“新文科”背景下基于項(xiàng)目任務(wù)式的Python課程教學(xué)改革研究

陳頌麗

關(guān)鍵詞：新文科；Python；項(xiàng)目；任務(wù)式

1引言

“新文科”以多學(xué)科知識(shí)的深度融合為核心理念，打破現(xiàn)有學(xué)科專業(yè)間的壁壘，基于解決“真實(shí)世界復(fù)雜問(wèn)題”的需要來(lái)整合各種學(xué)科與“非學(xué)科”知識(shí)[1]。隨著大數(shù)據(jù)和人工智能在社會(huì)各方面的應(yīng)用，“新文科”課程體系的建設(shè)要求必須把信息技術(shù)融人其中。Python語(yǔ)言開放、開源，生態(tài)良好，擁有大量功能豐富且強(qiáng)大的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)和第三方庫(kù)，幾乎覆蓋所有領(lǐng)域，可用于高效地解決各學(xué)科領(lǐng)域的問(wèn)題[2]。Python成為“新文科”專業(yè)首選的編程語(yǔ)言。

2“新文科”背景下Python課程的教學(xué)目標(biāo)

新文科專業(yè)開設(shè)“Python程序設(shè)計(jì)”課程的教學(xué)目標(biāo)必須服務(wù)于新文科人才培養(yǎng)體系，具體有：（1）提升學(xué)生信息素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生收集、處理、分析數(shù)據(jù)的能力，發(fā)揮數(shù)據(jù)的最大價(jià)值，這是大數(shù)據(jù)時(shí)代人才必備的能力；（2）培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，具有計(jì)算思維能力是未來(lái)社會(huì)對(duì)人才的要求，也是“新文科”人才培養(yǎng)的目標(biāo)之一；（3）幫助學(xué)生建構(gòu)更為完整的專業(yè)知識(shí)體系，解決“真實(shí)世界復(fù)雜問(wèn)題”；（4）培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)能力，提升學(xué)生應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行專業(yè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、探究與求解問(wèn)題的能力，提升學(xué)生跨學(xué)科創(chuàng)作與研究的能力。

3當(dāng)前Python教學(xué)面臨的問(wèn)題與困境

廣州商學(xué)院于2019年9月面向經(jīng)濟(jì)學(xué)院大二學(xué)生開設(shè)“Python程序設(shè)計(jì)”課程，主要教學(xué)方式是教師講解Python理論知識(shí)、演示程序，學(xué)生上機(jī)編寫程序。課程考核包括平時(shí)成績(jī)和期末第三方測(cè)試，由教師主導(dǎo)考核過(guò)程。在開課初期，教學(xué)團(tuán)隊(duì)通過(guò)觀察學(xué)生的學(xué)習(xí)行為、面對(duì)面訪談、分析學(xué)習(xí)成績(jī)等，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的教學(xué)方式能夠基本實(shí)現(xiàn)Python教學(xué)目標(biāo)，但是仍然存在以下問(wèn)題。

3.1學(xué)生普遍對(duì)Python認(rèn)知不足

經(jīng)過(guò)與學(xué)生面對(duì)面訪談，發(fā)現(xiàn)文科學(xué)生普遍對(duì)Python認(rèn)知不足，具體情況如表1所列。

3.2學(xué)習(xí)興趣和積極性不高

Python理論課以教師講授程序語(yǔ)法知識(shí)為主，學(xué)生難免會(huì)覺得枯燥難懂。課堂教學(xué)方式單一，學(xué)生較少參與課堂，無(wú)法調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。教師做什么，學(xué)生跟著做什么，缺少獨(dú)立的研究和修改程序的想法。同時(shí)，Python課程總學(xué)時(shí)為48學(xué)時(shí)，對(duì)于非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)是較少的，學(xué)習(xí)任務(wù)重且難度大，從而降低了學(xué)習(xí)興趣。

3.3忽視了“新文科”人才培養(yǎng)的核心理念

傳統(tǒng)的教學(xué)方法，教師強(qiáng)調(diào)書本內(nèi)容，只能保證學(xué)生掌握一定量的理論知識(shí)，學(xué)生獨(dú)立編寫程序的實(shí)踐能力比較弱，更不能將所學(xué)的Python與學(xué)科專業(yè)知識(shí)整合用于解決專業(yè)領(lǐng)域問(wèn)題。這也將進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生對(duì)Python無(wú)用的認(rèn)知，影響學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。

