以能力導(dǎo)向的《Python程序設(shè)計(jì)》課程實(shí)踐

時(shí)澤漢

【摘要】針對高職院校學(xué)生理論基礎(chǔ)薄弱，偏愛結(jié)果明確的實(shí)踐學(xué)習(xí)的現(xiàn)狀，本文借助國防科技大學(xué)開發(fā)的頭歌 （EduCoder）云原生實(shí)踐案例開發(fā)社區(qū)和運(yùn)行平臺，打造以學(xué)生能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的《Python程序設(shè)計(jì)》課程實(shí)施方案。旨在提高《Python程序設(shè)計(jì)》課程教學(xué)中的學(xué)生中心地位，從傳統(tǒng)的“知識輸出”型課堂向“能力導(dǎo)向”型課堂轉(zhuǎn)變。

引言

近年來，隨著“三教改革”等一系列高等教育改革要求的提出，對高職教育的教學(xué)方法和考核評價(jià)體系提出了新的要求。而作為通信專業(yè)高職學(xué)生，在日常學(xué)習(xí)和工作中，無法避免計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)和程序設(shè)計(jì)語言的學(xué)習(xí)。以往的程序設(shè)計(jì)課程多以“知識輸出”型為主，與實(shí)際應(yīng)用之間存在明顯的差距，在程序設(shè)計(jì)類課程中缺乏對學(xué)生編程能力和編程思維的培養(yǎng)。因此，本文提出借助線上開發(fā)社區(qū)打造學(xué)生為主體的程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)和日?？己宿k法，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，真正培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。

1 構(gòu)建“項(xiàng)目為中心，能力為導(dǎo)向”的課程實(shí)踐

1.1 課程定位和模塊化問題構(gòu)建

在前期的教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)設(shè)計(jì)中存在一些問題，實(shí)踐與理論往往分開進(jìn)行，每個(gè)知識點(diǎn)的實(shí)踐都是割裂開的，沒有形成系統(tǒng)的知識體系。學(xué)生在學(xué)習(xí)后難以融會貫通地解決實(shí)際問題，導(dǎo)致程序設(shè)計(jì)類課程效果不佳，對學(xué)生綜合素質(zhì)提升缺乏很好的支撐。

Python作為一種面向?qū)ο蟮慕忉屝陀?jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言，具有很好的易讀性和可擴(kuò)展性，并且語法相對簡潔。這使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不用太多關(guān)注計(jì)算機(jī)底層知識，只需要關(guān)注解決問題的思路和方法即可，這為通信專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)計(jì)算機(jī)編程能力和計(jì)算思維提供了很好的切入點(diǎn)[1]。因此，在課程定位方面，要注重培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維和邏輯思維。而傳統(tǒng)教學(xué)方式中，大多數(shù)學(xué)生的參與度不高，知識掌握停留在理解層面，缺乏實(shí)踐應(yīng)用。解決這個(gè)問題的有效方法就是將傳統(tǒng)的“以教師為主體”教

學(xué)模式轉(zhuǎn)變成“以學(xué)生為主體”的項(xiàng)目問題求解型模式[2]。

在明確課程定位基礎(chǔ)上，研究了抽象、建模、分析、交互等計(jì)算思維基本要素環(huán)節(jié)，進(jìn)而重新梳理Python課程中學(xué)生應(yīng)該掌握的核心知識結(jié)構(gòu)。按照“結(jié)果導(dǎo)向，能力為主”的反向教學(xué)模式，給出按照教學(xué)對象不同進(jìn)行能力要求不同的項(xiàng)目問題式教學(xué)內(nèi)容框架[3]。

1.2 “問題導(dǎo)向、學(xué)生為主、增量設(shè)計(jì)”的教學(xué)方法

在教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)上，采用適合多層次學(xué)生的案例設(shè)計(jì)，讓學(xué)有余力的學(xué)生能夠有更多的學(xué)習(xí)實(shí)踐案例。以前端知識為例，教學(xué)內(nèi)容主要由一些有一定復(fù)雜度的應(yīng)用問題組成，基于由淺入深的梯度內(nèi)容設(shè)計(jì)原則，將前端學(xué)習(xí)知識拆解成若干個(gè)階梯式的求解任務(wù)。

