1 分布式版本控制

Git的分布式特性是其核心優勢之一，每位用戶都可以在本地擁有一個完整項目副本。這意味著，無論用戶身處何地，只要擁有Git，就能夠隨時隨地地進行代碼的編寫、修改和提交。即使在沒有網絡連接的情況下，用戶也能進行版本控制，無須擔心錯過任何重要的修改或更新。這種分布式版本控制給教學帶來了極大的靈活性。學生可以在課堂上學習理論知識，利用課后時間進行實踐。用戶可以在本地進行代碼的修改和提交，而無須擔心對遠程倉庫造成干擾或沖突。這種離線工作的能力使得學生能夠更加自由地探索和學習，不受時間和地點的限制。

1.2 分支管理功能

Git的分支管理功能是其另一個特點。通過分支，學生可以輕松創建多個獨立的開發線，每個分支都可以代表一個特定的功能或任務。這使得學生可以在不干擾其他分支的情況下并行開發，提高了開發效率。在教學環境中，教師可以利用Git的分支管理功能為學生布置不同的任務或實驗。Git的分支管理功能允許學生輕松創建、合并和刪除分支，為并行開發提供了極大的便利［2］。在教學環境中，教師可以利用這一特性為學生布置不同的任務或實驗，學生可以在獨立的分支上完成工作，然后再合并到主分支。這有助于培養提升學生的并行開發思維。

1.3 多人高效協作

Git的設計目標之一是支持多人高效合作。通過Git，多個開發者可以同時在同一代碼庫上工作，共同推動項目的進展。Git使用哈希算法來驗證數據的完整性，確保代碼在傳輸和存儲過程中不會被篡改。在教學中，Git的多人合作特性非常有效。教師和學生可以通過Git共享、推送和拉取彼此的更改記錄，確保代碼倉庫的實時性和準確性。這種實時協作方式不僅提高了教學質量和效率，還讓學生更加自由地學習和實踐，學會如何在團隊中有效溝通，提升團隊協作開發能力，為未來的職業發展打下堅實的基礎。

2 Python課程教學實踐

為了更好地呈現將Git技術應用于電子信息技術專業群教學的優勢，以Python課程中“小型物聯網倉儲系統”項目設計和教學實施為例進行說明。該部分課程內容由學生小組合作完成，項目是開放式的，學生可以選擇他們創作的內容、討論的主題甚至使用的編程思路。學生在Git社區公開他們的作業，以便課程內外的其他人都能查看他們的項目。

2.1 資料發布

項目伊始，為了確保每位學生都能明確了解項目的要求與進度，由教師托管一個公共資源庫。這個資源庫不僅是信息集散地，更是學生們完成項目的得力助手。資源庫對所有學生開放，他們只須要登錄系統，便能輕松訪問到豐富的項目資料。

為了確保項目進程的透明性與時效性，教師會在每次課后及時更新資源庫。新的實驗作業、資料鏈接和課后作業都會被及時添加到資源庫中，確保學生們能夠在第一時間獲取最新的學習資料。為了使學生們能夠更直觀地了解項目的時間線與任務安排，教師還可將所有內容用Markdown制作成日歷風格的表格，張貼在課程資源庫的主頁上。這種呈現方式不僅使得信息更加清晰易懂，還為學生們提供了便捷的任務管理工具。

如果學生在學習過程中發現某些內容需要修改或補充，他們也可以“fork”資源庫，根據自己的理解和需要進行調整［3］。完成修改后，學生通過拉取請求的方式提醒教師，確保雙方能夠及時溝通并確認修改內容。這種靈活的機制不僅鼓勵了學生的主動性與創造性，還有助于形成師生互動、共同進步的學習氛圍。

2.2 實施推進

師生使用Gitblit來推進項目實踐并進行協同開發，構建一個嚴謹、穩重且高效的代碼學習和開發小組。組長承擔項目整體架構設計的重任，并為團隊成員分配適當的讀寫權限，明確各自的職責。組長不僅要具備扎實的編程基礎，還須擁有出色的系統規劃能力。在實際操作中，他們的任務是設計視圖層頁面，確保用戶界面的友好性與易用性，同時編寫控制層程序，以確保系統功能的穩定與可靠。而團隊成員則將在項目組長的指導下，聚焦于數據訪問層和業務邏輯層的代碼編寫工作。小組各成員充分利用所學知識，編寫高效、穩定的代碼，以滿足項目需求。