3.4忽視計(jì)算思維的培養(yǎng)

計(jì)算思維既不是數(shù)學(xué)計(jì)算能力，也不是計(jì)算機(jī)操作能力，而是認(rèn)知和思考的重要思維方式，將具體問(wèn)題之間抽象的交互關(guān)系設(shè)計(jì)成可以利用計(jì)算機(jī)求解的可行性方案[3]。在傳統(tǒng)的Python教學(xué)中，缺乏對(duì)Python編程實(shí)踐的科學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施，學(xué)生按照參考程序機(jī)械地輸入運(yùn)行，解決一些簡(jiǎn)單的脫離專業(yè)實(shí)際的問(wèn)題，完全沒有根據(jù)計(jì)算機(jī)的功能特點(diǎn)去思考為什么要這樣寫程序，不能深入了解并掌握與計(jì)算機(jī)溝通的方法，不能熟練應(yīng)用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言解決現(xiàn)實(shí)生活中的問(wèn)題，也就達(dá)不到對(duì)學(xué)生計(jì)算思維和獨(dú)立思考能力的培養(yǎng)。

3.5忽視了Python“輕語(yǔ)法，重應(yīng)用”的特點(diǎn)

傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的教學(xué)，如C語(yǔ)言，主要是講授語(yǔ)法知識(shí)、程序結(jié)構(gòu)和算法，幫助學(xué)生理解抽象概念。Python作為輕語(yǔ)法的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，有著豐富的內(nèi)置函數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)和第三方庫(kù)，其教學(xué)必須有別于C語(yǔ)言，應(yīng)“輕語(yǔ)法，重應(yīng)用”，引導(dǎo)學(xué)生分析問(wèn)題，并以Python為工具，對(duì)專業(yè)領(lǐng)域問(wèn)題進(jìn)行求解[4]。目前的Python教學(xué)更多的是沿用傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的教學(xué)方式，教師花較多的精力講解理論知識(shí)，忽視了Python“輕語(yǔ)法，重應(yīng)用”的特點(diǎn)。

4基于項(xiàng)目任務(wù)式的Python教學(xué)改革的提出

基于以上Python教學(xué)實(shí)踐中出現(xiàn)的問(wèn)題，廣州商學(xué)院的Python教學(xué)團(tuán)隊(duì)提出開展基于項(xiàng)目任務(wù)式的課程教學(xué)改革，探索如何解決問(wèn)題和走出困境的方法。

4.1關(guān)于項(xiàng)目式學(xué)習(xí)

在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中，教學(xué)目標(biāo)以培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)能力為本位，讓學(xué)生學(xué)習(xí)必要的理論知識(shí)且掌握必備的專業(yè)技能，突出職業(yè)能力的建構(gòu)；教學(xué)項(xiàng)目來(lái)源于真實(shí)的業(yè)務(wù)活動(dòng)或具體的服務(wù)場(chǎng)景，既負(fù)載專業(yè)理論知識(shí)，也涵蓋職業(yè)崗位群能力，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐教學(xué)的一體化。教學(xué)過(guò)程以工作實(shí)踐為主線，按照工作過(guò)程系統(tǒng)化的思路開展，學(xué)生置身于真實(shí)的或模擬的職業(yè)情境中，開展知識(shí)準(zhǔn)備、項(xiàng)目任務(wù)領(lǐng)取、角色轉(zhuǎn)換、問(wèn)題分析、計(jì)劃制定、方案選擇、實(shí)施行動(dòng)、結(jié)果驗(yàn)證到成果評(píng)價(jià)等各個(gè)環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)活動(dòng)，最終達(dá)成教學(xué)目標(biāo)，提高專業(yè)知識(shí)與技術(shù)能力的學(xué)習(xí)質(zhì)量[5]。

4.2Python教學(xué)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與開發(fā)

Python教學(xué)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與開發(fā)是關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，教學(xué)項(xiàng)目的好壞直接影響項(xiàng)目式教學(xué)的成敗。通過(guò)對(duì)該環(huán)節(jié)的實(shí)踐與研究，認(rèn)為設(shè)計(jì)與開發(fā)Python教學(xué)項(xiàng)目可從以下幾個(gè)方面著手。

