Python程序設(shè)計(jì)的思政教學(xué)探討

曾曉云

摘要：該文根據(jù)《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》的精神，結(jié)合廣西財(cái)經(jīng)學(xué)院的計(jì)算機(jī)專業(yè)特色和人才培養(yǎng)要求，分析了Python程序設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程中開(kāi)展思政教育所面臨的困難。并通過(guò)對(duì)Python程序設(shè)計(jì)思政教學(xué)案例的設(shè)計(jì)，探討了如何培養(yǎng)學(xué)生遵守編程規(guī)范、形成優(yōu)雅的編程風(fēng)格，同時(shí)在潛移默化中形成遵紀(jì)守法、遵循道德規(guī)范、勇于探索創(chuàng)新的良好思想品質(zhì)。

關(guān)鍵詞：課程思政；Python程序設(shè)計(jì)；計(jì)算機(jī)教育

中圖分類號(hào)：G641；TP312? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2022）32-0177-04

1 概述

2016年12月，習(xí)近平總書(shū)記在全國(guó)高校思想政治工作會(huì)議上強(qiáng)調(diào)，要堅(jiān)持把立德樹(shù)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(guò)程，實(shí)現(xiàn)全程育人、全方位育人，努力開(kāi)創(chuàng)我國(guó)高等教育事業(yè)發(fā)展新局面；要用好課堂教學(xué)這個(gè)主渠道，思想政治理論課要堅(jiān)持在改進(jìn)中加強(qiáng)，提升思想政治教育親和力和針對(duì)性，滿足學(xué)生成長(zhǎng)發(fā)展需求和期待，其他各門(mén)課都要守好一段渠、種好責(zé)任田，使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應(yīng) [1]。2020年5月28日，教育部印發(fā)實(shí)施的《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》指出，落實(shí)立德樹(shù)人根本任務(wù)，必須將價(jià)值塑造、知識(shí)傳授和能力培養(yǎng)三者融為一體、不可割裂[2]。

為了深入貫徹這一當(dāng)前高校教育教學(xué)改革的新精神，根據(jù)計(jì)算機(jī)專業(yè)的特色和優(yōu)勢(shì)，研究計(jì)算機(jī)專業(yè)的育人目標(biāo)，深度挖掘提煉計(jì)算機(jī)科學(xué)中所蘊(yùn)含的思想價(jià)值和精神內(nèi)涵，對(duì)Python程序設(shè)計(jì)的課程思政教學(xué)進(jìn)行了探討。Python程序設(shè)計(jì)是面向大學(xué)工科學(xué)生開(kāi)設(shè)的一門(mén)計(jì)算機(jī)專業(yè)基礎(chǔ)課，從教學(xué)實(shí)際出發(fā)，進(jìn)行課程思政設(shè)計(jì)，在教學(xué)過(guò)程中，結(jié)合案例分析，將專業(yè)知識(shí)的培養(yǎng)與對(duì)習(xí)近平新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義思想的學(xué)習(xí)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，從課程所涉及的思想、文化、歷史等角度，增加Python程序設(shè)計(jì)的思想政治理論教學(xué)內(nèi)容，提升思想性、時(shí)代性和開(kāi)放性。

2 Python程序設(shè)計(jì)融入思政教學(xué)存在的困難

2.1 部分教師對(duì)于理工科課程思政教育的理解存在誤區(qū)

在理工科專業(yè)課授課過(guò)程中融入思政元素，不僅有助于解決學(xué)生為什么要學(xué)習(xí)該課程的困惑，而且有利于培養(yǎng)學(xué)生正確的價(jià)值觀，塑造家國(guó)情懷。但經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，部分教師對(duì)課程思政的理解存在誤區(qū)。有人認(rèn)為“課程思政”就是“思政課程”，就是當(dāng)前高校開(kāi)設(shè)的毛澤東思想與中國(guó)特色社會(huì)主義理論體系概論、思想道德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ)、形勢(shì)與政策等課程。由于將專業(yè)課程與思政教育徹底割裂開(kāi)來(lái)，教師不知道怎樣將“思政”融入計(jì)算機(jī)教學(xué)中，使得計(jì)算機(jī)教學(xué)過(guò)程中缺少思政元素。

