課程思政背景下Python程序設(shè)計教學(xué)案例研究

王昕 齊金山

摘要：Python是高校工科非計算機專業(yè)學(xué)習(xí)的必修課程。課程思政是新時代背景下黨中央為了促進高校思想政治工作的一項新舉措。文章在此背景下通過建立Python教學(xué)內(nèi)容中的字符串處理方法與大學(xué)生行為語言之間的融合關(guān)系，從而讓非計算機專業(yè)的工科學(xué)生一方面能夠用大學(xué)生日常行為語言通俗易懂地去理解字符串處理方法的內(nèi)涵，進而激發(fā)學(xué)生對編程技術(shù)的興趣；另一方面借用字符串處理方法的機理及其云運行環(huán)境，去啟示大學(xué)生在大學(xué)之芳華的人生階段中，要讓自己成長為愛國、具有家國情懷、自律、積極進取、德智體美勞等全面發(fā)展的新時代青年人。將價值引領(lǐng)寓于知識傳授過程中，推進課程思政建設(shè)，提升育人實效。

關(guān)鍵詞：Python；課程思政；教學(xué)案例；教學(xué)方法；大學(xué)生行為語言

中圖分類號：G642 ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）31-0152-03

1 問題的提出

Python語言簡單易學(xué)、功能強大，尤其在機器學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)等方面的應(yīng)用，使其成為非常受歡迎的編程語言之一[1]。Python語言的內(nèi)容包含：Python 概述、Python 語言基礎(chǔ)、程序流程控制、函數(shù)和代碼復(fù)用、組合數(shù)據(jù)類型、文件和數(shù)據(jù)格式化、程序設(shè)計方法論、科學(xué)計算與可視化等（見圖1所示）。從圖1可知，Python語言需要掌握較多的編程語法規(guī)則等內(nèi)容，這對于從來沒有接觸過編程的非計算機專業(yè)的工科學(xué)生而言，學(xué)習(xí)難度很大。尤其受學(xué)時的限制，學(xué)生最終只具備Python基本編程能力，未能進一步深入探討，也未真正發(fā)揮出該門語言功能強大的優(yōu)勢[2]。

課程思政是新時代背景下黨中央加強高校思想政治工作的新要求[3]。2016 年12 月，習(xí)近平總書記在全國高校思想政治工作會議上強調(diào)： “高校思想政治工作關(guān)系高校培養(yǎng)什么樣的人、如何培養(yǎng)人以及為誰培養(yǎng)人這個根本問題。要堅持把立德樹人作為中心環(huán)節(jié)，把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程，實現(xiàn)全程育人、全方位育人，努力開創(chuàng)我國高等教育事業(yè)發(fā)展新局面?！闭n程思政不是增開一門課也不是增設(shè)一項活動[4]，而是要求所有課程的知識傳遞都體現(xiàn)出思想政治教育元素，所有教學(xué)活動都發(fā)揮出立德樹人的功能[5]。

在此背景下，筆者在教授Python這門課程的過程中，發(fā)現(xiàn)單純用專業(yè)性的術(shù)語去解釋所涉及的專業(yè)詞匯以及技術(shù)問題，非計算機專業(yè)的工科學(xué)生很難真正理解其含義。因此，本文研究通過一個教學(xué)案例即字符串處理方法——迭代與賦值共存之方法，把通俗易懂的學(xué)生行為規(guī)范語言融于相關(guān)問題的解釋中，不僅可以有效地提高教學(xué)效果，而且融合性的解釋語言所折射出的行為規(guī)范對學(xué)生應(yīng)如何科學(xué)有效地度過大學(xué)四年美好之芳華時光也有著重要的啟示意義。把課程思政教育拓展到Python教學(xué)過程中，也是課程價值觀功能實現(xiàn)的一種有效形式和基本路徑[6]。