課堂上，前四個(gè)課時(shí)主要由老師講解前端網(wǎng)開發(fā)基礎(chǔ)知識，主要包括HTML、URL、CSS等前端必要知識和網(wǎng)頁數(shù)據(jù)抓取知識，學(xué)生全程參與，邊講邊練，方便學(xué)生及時(shí)掌握相關(guān)基礎(chǔ)知識。后面課程分為幾個(gè)模塊，第一個(gè)模塊學(xué)生參考學(xué)校官網(wǎng)，制作一個(gè)類似的網(wǎng)頁;第二個(gè)模塊根據(jù)需求，讓學(xué)生對官網(wǎng)學(xué)校近幾年在各省錄取分?jǐn)?shù)所在網(wǎng)頁進(jìn)行抓取和分析，以獲得歷年錄取分?jǐn)?shù)數(shù)據(jù);第三個(gè)模塊通過抓取到的分?jǐn)?shù)線網(wǎng)頁，利用正則表達(dá)式提取網(wǎng)頁中的分?jǐn)?shù)線數(shù)據(jù)并存入文本文件;第四個(gè)模塊對文本文件進(jìn)行分析，并對分析結(jié)果進(jìn)行圖像化展示。通過這幾個(gè)層次模塊實(shí)踐，由老師引導(dǎo)學(xué)生由淺入深、循序漸進(jìn)對相關(guān)知識進(jìn)行理解和實(shí)際應(yīng)用，逐步實(shí)現(xiàn)最終教學(xué)目標(biāo)。在求解這些問題過程中，學(xué)生根自己的能力完成相應(yīng)的步驟，并給予平時(shí)成績認(rèn)定。

除了課堂任務(wù)以外，借助國防科技大學(xué)開發(fā)的頭歌（EduCoder）云原生實(shí)踐案例開發(fā)社區(qū)和運(yùn)行平臺，設(shè)置每個(gè)模塊課后練習(xí)。練習(xí)也是循序漸進(jìn)的階梯形式，學(xué)生需要在規(guī)定時(shí)間節(jié)點(diǎn)完成相應(yīng)模塊的問題求解，并且需要在完成一個(gè)問題后才能進(jìn)階更高層次的問題求解[4]，最后根據(jù)截止時(shí)間平臺統(tǒng)計(jì)的每個(gè)學(xué)生完成的任務(wù)情況，在線時(shí)長，調(diào)試次數(shù)等學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)形成學(xué)生的平時(shí)成績，并在生成課程最終考核成績時(shí)按照平時(shí)成績60%+期末考核40%的比例確定學(xué)生成績，并將學(xué)生平時(shí)的專題問題求解、課堂表現(xiàn)、小組研討等活動環(huán)節(jié)納入考核，更加注重平時(shí)能力的鍛煉和積累。

2.成效與思考

從兩屆學(xué)生的學(xué)習(xí)效果來看，在經(jīng)歷第一屆學(xué)生短暫的不適應(yīng)后，兩屆學(xué)生較往屆同期學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平和能力均有很大提升。學(xué)生學(xué)習(xí)興趣明顯較之前濃烈，如利用Python程序?qū)ord、excel等辦公軟件進(jìn)行批量處理，數(shù)據(jù)庫處理，編寫小游戲等活動層出不窮，學(xué)生參加職業(yè)技能比賽成績突出，效果明顯，充分驗(yàn)證了能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的課程設(shè)計(jì)有明顯成效。通過把課堂主角讓給學(xué)生，學(xué)生的參與度更高，從而更加能夠積極參與課程學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)習(xí)慣和自主性有很好提升，而參與過程中培養(yǎng)的計(jì)算機(jī)思維和解決問題能力為學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)和發(fā)展提供更好支撐。但是由于本次改革時(shí)間還較短，案例豐富度不夠，信息化教學(xué)手段應(yīng)用還不夠，后續(xù)還需著眼教學(xué)方法提升，讓教學(xué)效果更加明顯。

參考文獻(xiàn)：

[1] 楊帆.主體思維導(dǎo)向視角下的Python課程教學(xué)探索[J]. 計(jì)算機(jī)時(shí)代，2021，2：74-76.

[2] 梁愛華.以應(yīng)用能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的Python程序設(shè)計(jì)在線教學(xué)實(shí)踐[J].計(jì)算機(jī)教育，2021（2）：49-52.

[3] 周海芳.落實(shí)計(jì)算思維培養(yǎng)的大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程改革實(shí)踐[J].計(jì)算機(jī)教育， 2020（3）：92-96.

[4] 周海芳.大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)_課程分級教學(xué)改革實(shí)踐[J].高等教育研究學(xué)報(bào)，2011，34（12）：73-76.

作者單位： 重慶電子工程職業(yè)學(xué)院通信工程學(xué)院