4.3Python教學(xué)項(xiàng)目要服務(wù)于課程教學(xué)目標(biāo)

“新文科”專業(yè)開設(shè)“Python程序設(shè)計(jì)”課程旨在培養(yǎng)學(xué)生使用Python語(yǔ)言編寫程序、調(diào)試程序的能力；培養(yǎng)學(xué)生具有一定的計(jì)算思維、提升學(xué)生信息素養(yǎng)；加強(qiáng)對(duì)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)，能夠使用計(jì)算機(jī)技術(shù)創(chuàng)造性地解決專業(yè)領(lǐng)域的問(wèn)題。同時(shí)，促進(jìn)學(xué)生合作能力、溝通能力和自主學(xué)習(xí)能力的提升。Python教學(xué)項(xiàng)目作為教與學(xué)的載體，必須服務(wù)于課程教學(xué)目標(biāo)，其設(shè)計(jì)與開發(fā)都要分析教學(xué)目標(biāo)、依據(jù)教學(xué)目標(biāo)、圍繞教學(xué)目標(biāo)，從而保證教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

4.4Python教學(xué)項(xiàng)目要服務(wù)于學(xué)生課程知識(shí)體系的建構(gòu)

結(jié)合課程教學(xué)目標(biāo)、文科專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)與Python語(yǔ)言的內(nèi)容體系，將Python課程知識(shí)體系劃分為3個(gè)層次。

第一層次：Python語(yǔ)言基礎(chǔ)，包含Python語(yǔ)法基礎(chǔ)知識(shí)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類型和復(fù)合數(shù)據(jù)類型、程序基本控制結(jié)構(gòu)、簡(jiǎn)單程序代碼的編寫與調(diào)試。

第二層次：Python語(yǔ)言進(jìn)階學(xué)習(xí)，包含函數(shù)與模塊、文件讀寫、標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)（ math，random，datetime）、面向?qū)ο缶幊痰取?/p>

第三層次：Python語(yǔ)言高級(jí)應(yīng)用，包含海龜繪圖、文本分析、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)爬取、簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)分析與處理等。

教師梳理課程知識(shí)體系后，將知識(shí)點(diǎn)裝進(jìn)教學(xué)項(xiàng)目，同時(shí)將教學(xué)項(xiàng)目打造為知識(shí)點(diǎn)呈現(xiàn)和應(yīng)用的場(chǎng)景。學(xué)生在項(xiàng)目任務(wù)驅(qū)動(dòng)下學(xué)習(xí)Python知識(shí)，并應(yīng)用理論知識(shí)解決問(wèn)題，完成項(xiàng)目任務(wù)。

每個(gè)Python教學(xué)項(xiàng)目都有一定的應(yīng)用背景，涵蓋多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，增強(qiáng)知識(shí)的系統(tǒng)性、整體性，側(cè)重于知識(shí)點(diǎn)的綜合應(yīng)用，幫助學(xué)生將零散的知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)起來(lái)，使之形成一個(gè)有機(jī)統(tǒng)一的整體?？茖W(xué)、合理地設(shè)置項(xiàng)目任務(wù)的遞進(jìn)關(guān)系和開展順序，使學(xué)生在項(xiàng)目任務(wù)式的教學(xué)活動(dòng)中建構(gòu)完整的Python課程知識(shí)體系。

4.5Python教學(xué)項(xiàng)目來(lái)源于真實(shí)的職業(yè)情境

文科專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的目的并不是去做開發(fā)、跟計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生比拼編程能力，而是應(yīng)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問(wèn)題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及人類行為理解等一系列思維活動(dòng)[6]。在Python教學(xué)中，學(xué)生要對(duì)哪些問(wèn)題求解？要設(shè)計(jì)什么樣的系統(tǒng)？解決此類問(wèn)題應(yīng)該著眼于學(xué)生的學(xué)科專業(yè)領(lǐng)域，著眼于學(xué)生職業(yè)能力的培養(yǎng)。