2 教學(xué)案例設(shè)計

教學(xué)案例的設(shè)計基本原則就是要向?qū)W生灌輸這樣一種思想：學(xué)習(xí)Python編程就是為了“用”?！坝谩笔浅霭l(fā)點也是立足點，設(shè)計教學(xué)案例時緊扣“用”，從而引起學(xué)生共鳴，激發(fā)學(xué)生編程興趣。本文以字符串處理方法——迭代與賦值共存之芳華的教學(xué)案例為例闡述了整個設(shè)計過程。

2.1 案例設(shè)計思路

教學(xué)案例所涉及的教學(xué)內(nèi)容包括理解與熟練應(yīng)用常用的字符串處理方法，如str.join（iter）、str.lower（）、str.upper（）、str.split（sep=None）、str.count（sub）、str.replace（old，new）、str.center（width，fillchar）、str.strip（chars）等方法。在進行有關(guān)教學(xué)活動設(shè)計時需要考慮Python編程如何“用”的問題，具體包括：首先，用通俗易懂的語言引入需要講解的常用字符串處理方法；其次，用專業(yè)術(shù)語與大學(xué)生行為特征語言分別解釋常用字符串的含義；第三，用具體常用字符串的案例，解釋如何使用常用字符串處理的方法，其采用的解釋語言為專業(yè)術(shù)語與大學(xué)生行為特征語言相互融合的語言；第四，用提問的形式讓學(xué)生回答相關(guān)問題，回答所采用的語言形式為上面所強調(diào)的語言形式；第五，對學(xué)生回答問題的情況進行相關(guān)評述與總結(jié)。具體考核評價指標(biāo)有：學(xué)生能夠用專業(yè)術(shù)語理解常用字符串處理方法的含義；學(xué)生能夠用大學(xué)生行為語言形象地去理解常用字符串處理方法的含義；學(xué)生能夠熟練使用常用字符串處理方法；學(xué)生能夠在具體的編程中熟練使用字符串處理方法；學(xué)生能夠理解字符串處理方法規(guī)律與學(xué)生芳華人生階段所應(yīng)有的行為規(guī)律之間的內(nèi)在聯(lián)系及其意義。

2.2 案例教學(xué)過程

該案例教學(xué)過程主要涉及：導(dǎo)入需要講解的常用字符串處理方法及對應(yīng)案例，如str.join（iter）與a="，".join（"12345"）；用Python程序設(shè)計中所采用的專業(yè)性術(shù)語解釋常用字符串處理方法及案例的含義；借用大學(xué)生行為語言解釋常用字符串處理方法及案例的含義；用推演法，進一步分析字符串處理方法中所折射出的科學(xué)規(guī)律與人生芳華之階段行為規(guī)律之間的內(nèi)在聯(lián)系；提出相關(guān)問題，讓學(xué)生采用以上步驟中所采用的具有多種特征的語言形式去回答相關(guān)問題；評價與總結(jié)學(xué)生回答問題的相關(guān)情況。

典型教學(xué)案例講授步驟如下：

步驟1： 知識點：a=str.join（iter）

步驟2： 知識點講授（專業(yè)術(shù)語角度）： iter是一個具備迭代性質(zhì)的變量，該變量將str字符串插入iter變量的元素之間，形成新的字符串，且新的字符串作為一個值，賦給變量a。

步驟3： 實例：a="，".join（"12345"）

步驟4： 實例講授（專業(yè)術(shù)語角度）：str變量的位置被逗號替換（str代表的是字符串類型的變量），iter變量的位置被字符串： "1，2，3，4，5"替換，這樣當(dāng)在Python運行環(huán)境中執(zhí)行"，".join（"12345"）指令時，字符串常量"12345"變成了"1，2，3，4，5"，且把該值賦給了變量a。

步驟5： 技術(shù)難點：迭代與賦值

步驟6： 技術(shù)難點講授（專業(yè)術(shù)語角度）： 迭代是對計算機特定程序中需要反復(fù)執(zhí)行的對象（或者常量，或者一組指令）進行重復(fù)，即重復(fù)執(zhí)行程序中的循環(huán)，直到滿足某條件為止，稱為迭代。賦值是將某一常量（數(shù)值、字符串等）賦給某個變量的過程，稱為賦值。