2.2 思想上不夠重視

部分高校教師在理工科專業(yè)課程教學(xué)中，對(duì)課程的育人功能重視不夠，教師往往會(huì)在教學(xué)方式上下功夫，關(guān)注如何把語(yǔ)法、算法、技術(shù)等知識(shí)點(diǎn)講清楚，關(guān)注學(xué)生是否掌握了專業(yè)知識(shí)，卻較少涉及這些知識(shí)點(diǎn)在日常生活中的應(yīng)用，與思政融合的教學(xué)案例較少，難以滿足當(dāng)前高校“立德樹(shù)人，培養(yǎng)人才”的根本要求。

3 Python程序設(shè)計(jì)融入思政教學(xué)的辦法

3.1 以思政教學(xué)思想引領(lǐng)課程教學(xué)

1）轉(zhuǎn)變思想，提高認(rèn)識(shí)

課程思政不是一門(mén)特定課程，而是一種教育教學(xué)理念，是指大學(xué)所有課程都具有傳授知識(shí)、開(kāi)展思想政治教育的雙重功能。思政教育具有培養(yǎng)大學(xué)生正確的世界觀、人生觀、價(jià)值觀的作用，通俗來(lái)說(shuō)，就是培養(yǎng)學(xué)生誠(chéng)實(shí)守信、遵紀(jì)守法、尊老愛(ài)幼、友善敬業(yè)、公正文明、平等自由等政治素質(zhì)。因此，從廣義上講，思政教育不僅僅是政治老師和德育老師的責(zé)任，也是每一位專業(yè)課老師的職責(zé)。在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，思政教育的內(nèi)涵與外延十分豐富，趙波、佘玉梅等[3]提出從認(rèn)識(shí)論和方法論2個(gè)維度構(gòu)造課程思政模型，教學(xué)過(guò)程貫穿科學(xué)無(wú)神論、家國(guó)情懷、做人做事、民族團(tuán)結(jié)四條主線。

2）緊扣辦學(xué)宗旨，設(shè)計(jì)好思政教學(xué)案例

計(jì)算機(jī)專業(yè)課程思政建設(shè)的方向和重點(diǎn)是：結(jié)合學(xué)校的辦學(xué)定位、專業(yè)特色和人才培養(yǎng)要求，通過(guò)專業(yè)知識(shí)和思政案例相結(jié)合，探索思政教學(xué)引領(lǐng)下的專業(yè)課程教學(xué)模式。例如，于莉莉等[4]提出“在程序設(shè)計(jì)案例中蘊(yùn)含中國(guó)傳統(tǒng)文化元素，提高學(xué)生文化自信、民族自信”；嵩天、禮欣、黃天羽等[5]將“理解和運(yùn)用計(jì)算生態(tài)，培養(yǎng)集成創(chuàng)新思維”作為Python 語(yǔ)言課程的教學(xué)理念，從計(jì)算技術(shù)發(fā)展的角度闡述Python的價(jià)值，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)要將“立德樹(shù)人”作為根本任務(wù)，通過(guò)思政教學(xué)與專業(yè)教學(xué)的有機(jī)結(jié)合，為社會(huì)培養(yǎng)高素質(zhì)的創(chuàng)新應(yīng)用型信息化人才。

3.2 思政元素的挖掘與切入

1）結(jié)合課程特點(diǎn)，找好思政教育切入點(diǎn)

結(jié)合教學(xué)目標(biāo)，對(duì)于Python程序設(shè)計(jì)這門(mén)課程，思政教學(xué)的思路是在教會(huì)學(xué)生專業(yè)知識(shí)的同時(shí)，圍繞“誠(chéng)信、創(chuàng)新、應(yīng)用型”的目標(biāo)進(jìn)行探索和設(shè)計(jì)。

Python程序設(shè)計(jì)的思政案例不必拘泥于形式、長(zhǎng)篇大論，也不必每節(jié)課都思政、處處思政，而是考慮在每章選擇一兩個(gè)典型案例來(lái)進(jìn)行切入講解，既可以鞏固專業(yè)知識(shí)，又能加深學(xué)生對(duì)思政內(nèi)容的印象。