Python教學(xué)項(xiàng)目應(yīng)該來(lái)源于真實(shí)的職業(yè)情境，將企業(yè)崗位需求、專業(yè)領(lǐng)域問(wèn)題等層層分解，模擬真實(shí)的業(yè)務(wù)活動(dòng)或服務(wù)場(chǎng)景，提出學(xué)生在未來(lái)職業(yè)生涯中可能面臨的問(wèn)題，將學(xué)科知識(shí)和學(xué)生所處的真實(shí)世界聯(lián)系在一起，整合Python理論知識(shí)與專業(yè)實(shí)踐。例如，“止盈與止損系統(tǒng)”教學(xué)項(xiàng)目模擬交易員崗位工作情境，擬解決止盈與止損自動(dòng)化的問(wèn)題；“投資者個(gè)人信息管理”教學(xué)項(xiàng)目模擬投資機(jī)構(gòu)客戶管理情境，擬解決客戶信息錄入、保存及賬號(hào)安全管理的問(wèn)題。

4.6Python教學(xué)項(xiàng)目應(yīng)該是跨學(xué)科融合的產(chǎn)物

Python教學(xué)項(xiàng)目以模擬解決職業(yè)情境中的實(shí)際問(wèn)題為主要內(nèi)容。解決“真實(shí)世界復(fù)雜問(wèn)題”是單一學(xué)科所不能完全做到的，需要整合各種學(xué)科與“非學(xué)科”知識(shí)。因此，Python教學(xué)項(xiàng)目應(yīng)打破現(xiàn)有學(xué)科專業(yè)間的壁壘，與不同專業(yè)或不同學(xué)科進(jìn)行有效結(jié)合。例如，在“貨幣兌換”項(xiàng)目中將Python基礎(chǔ)語(yǔ)法知識(shí)與金融學(xué)相結(jié)合：在“模擬選股池選股”項(xiàng)目中將Python組合數(shù)據(jù)類型與證券投資分析相結(jié)合；在“蘋果股票數(shù)據(jù)分析”項(xiàng)目中將網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)爬取、分析與金融證券量化投資相結(jié)合。通過(guò)此類項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，學(xué)生獲得新知識(shí)的同時(shí)深刻理解、應(yīng)用已學(xué)的專業(yè)知識(shí)，建構(gòu)更為完整的專業(yè)知識(shí)體系，形成開闊的專業(yè)視野，培養(yǎng)能夠融合多學(xué)科知識(shí)解決“真實(shí)世界復(fù)雜問(wèn)題”的新型文科人才。

4.7Python教學(xué)項(xiàng)目要與時(shí)俱進(jìn)，具有趣味性和挑戰(zhàn)性

在這個(gè)科技突飛猛進(jìn)、社會(huì)事件層出不窮的時(shí)代，大學(xué)教育應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注社會(huì)熱點(diǎn)、關(guān)注科技發(fā)展、關(guān)心民生，培養(yǎng)大學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。因此，Python教學(xué)項(xiàng)目不能與時(shí)代脫鉤，要不斷跟蹤新知識(shí)、新技術(shù)、新熱點(diǎn)，進(jìn)行教學(xué)項(xiàng)目的動(dòng)態(tài)更新。在與時(shí)俱進(jìn)的同時(shí)，也賦予Python教學(xué)項(xiàng)目一定的趣味性。

教學(xué)的趣味性在于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，使學(xué)生由此產(chǎn)生內(nèi)在動(dòng)力來(lái)完成學(xué)習(xí)任務(wù)。在學(xué)turtle庫(kù)時(shí)，開展“我的中國(guó)心”項(xiàng)目任務(wù)式學(xué)習(xí)，學(xué)生編寫Python程序表達(dá)一片愛國(guó)赤子心。在學(xué)習(xí)jieba庫(kù)和wordcloud庫(kù)時(shí)，開展“《紅樓夢(mèng)》文本分析”項(xiàng)目任務(wù)式學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)熟悉的經(jīng)典小說(shuō)中文文本進(jìn)行分詞與詞頻分析，并制作樹形、蝶形或者心形的詞云，將科技與中國(guó)古典文學(xué)相結(jié)合，感受中國(guó)古典名著的唯美意境。在學(xué)習(xí)random庫(kù)日寸，開展“隨機(jī)紅包”項(xiàng)目任務(wù)式學(xué)習(xí)．學(xué)生分析隨機(jī)紅包功能，討論并確定實(shí)現(xiàn)隨機(jī)紅包的方案，編寫Python程序?qū)崿F(xiàn)隨機(jī)紅包?！半S機(jī)紅包”項(xiàng)目以一個(gè)大眾化的、貼近生活的項(xiàng)目主題增加了學(xué)習(xí)的趣味性，也增強(qiáng)學(xué)生對(duì)Python實(shí)用性的認(rèn)識(shí)。