步驟7： 專業(yè)語言角度解釋的局限性：很明顯，對于從來沒有接觸過編程非計算機專業(yè)的工科學(xué)生的同學(xué)而言，要從專業(yè)語言的角度真正理解以上兩個專業(yè)詞匯的含義，從客觀而言，充滿著很大的挑戰(zhàn)。

步驟8： 講授（學(xué)生行為規(guī)范語言角度）：迭代：假設(shè)某個學(xué)生A，每天6點半左右去圖書館學(xué)習(xí)，則A每天去圖書館學(xué)習(xí)的行為稱為迭代行為。這里的迭代行為與知識點中所涉及的迭代處理方法從表現(xiàn)形式而言，均具有重復(fù)性處理某件事情的屬性。由此可見，這兩種機理完全不同的行為在表示層達到了融合。賦值：學(xué)生A到圖書館學(xué)習(xí)，前提條件是要有座位。從信息融合表示層面而言，學(xué)生坐到座位上的過程相似于一個常量賦給一個變量的過程。這樣，可以從本質(zhì)上對賦值進行及進一步地解釋：變量本質(zhì)上是為了在內(nèi)存中開辟一個空間，用來存放一個常量，這個過程就是賦值過程。

步驟 9： 融合語言推演-針對實例

a="，".join（"12345"），在以上指令中，逗號"，"分別插入（迭代行為）到字符串"12345"中，生成： "1，2，3，4，5"的過程，相似于學(xué)生A每天早上6點半左右去圖書館學(xué)習(xí)的迭代行為，把生成結(jié)果`1，2，3，4，5賦給變量a的過程，相似于學(xué)生在早上6點半左右去圖書館學(xué)習(xí)找位置且坐到位置上的過程。

步驟10： 融合語言推演--針對大學(xué)生行為

學(xué)生A的學(xué)習(xí)行為，是迭代與賦值共存的學(xué)習(xí)行為，在迭代與賦值中，體現(xiàn)了自律（每天早上6點半去圖書館，自律的表現(xiàn)）、積極向上、持之以恒（迭代）的精神風(fēng)貌。若每個學(xué)生像學(xué)生A一樣，迭代與賦值的共存將令學(xué)生的大學(xué)之芳華歲月變得更加精彩與美好。

步驟11： 典型案例分析（融合語言進一步推演）

通過從實例與大學(xué)生A行為兩個角度對迭代與賦值的融合語言推演，讓學(xué)生深刻地理解了迭代與賦值在其芳華之大學(xué)時光中的重要性。需要指出的是：以上指令a="，".join（"12345"）的迭代與賦值與大學(xué)生A的迭代與賦值的發(fā)生均需要有其支撐的環(huán)境。若指令a="，".join（"12345"）脫離其運行環(huán)境，則其迭代與賦值行為只能是紙上談兵。同樣的道理，若案例中的大學(xué)生A的迭代與賦值行為脫離大學(xué)校園，則恰似斷了線的風(fēng)箏，是那樣的蒼白與無助，縱然內(nèi)心有著積極向上、銳意進取的求知欲。這個世界原本就沒有無根之木，也沒有無源之水。每個大學(xué)生之所以今天能在這里幸福地學(xué)習(xí)與生活，離不開偉大的祖國母親給大家提供的安定、和平、幸福的大環(huán)境。因此，每個大學(xué)生除了每天努力地學(xué)習(xí)外，應(yīng)該在內(nèi)心深處心懷對祖國母親的愛，內(nèi)心深處應(yīng)具有家國情懷，內(nèi)心深處應(yīng)具備高尚的道德情操，讓自己在大學(xué)這個人生的芳華階段中，真正成長為一名德智體美勞等全面發(fā)展的新時代大學(xué)生。