由于該課程主要面向計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生，他們已經(jīng)有數(shù)學(xué)和編程方面的基礎(chǔ)，所以在講授基礎(chǔ)知識(shí)和相關(guān)案例時(shí)可以相對(duì)簡(jiǎn)單一些，不必占用太長(zhǎng)時(shí)間。本課程的授課重點(diǎn)應(yīng)該是向?qū)W生展示和介紹Python語(yǔ)言的特色，即組合數(shù)據(jù)類型和Python強(qiáng)大的第三方庫(kù)。所以思政教學(xué)案例的設(shè)計(jì)應(yīng)盡量圍繞Python的第三方庫(kù)等特色來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，在深入講解Python特色應(yīng)用的同時(shí)，巧妙地融入思政教學(xué)內(nèi)容。例如，進(jìn)行簡(jiǎn)單繪圖的turtle庫(kù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)科學(xué)運(yùn)算的math庫(kù)，中文分詞的jieba庫(kù)，展示詞云的wordcloud庫(kù)、處理數(shù)組多維運(yùn)算的Numpy庫(kù)、用于數(shù)據(jù)繪圖功能的matplotlib庫(kù)，獲取網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容的requests庫(kù)、對(duì)網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容進(jìn)行處理的beautifulsoup4庫(kù)等，都可以作為思政教學(xué)的切入點(diǎn)。

2）結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)教學(xué)案例，使案例具有啟發(fā)性、實(shí)用性

思政案例教學(xué)，是教學(xué)方法的改革，是對(duì)專業(yè)知識(shí)和思政內(nèi)容的綜合應(yīng)用。關(guān)鍵在于教師要圍繞課程教學(xué)目標(biāo)精心設(shè)計(jì)教學(xué)案例，在體現(xiàn)專業(yè)特色的同時(shí)將思政教育融入課程教學(xué)。這不僅需要教師專業(yè)知識(shí)過(guò)硬，還要求教師有扎實(shí)的理論功底、豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和靈活的思維方式，能聯(lián)系當(dāng)前社會(huì)熱點(diǎn)和學(xué)生關(guān)注的話題，巧妙地結(jié)合生活中的例子來(lái)設(shè)計(jì)案例。在解決問(wèn)題的同時(shí)，使教學(xué)內(nèi)容與現(xiàn)實(shí)生活、思政教育有機(jī)結(jié)合，讓學(xué)生體會(huì)到學(xué)習(xí)的知識(shí)能立刻應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)生活中，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，接受潛移默化的思政教育。例如，貨幣兌換、PM2.5、敏感詞的屏蔽、關(guān)鍵詞的統(tǒng)計(jì)、使用爬蟲(chóng)獲取網(wǎng)絡(luò)信息等；在涉及人工智能、游戲、科學(xué)計(jì)算等領(lǐng)域，案例可與人文、歷史、法律、思想等思政內(nèi)容緊密結(jié)合。

Python程序設(shè)計(jì)的思政教學(xué)內(nèi)容應(yīng)遵循由淺入深的原則，通過(guò)“基礎(chǔ)知識(shí)→能力進(jìn)階→綜合應(yīng)用”三個(gè)層次來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以達(dá)到循序漸進(jìn)的效果。如“百錢買百雞”“判斷素?cái)?shù)”等例子，可以先讓學(xué)生實(shí)現(xiàn)這些例子的基本功能，然后提出基本功能的不足，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步探索、修改，一步一步使程序更完善，在激發(fā)學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，啟發(fā)學(xué)生樹(shù)立“精益求精”、提高程序運(yùn)行效率的觀念，能使計(jì)算機(jī)課程思政逐步走入學(xué)生的內(nèi)心，通過(guò)寓道于教、寓德于教、寓教于樂(lè)的途徑讓學(xué)生在潛移默化中接受教育，增強(qiáng)思想政治教育的實(shí)效性、實(shí)用性。目前，隨著思政教學(xué)工作的開(kāi)展，部分高校也開(kāi)展了課程思政案例教學(xué)實(shí)踐[6-7]，進(jìn)行了思政案例庫(kù)的建設(shè)[8]，這些都有利于計(jì)算機(jī)專業(yè)課程進(jìn)行學(xué)習(xí)和借鑒。

4 思政教學(xué)案例舉例

4.1 基礎(chǔ)知識(shí)階段

對(duì)于Python的基礎(chǔ)語(yǔ)法，應(yīng)著重于培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、嚴(yán)格的編程規(guī)范、堅(jiān)持不懈的求學(xué)精神，提醒學(xué)生守規(guī)矩、理解并踐行行業(yè)規(guī)范，激發(fā)學(xué)生的愛(ài)國(guó)主義精神等。

案例1：毛主席的“好好學(xué)習(xí)，天天向上”一直激勵(lì)著我們奮發(fā)圖強(qiáng)，通過(guò)以下案例來(lái)讓學(xué)生學(xué)習(xí)math庫(kù)和冪乘函數(shù)，體會(huì)“天天向上”的力量見(jiàn)圖1。