團隊成員從Gitblit服務器上克隆項目架構至本地環境，并仔細核對代碼庫中的各項文件與資源，確保完整性與一致性。各組員根據自己的專長和分配的任務，進行代碼的編寫與調試工作。為了確保項目代碼的及時同步與整合，團隊成員須將編寫的代碼及時推送到Gitblit服務器上的項目倉庫中。項目組長需要利用Git工具將服務器上的代碼同步至本地環境，并與自己的代碼進行整合。在這一過程中，組長應仔細審查每位成員的代碼變更，確保其符合項目要求與質量標準；同時，還須要對整合后的項目代碼進行全面的測試與驗證工作，以確保系統的穩定性與可靠性。

Gitblit的網頁端功能為教師提供了便捷的“監控”手段。教師可以輕松查看項目組成員提交的分支代碼，全面了解每位成員的工作量和貢獻情況。這有助于教師及時掌握學生的學習進度與技能掌握情況，為后續的教學安排提供有力依據。這一功能還有助于防止部分學生加入項目組后未實際參與代碼編寫的情況。教師可以根據提交記錄與代碼質量對學生進行有效的監督與指導，促進他們的積極參與和持續進步。這種分工合作的方式更符合企業實際的開發流程與團隊協作精神，有助于為學生未來的職業發展奠定堅實的基礎。

2.3 項目托管

學生可以在GitHub上托管項目作品和小組作業，公開展示給課程中的其他人，接受來自各方的審視與反饋。這種開放性不僅能為學生帶來成就感，還能成為他們努力完善作品的動力。除了項目代碼外，GitHub還可以托管與課程相關的各種討論資料，如實驗數據、研究進度和結論報告等。這些資料對于學生們而言是非常寶貴的財富，可以幫助他們回顧項目開發過程、總結開發經驗，并在未來的學習和研究中提供參考。為了更好地促進學生們之間的交流與討論，每個課程資源庫都設有“問題”頁面［4］。在這個頁面上，教師可以為每個實驗室創建一個專門的問題，類似于論壇帖子。學生們可以根據自己的實際工作在相應的問題上發表評論，分享自己的見解和心得。這種討論方式不僅方便快捷，還能夠有效地促進學生們之間的互動與合作。

GitHub還為學生們提供了一個非常實用的功能——“@”成員。當學生在對問題發表評論時，他們可以通過“@”功能來指定與誰進行互動。這樣一來，被“@”的成員就會收到通知，及時了解到其他成員的觀點和建議，從而更加高效地進行團隊協作。隨著Git用于課程教學的不斷實踐與探索，學生的編程技能與團隊協作能力將會得到極大的提升。

3 應用分析

本文通過對物聯網應用技術專業的2個平行班一個學期的教學進行實踐，對師生進行問卷調查，分析總結調查結果后發現，將Git技術用于Python課程教學效果良好的教學過程。

3.1 教學效果提升

Git作為一款強大的版本控制工具，其應用不僅限于軟件開發領域，還可以廣泛地應用于各類教學場景中。在教育領域中，Git技術的使用能夠帶來諸多益處，使得教學過程更加高效、透明，同時也為學生的學習和成長提供了有力支持。

對于教師而言，Git技術可以實時追蹤每個學生的代碼提交和更改，從而準確了解每個學生的學習進度。這種實時的反饋機制使得教師能夠及時調整教學策略，以滿足不同學生的需求。同時，教師還可以輕松地查看學生代碼的演變過程，從而更準確地評估學生的學習成果。這種評估方式相較于傳統的作業批改，更加客觀、全面，能夠更好地反映學生的真實水平。

對于學生而言，Git技術同樣具有諸多優勢。學生可以自由地提交和修改代碼，將自己的學習成果展示給其他人。這種成果展示不僅可以讓學生感受到自己的價值被認可，還可以激發他們的學習動力和創造力。通過Git平臺，學生可以參與到開源項目中，為開源社區做出貢獻，讓學生感受到自己是編程社區的一部分，從而增強他們對課堂的歸屬感，提升學生的參與感。這種學習方式不僅能夠提高學生的編程技能，還有助于培養他們的團隊協作精神和溝通能力，拓寬自己的視野和交際圈［5］。Git提供了一個相互學習、共同進步的平臺。通過共同編輯和評論代碼，學生可以發現彼此的優點和不足，從而相互借鑒、取長補短。

Git鼓勵學生間的協作和溝通。在這個過程中，學生不僅可以提高自己的編程技能，還可以培養自己的批判性思維和解決問題的能力。通過審查他人的代碼，學生可以學習不同的編程風格和解決問題的方法，從而拓寬自己的視野和思維方式。這種審查過程也有助于提高學生的代碼質量和編程能力，為未來的職業發展打下堅實的基礎。Git技術為學生提供了一個展示自己才華和實現自我價值的平臺，有助于激發他們的學習動力和創造力。因此，將Git技術引入教育領域具有廣闊的應用前景和深遠的意義。