Python教學(xué)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與開發(fā)還要依據(jù)學(xué)生的學(xué)情。初學(xué)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的文科學(xué)生，樂(lè)于接受挑戰(zhàn)，但計(jì)算思維尚未形成，編程能力基本零起步，所以教學(xué)項(xiàng)目可以具有一定的挑戰(zhàn)性，但不應(yīng)該難度太高，避免打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。Python教學(xué)項(xiàng)目應(yīng)具有適當(dāng)?shù)碾y度，讓學(xué)生站在已有的知識(shí)平臺(tái)上，敢于利用新的課程知識(shí)，逐步解決新的實(shí)際的問(wèn)題：讓優(yōu)秀學(xué)生有可進(jìn)階的學(xué)習(xí)空間，以獲得學(xué)習(xí)的樂(lè)趣：讓暫時(shí)有困難的學(xué)生能及時(shí)獲得幫助，攻克難關(guān)，以獲得學(xué)習(xí)的成就感。

4.8Python教學(xué)項(xiàng)目應(yīng)內(nèi)容完整、清晰，資源豐富

在實(shí)施基于項(xiàng)目任務(wù)式的教學(xué)活動(dòng)前，教學(xué)團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)初步完成Python教學(xué)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與開發(fā)工作，形成科學(xué)、完整的教學(xué)項(xiàng)目?jī)?nèi)容，清晰、可行的實(shí)施步驟，客觀有效、公平公正的評(píng)價(jià)工具，形式多樣、易獲取的配套學(xué)習(xí)資源。

Python教學(xué)項(xiàng)目文檔應(yīng)包括但不限于以下內(nèi)容：項(xiàng)目背景描述、項(xiàng)目子任務(wù)，子任務(wù)知識(shí)準(zhǔn)備、子任務(wù)實(shí)現(xiàn)思路、子任務(wù)教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)、效果及參考代碼、任務(wù)拓展、項(xiàng)目能力進(jìn)階、項(xiàng)目及能力評(píng)價(jià)。項(xiàng)目子任務(wù)應(yīng)具有清晰的任務(wù)說(shuō)明，并由淺人深，以遞進(jìn)的關(guān)系呈現(xiàn)，先引導(dǎo)學(xué)生完成簡(jiǎn)單的任務(wù)，再鼓勵(lì)學(xué)生嘗試完成復(fù)雜的、有難度的任務(wù)。在子任務(wù)實(shí)現(xiàn)思路和教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)部分，對(duì)項(xiàng)目的實(shí)施步驟一定要有清晰的描述，控制好教師講解的時(shí)間，多向?qū)W生拋出啟發(fā)式的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散思考和討論，將大部分時(shí)間留給學(xué)生，讓學(xué)生自主探索并提出解決問(wèn)題的思路，獨(dú)立編寫Python程序。子任務(wù)及項(xiàng)目應(yīng)具有可拓展的空間，滿足不同層次學(xué)生的需求，讓學(xué)有余力的學(xué)生盡情發(fā)揮創(chuàng)造力，解決更高難度的問(wèn)題。對(duì)項(xiàng)目的最終成果、學(xué)生的能力應(yīng)該有明確而具體的評(píng)價(jià)指標(biāo)，注重過(guò)程性評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)主體是教師、學(xué)生，評(píng)價(jià)客體是學(xué)習(xí)者及其作品，甚至可以是教學(xué)項(xiàng)目。

5結(jié)束語(yǔ)

如何提高文科學(xué)生學(xué)習(xí)Python的積極性、主動(dòng)性是當(dāng)前亟待解決的問(wèn)題。未來(lái)將繼續(xù)對(duì)基于項(xiàng)目任務(wù)式的Python教學(xué)改革實(shí)施過(guò)程進(jìn)行深入研究，創(chuàng)設(shè)以學(xué)生為中心，有利于學(xué)生沉浸和發(fā)揮潛能的職業(yè)情境，培養(yǎng)能夠整合各種學(xué)科與“非學(xué)科”知識(shí)解決“真實(shí)世界復(fù)雜問(wèn)題”的新型文科人才。