運(yùn)行后的結(jié)果為圖2：

該案例將“天天向上”數(shù)據(jù)化，通過(guò)結(jié)果的比對(duì)，直觀地向?qū)W生展示了堅(jiān)持的力量。不僅使學(xué)生學(xué)到了知識(shí)，更能激勵(lì)學(xué)生堅(jiān)持不懈地學(xué)習(xí)和工作。

案例2：以《算經(jīng)》中的經(jīng)典問(wèn)題“百錢買百雞”作為案例來(lái)啟發(fā)學(xué)生分析問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，進(jìn)而優(yōu)化程序。

1）在講解該案例前，先引導(dǎo)學(xué)生了解《算經(jīng)》的歷史，并向?qū)W生介紹“百錢買百雞”首創(chuàng)不定方程的研究，激發(fā)學(xué)生的愛(ài)國(guó)熱情，增強(qiáng)文化自信和民族自豪感。

2）然后向?qū)W生解釋題目：“雞翁一值錢五，雞母一值錢三，雞雛三值錢一。百錢買百雞，問(wèn)雞翁、雞母、雞雛各幾何？”，提高學(xué)生的古文閱讀和理解能力。并啟發(fā)學(xué)生用嵌套的for循環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)。代碼如下：

輸出的結(jié)果為圖4。

3）啟發(fā)學(xué)生分析代碼。通過(guò)分析，可以計(jì)算出該程序中循環(huán)最內(nèi)層if語(yǔ)句的判斷次數(shù)為1030301次。與學(xué)生討論，判斷次數(shù)如此多的原因是什么？

4）提出問(wèn)題：如何減少循環(huán)次數(shù)，優(yōu)化代碼？

啟發(fā)學(xué)生理解兩個(gè)問(wèn)題：三種雞的數(shù)量一共是100只，小雞的數(shù)量可以用100減去公雞和母雞的數(shù)量，這樣可以省去“for chick in range（101）”的語(yǔ)句，chick可以由100-cock-hen來(lái)代替，這樣，啟發(fā)學(xué)生將代碼修改為圖5：

同樣，啟發(fā)學(xué)生分析、計(jì)算出該程序中循環(huán)最內(nèi)層if語(yǔ)句的判斷次數(shù)為10201次。

5）再次提出問(wèn)題：一只公雞5錢，100錢最多只能買20只公雞，所以公雞的數(shù)量在0～20只即可；同理可知母雞的數(shù)量在0～33只。上面代碼的循環(huán)中，cock及hen均設(shè)置為0～100，存在很大的浪費(fèi)。

6）請(qǐng)學(xué)生根據(jù)分析寫(xiě)出更簡(jiǎn)練的代碼：

優(yōu)化后，計(jì)算出該程序中循環(huán)最內(nèi)層if語(yǔ)句的判斷次數(shù)為714次。

通過(guò)該案例，使學(xué)生在掌握知識(shí)的同時(shí)，明白解決問(wèn)題的方法有很多種，需要以創(chuàng)新精神找出省時(shí)省力的方法，并告訴學(xué)生：偉大的事業(yè)、杰出的成就不是一蹴而就的，需要從點(diǎn)滴工作開(kāi)始，不斷改進(jìn)，最終實(shí)現(xiàn)精益求精。

4.2 能力進(jìn)階階段

在能力進(jìn)階階段，重點(diǎn)是深入學(xué)習(xí)函數(shù)和Python的組合數(shù)據(jù)類型，讓學(xué)生掌握復(fù)雜程序的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的方法，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生靈活的邏輯思維，提高學(xué)生正確認(rèn)識(shí)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

案例3：結(jié)合《三國(guó)演義》人物出現(xiàn)次數(shù)統(tǒng)計(jì)來(lái)學(xué)習(xí)組合數(shù)據(jù)類型中的列表、字典，并學(xué)習(xí)中文分詞函數(shù)庫(kù)jieba，補(bǔ)充介紹wordcloud 庫(kù)，將結(jié)果利用詞云的形式展示出來(lái)。

1）課前階段教師與學(xué)生簡(jiǎn)要回顧四大名著在中國(guó)古代文學(xué)史的重要地位和研究?jī)r(jià)值，增強(qiáng)文化自信；

2）授課階段教師以統(tǒng)計(jì)《三國(guó)演義》詞頻分析為例，逐步講解第三方庫(kù)jieba進(jìn)行分詞統(tǒng)計(jì)，并將出場(chǎng)次數(shù)前二十名的人物輸出；