3.2 帶來的挑戰

將Git技術用于教學中具有諸多優勢，但也存在一些潛在的問題和挑戰。

首先，使用Git進行教學對授課教師和學生在Git基本操作上提出了一定的要求。如果師生對如何利用現有功能（如push請求、fork問題）不熟悉，那么這可能會給整個教學過程帶來一些不屬于課程內容方面的困難。因此，在使用Git進行教學時，需要在前幾次課程中著重介紹Git的基本操作知識點，甚至可能需要提供必要的培訓和支持。

其次，盡管GitHub是一個非常流行的版本控制平臺，但其本質上并不是為教育而設計的。因此難以滿足一些教育教學中的基本需求，如成績判定、作業提交等。同時，GitHub也無法確保學生成績的私密性，這可能會引發一些隱私和安全問題。另外，當教師發布資料時，Git也不支持某些文件類型（如PDF、PPT等），這可能會給教師帶來一些額外的操作麻煩，并影響到實時完善教學資源的效果。

最后，對于初次接觸Python編程的學生而言，Git的開源性就像一把雙刃劍，雖然為學生提供了寶貴的學習機會，但也可能帶來一些潛在的問題。學生擔心在公開資源上發布自己的項目作業會暴露自己的不足和錯誤。這種擔憂可能會阻礙他們參與Git社區的積極性，從而限制了他們從社區互動中受益的機會。此外，由于學生的編程水平通常處于初級階段，在參與項目的過程中可能會出現一些錯誤或編寫不規范的代碼，這可能會給Git社區的其他人員帶來一些不必要的麻煩，甚至可能影響到整個項目的質量和進度。

因此，為了確保Git在教學中的有效應用，教師須要采取一系列措施來應對潛在的問題和挑戰。例如：在課程開始之前，教師應加強對基本操作的培訓，引導學生正確看待Git的開源性，設置一些私有的倉庫或分組，以便學生可以在一個相對封閉的環境中進行學習和交流等，以充分發揮Git技術的優勢，為現代教育模式注入更多的活力和創新。

4 結語

本文經過深入地探討和實踐，證明了將Git版本控制系統融入Python課程教學中的可行性。實踐結果顯示，Git平臺能夠有效地促進師生共同學習、經驗分享和項目協作，從而顯著提高學生的編程技能、團隊協作和溝通能力。然而，為了充分發揮Git的潛力，教師和學生須要克服一些技術和管理上的挑戰。未來研究可以通過加強Git操作培訓、引導學生正確看待開源性、設置私有倉庫等措施解決上述問題。

總體而言，本文所提將Git技術應用于Python課程教學的方案為現代教育模式的發展注入了新的活力。隨著教育者對Git應用的不斷探索和實踐，未來，將為學生的職業發展提供更有力的支持。

參考文獻

［1］錢穎雪.基于智慧教育的Git技術在信息類課程中教學實踐［J］.電子測試，2020（21）：127-128.

［2］錢穎雪.GitHub輔助教學模式研究［J］.科技創新與生產力，2018（12）：117-120.

［3］劉愛群，于健，王瑞，等.基于Git技術的機車車載應用軟件集中控制系統研究［J］.鐵道運輸與經濟，2022（2）：52-58.

［4］仇禮欽，王鑫，盛飛龍，等.基于Git的軟件項目管理配置方法及應用實踐［J］.機電工程技術，2023（52）：223-227.

［5］黃雪純.基于深度學習的GitHub社區機器人賬戶檢測研究［D］.長沙：中南大學，2023.

（編輯 沈 強）

Teaching practice of Python course based on Git technology

QIAN" Yingxue

（Wuxi Electromechanical Higher Vocational and Technical School， Wuxi 214028， China）

Abstract： This paper analyzes the feasibility of introducing Git version control tool in the teaching of core electronic information courses-Python， and applies it in teaching practice. The study finds that through the Git platform， teachers and students can learn programming languages， share development experience， and collaborate on project tasks together. This teaching method not only enhances students’ professional skills， but also fosters team collaboration spirit， communication skills， and professional ethics， providing strong support for students’ career development. However， using Git for teaching also puts forward certain requirements for teachers and students， and some potential problems need to be overcome. The paper proposes measures to give full play to the advantages of Git technology and promote the development of modern education model.

Key words： Git technology; version control; Python course teaching; electronic information

基金項目：教育部職業院校信息化教學指導委員會2022年度數字化轉型行動研究課題；項目名稱：教育數字化轉型背景下Git技術在信息類課程中的教學實踐；項目編號：KT22247。無錫市科協2023年軟科學研究立項課題；項目名稱：無錫高職院校產教融合生態機制構建研究；項目編號：KX-23-C105。

作者簡介：錢穎雪（1984— ），女，講師，碩士；研究方向：職業教育，電子信息工程技術。