“Python程序設(shè)計(jì)”融入課程思政初探

摘要：課程思政是實(shí)現(xiàn)“立德樹人”的重要途徑之一，以“Python程序設(shè)計(jì)”課程開展課程思政為研究對(duì)象，首先分析了該門課程開展課程思政存在的典型問題，然后從教師自身思政素養(yǎng)提升、探討思政元素、多維度系統(tǒng)地開展課程思政三個(gè)方面探討開展課程思政的方法，最后列舉分析了一些典型的思政元素案例。以期能給相關(guān)課程開展課程思政提供參考。

關(guān)鍵詞：Python程序設(shè)計(jì)；課程思政；思政元素挖掘

一、前言

2016年的全國(guó)高校思想政治工作會(huì)議上強(qiáng)調(diào)，高校要堅(jiān)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全過程，實(shí)現(xiàn)“三全育人”，努力開創(chuàng)我國(guó)高等教育事業(yè)發(fā)展新局面[1]。這就要求各專業(yè)課程以課堂教學(xué)為主渠道，在“守好一段渠、種好責(zé)任田”的同時(shí)，充分挖掘思政元素并與思政政治理論課程同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)，從根源上解決“培養(yǎng)什么樣的人”的問題[2]，最終達(dá)到立德樹人的目標(biāo)。

二、“Python程序設(shè)計(jì)”開展課程思政的優(yōu)勢(shì)

伴隨著人工智能技術(shù)的興起，Python語(yǔ)言因其簡(jiǎn)潔優(yōu)美的語(yǔ)法、覆蓋面廣泛的類庫(kù)、強(qiáng)大高效的計(jì)算生態(tài)、通用靈活等特點(diǎn)迅速成為了當(dāng)前熱門的編程語(yǔ)言之一。以我校為例，“Python程序設(shè)計(jì)”課程一方面作為農(nóng)生類、材化類專業(yè)的公共必修課，另一方面也是信息類及經(jīng)管類相關(guān)專業(yè)的專業(yè)必修課。其中公共必修課的教學(xué)重點(diǎn)以學(xué)習(xí)Python語(yǔ)言的語(yǔ)法以及建立編程思維并解決一些簡(jiǎn)單的問題為主；經(jīng)管類專業(yè)主要是利用Python語(yǔ)言的學(xué)習(xí)為后期的數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)挖掘服務(wù)；信息類專業(yè)側(cè)重于通過Python語(yǔ)言的學(xué)習(xí)為項(xiàng)目開發(fā)和提升專業(yè)技能打下基礎(chǔ)。

“Python程序設(shè)計(jì)”這門課程涉及多個(gè)專業(yè)，受眾面寬，覆蓋面廣，就該門課程進(jìn)行課程思政具有較好的學(xué)生基礎(chǔ)；在教學(xué)過程中主要采用理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)模式，在程序案例中設(shè)計(jì)與引入課程思政，能讓學(xué)生通過觀察程序運(yùn)行結(jié)果，即時(shí)接受思政教育；在課程的教學(xué)內(nèi)容講解上主要采用案例驅(qū)動(dòng)的教學(xué)方法，教學(xué)內(nèi)容中的語(yǔ)法規(guī)則、各種數(shù)據(jù)類型的特性、函數(shù)以及類庫(kù)的使用等知識(shí)點(diǎn)都可以與思政元素進(jìn)行有效的融合，因此在課程的教學(xué)過程中融入課程思政具備了較大的優(yōu)勢(shì)。

三、“Python程序設(shè)計(jì)”開展課程思政存在的問題

雖然在“Python程序設(shè)計(jì)”課程中開展課程思政具備了一定的先天條件，但在具體實(shí)施過程中還是存在一些問題，具體表現(xiàn)為：首先，任課教師缺乏課程思政的意識(shí)，受教師自身思政素養(yǎng)的限制，在教學(xué)過程中存在不自覺地忽視課程思政、重專業(yè)知識(shí)講解的情況，甚至有部分教師擔(dān)心在課堂中插入思政元素會(huì)打亂授課節(jié)奏，影響教學(xué)進(jìn)度而抗拒展開課程思政[3]；其次，挖掘思政元素困難，由于程序設(shè)計(jì)類課程的思政元素“隱藏”較深，任課教師挖掘出的思政元素往往與課程內(nèi)容不相吻合，呈現(xiàn)出零散、生硬等特點(diǎn)，導(dǎo)致在課堂展開課程思政時(shí)，不但沒有實(shí)現(xiàn)課程思政初衷，反而讓教師與學(xué)生都感覺“別扭”；最后，在開展課程思政教育時(shí)，沒有和實(shí)施對(duì)象的專業(yè)特征進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，思政元素沒有針對(duì)性，導(dǎo)致課程思政變成了“課堂思政”，沒有從專業(yè)的角度出發(fā)為學(xué)生展開系統(tǒng)的、有深度的思政教育[4]。不能實(shí)現(xiàn)便捷的融入。

四、“Python程序設(shè)計(jì)”開展課程思政途徑探討

（一）多渠道提升教師思政素養(yǎng)