3）教師講解Python的另一個(gè)第三方庫(kù)wordcloud，將出場(chǎng)次數(shù)前二十名的人物以詞云的方式展現(xiàn)出來(lái)。

由于統(tǒng)計(jì)《三國(guó)演義》人物出場(chǎng)次數(shù)的代碼已經(jīng)在課本中給出，這里只給出出場(chǎng)次數(shù)前二十名的人物的詞云圖代碼，如圖7。

得到的詞云圖如圖8：

通過(guò)統(tǒng)計(jì)《三國(guó)演義》人物出場(chǎng)次數(shù)的案例，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中文分詞函數(shù)庫(kù)及編寫(xiě)程序的同時(shí)，欣賞中國(guó)古代文學(xué)的精華，感受中國(guó)古典文學(xué)的魅力，傳承和弘揚(yáng)我國(guó)傳統(tǒng)文化，既鞏固了專業(yè)知識(shí)，提高了文學(xué)素養(yǎng)，又增強(qiáng)了文化自信。

課后可以布置學(xué)生分析十九大報(bào)告等重要文件，對(duì)其進(jìn)行詞頻分析，并通過(guò)詞云圖將高頻詞展示出來(lái)，能幫助學(xué)生更直觀地了解黨和政府工作的重點(diǎn)，理解文件精神。

4.3 綜合應(yīng)用階段

綜合應(yīng)用階段的任務(wù)是向?qū)W生展示Python強(qiáng)大的第三方庫(kù)，讓學(xué)生進(jìn)一步體會(huì)到Python的特色，并結(jié)合現(xiàn)實(shí)例子向?qū)W生介紹數(shù)據(jù)的獲取、分析、使用等內(nèi)容，使學(xué)生體會(huì)到科技的進(jìn)步，并樹(shù)立法治觀念，加強(qiáng)法律意識(shí)。

通過(guò)向?qū)W生介紹處理數(shù)組多維運(yùn)算的Numpy庫(kù)、用于數(shù)據(jù)繪圖的matplotlib庫(kù)等，可促進(jìn)學(xué)生將感性理解和理性求證結(jié)合起來(lái)，對(duì)數(shù)據(jù)有更深刻的認(rèn)識(shí)。通過(guò)向?qū)W生介紹獲取網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容的requests庫(kù)、處理網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容的beautifulsoup4庫(kù)，使學(xué)生掌握使用網(wǎng)絡(luò)爬蟲(chóng)獲取數(shù)據(jù)的途徑。

案例4：在講解網(wǎng)絡(luò)爬蟲(chóng)案例時(shí)，應(yīng)向?qū)W生強(qiáng)調(diào)Robots協(xié)議，提醒學(xué)生遵守國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)的通用道德規(guī)范。并注意以下問(wèn)題：采集的信息中是否包含個(gè)人隱私或商業(yè)機(jī)密；對(duì)方是否同意或授權(quán)采集這些信息；對(duì)方是否同意或授權(quán)轉(zhuǎn)載，不可自作主張轉(zhuǎn)載到自己的平臺(tái)；采集后的信息如何使用，公開(kāi)展示時(shí)是否需要脫敏處理，是否用于盈利；是否會(huì)對(duì)對(duì)方服務(wù)器造成傷害，例如拖垮宕機(jī)、影響正常業(yè)務(wù)。

可同時(shí)列舉一些計(jì)算機(jī)犯罪的案例來(lái)說(shuō)明與信息采集相關(guān)的法律法規(guī)，如“侵犯著作權(quán)罪”“侵犯公民個(gè)人信息罪”等，引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立法治、知識(shí)產(chǎn)權(quán)、保護(hù)創(chuàng)新等觀念，增強(qiáng)學(xué)生的法律意識(shí)和行業(yè)規(guī)范。

5 結(jié)束語(yǔ)

在實(shí)際教學(xué)活動(dòng)中，通過(guò)巧妙設(shè)計(jì)Python程序設(shè)計(jì)的思政教學(xué)案例，能夠?qū)崿F(xiàn)專業(yè)教學(xué)與思政教育有機(jī)結(jié)合，增加了課程的趣味性和實(shí)用性，不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，還能在潛移默化中影響學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生樹(shù)立社會(huì)主義核心價(jià)值觀，激發(fā)學(xué)生科技報(bào)國(guó)的家國(guó)情懷和使命擔(dān)當(dāng)。

參考文獻(xiàn)：

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