圖2展示了本案例如何將字符串處理方法、迭代與賦值和大學(xué)生行為語言之間進行融合的過程，讓學(xué)生不僅輕易地理解了字符串處理方法、迭代與賦值的含義，而且深刻地感受到若將把字符串處理方法、迭代與賦值以及由其運行的承載環(huán)境等技術(shù)行為推演到學(xué)生的學(xué)習(xí)、愛國、家國情懷等行動中來，其必然對學(xué)生的人生產(chǎn)生深遠的影響。另外，讓學(xué)生很容易理解所講授的知識點及把知識點熟練地應(yīng)用于實際的編程中。

本案例在實施過程中主要采用了理論教學(xué)法+案例教學(xué)法+推演教學(xué)法等教學(xué)方法。之所以采用這些教學(xué)模式，主要考慮到這些原因：編程語言專業(yè)術(shù)語具有抽象的屬性特征；所授課的非計算機專業(yè)工科學(xué)生的計算機編程基礎(chǔ)弱。用學(xué)生行為特征語言去解釋晦澀難懂的編程語言中的專業(yè)術(shù)語。

預(yù)期所取得的教學(xué)效果有：讓編程語言專業(yè)術(shù)語在學(xué)生行為特征語言的推演下，去掉了其抽象屬性；同時，有助于學(xué)生從本質(zhì)上真正理解其所代表的科學(xué)含義；進一步啟發(fā)了學(xué)生對編程語言學(xué)習(xí)的興趣；讓學(xué)生從更深層次理解與懂得了原來編程中的科學(xué)規(guī)律與學(xué)生大學(xué)階段應(yīng)有的行為特征規(guī)律具有相似性，從而讓學(xué)生更加懂得了自己在大學(xué)的芳華人生該如何度過的重要性。

3 總結(jié)

本文在分析非計算機專業(yè)工科學(xué)生在學(xué)習(xí)Python中存在的諸多問題后，提出了字符串處理方法——迭代與賦值共存之芳華的教學(xué)案例，期望用專業(yè)術(shù)語對編程中的字符串處理方法的解釋，能夠培養(yǎng)學(xué)生計算機編程的專業(yè)素養(yǎng)；期望用大學(xué)生學(xué)習(xí)的行為語言去進一步解釋編程中的字符串處理方法，讓其去掉了抽象屬性的一面，具有了直觀的特征，從而讓學(xué)生能夠進一步理解其含義與如何科學(xué)地應(yīng)用；期望用字符串處理方法的運行特征以及其運行環(huán)境所折射出的規(guī)律，對學(xué)生如何度過大學(xué)之的芳華時光具有重要的啟示與激勵作用。

Python中涉及大量的專業(yè)術(shù)語，如何把這些龐雜抽象的專業(yè)術(shù)語映射成大學(xué)生行為規(guī)范語言能夠解釋的語言以及如何科學(xué)有效地建立這些龐雜抽象的專業(yè)術(shù)語與大學(xué)生行為特征語言之間的融合關(guān)系，依然存在一定的挑戰(zhàn)，這也是今后需要努力的一個方向。在課程思政綱領(lǐng)的指引下，進一步挖掘Python中專業(yè)術(shù)語與大學(xué)生行為規(guī)范語言之間的融合關(guān)系，將價值引領(lǐng)寓于知識傳授過程中，推進課程思政建設(shè)，提升育人實效[7]。

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[7] 何秋紅.立德樹人視域下新工科課程思政建設(shè)路徑研究[J].閩南師范大學(xué)學(xué)報（哲學(xué)社會科學(xué)版），2021，35（4）：143-149.

【通聯(lián)編輯：王力】

收稿日期：2022-04-19

基金項目：淮陰師范學(xué)院校級“課程思政”建設(shè)研究項目（No.SZJG024） ；產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項目（202102326010） 資助

作者簡介：王昕（1975—），男，甘肅天水人，副教授，博士，主要從事模式識別與智能系統(tǒng)研究以及Python程序設(shè)計、Java程序設(shè)計等課程的教學(xué)與教研工作；齊金山，副教授，博士。