課程思政質(zhì)量的提升首先要解決的問題就是提升任課教師的思政素養(yǎng)，正如領(lǐng)導(dǎo)人在學(xué)校思政課教師座談會(huì)上重要講話中指出的，要充分發(fā)揮教師的積極性、主動(dòng)性、創(chuàng)造性，任課教師除了可以通過參加學(xué)校組織的集中學(xué)習(xí)培訓(xùn)、學(xué)習(xí)領(lǐng)導(dǎo)人重要系列講話、參加“學(xué)習(xí)強(qiáng)國(guó)”平臺(tái)學(xué)習(xí)等方式多渠道地自主提升自身思政素養(yǎng)，還可以向思政專業(yè)的教師請(qǐng)教學(xué)習(xí)，借助專業(yè)的指導(dǎo)加強(qiáng)自身的思政意識(shí)與能力。只有任課教師自身的思政素養(yǎng)提高，才能真正將課程思政落到實(shí)處。

（二）優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，深挖思政元素

思政元素的挖掘是“Python程序設(shè)計(jì)”開展課程思政的難點(diǎn)，如何針對(duì)專業(yè)特點(diǎn)，把握好教學(xué)內(nèi)容與思政元素之間的映射關(guān)系，對(duì)任課教師是一個(gè)較大的挑戰(zhàn)。任課教師可以和思政專業(yè)教師、各專業(yè)負(fù)責(zé)人一起剖析“Python程序設(shè)計(jì)”課程在不同專業(yè)課程體系中的地位和作用，結(jié)合時(shí)政共同探討、深挖思政元素，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化。例如，在講解循環(huán)結(jié)構(gòu)時(shí)，對(duì)于非信息類專業(yè)的學(xué)生具有一定的難度，為了鼓勵(lì)學(xué)生可以引入“長(zhǎng)征精神”，長(zhǎng)征是中華民族不屈不撓精神的典范，學(xué)習(xí)就像長(zhǎng)征，是一個(gè)充滿艱辛的漫長(zhǎng)過程，同學(xué)們只有堅(jiān)定為國(guó)家服務(wù)這一最終目標(biāo)，堅(jiān)定不移地前進(jìn)，才能贏得自己人生長(zhǎng)征的勝利[5]。又如，為網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)學(xué)生講解利用Python語(yǔ)言進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)編程開發(fā)時(shí)，可以引入2022年6月西北工業(yè)大學(xué)遭受美國(guó)NSA網(wǎng)攻事件，一方面通過讓學(xué)生了解以美國(guó)為首的反華勢(shì)力一直窺視我國(guó)來(lái)之不易的幸福生活，從而激發(fā)學(xué)生的愛國(guó)主義精神；另一方面引導(dǎo)學(xué)生一定以嚴(yán)謹(jǐn)、專一、專業(yè)、創(chuàng)新的工匠精神來(lái)對(duì)待每一行代碼、每一個(gè)項(xiàng)目；再如，為農(nóng)生、材化等相關(guān)專業(yè)的學(xué)生講解列表排序時(shí)，可以將各自相關(guān)領(lǐng)域的院士姓名作為列表的元素進(jìn)行存儲(chǔ)，讓學(xué)生在了解知識(shí)點(diǎn)的同時(shí)，潛移默化地接受思政教育[6]。

（三）多維度系統(tǒng)地開展課程思政

課堂是開展課程思政的主渠道，可如果將課程思政局限于課堂，不僅容易將課程思政變成“課堂思政”，使之流于形式，而且在課堂中過多地開展課程思政也會(huì)影響教學(xué)內(nèi)容的講授，影響教學(xué)效課?？梢圆捎谜n內(nèi)外相結(jié)合，多維度系統(tǒng)地開展課程思政，將思政元素進(jìn)行凝練，在課堂中進(jìn)行簡(jiǎn)要的介紹說明，課外利用“學(xué)習(xí)通”等進(jìn)行視頻觀看、課后作業(yè)、課外小組討論、項(xiàng)目設(shè)計(jì)等，多種方式系統(tǒng)地開展課程思政，將課程思政貫穿整門課程學(xué)習(xí)全過程，使之條理化、系統(tǒng)化。

五、“Python程序設(shè)計(jì)”思政元素案例探討

（一）循環(huán)結(jié)構(gòu)思政元素案例分析——天天向上的力量

“好好學(xué)習(xí)，天天向上”激勵(lì)了一代代中國(guó)人，那么“天天向上”的力量到底有多大呢？北京理工大學(xué)嵩天教授設(shè)計(jì)了案例“天天向上的力量”[7]，對(duì)這一問題進(jìn)行了解答。嵩天教授將問題分解延展成四種不同的情況：

第一種情況：以第1天的能力值為基數(shù)，記為1.0，當(dāng)學(xué)習(xí)時(shí)的能力值相比前一天提高1‰，沒有學(xué)習(xí)時(shí)能力值相比前一天下降1‰，求解每天學(xué)習(xí)和每天放任一年下來(lái)的能力值相差多少；

第二種情況：當(dāng)學(xué)習(xí)時(shí)的能力值相比前一天提高5‰，沒有學(xué)習(xí)時(shí)能力值相比前一天下降5‰，求解每天學(xué)習(xí)和每天放任一年下來(lái)的能力值相差多少；

第三種情況：當(dāng)學(xué)習(xí)時(shí)的能力值相比前一天提高1%，沒有學(xué)習(xí)時(shí)能力值相比前一天下降1%，求解每天學(xué)習(xí)和每天放任一年下來(lái)的能力值相差多少；

第四種情況：工作日學(xué)習(xí)能力值可以提高1%，休息時(shí)放任能力值下降1%，求解每天學(xué)習(xí)和每天放任一年下來(lái)的能力值相差多少。

利用計(jì)算思維通過編程四種情況的結(jié)果如表1[8]。

知識(shí)點(diǎn)分析：該案例將問題進(jìn)行了剖析延展，涵蓋了變量定義、分支語(yǔ)句、判斷條件循環(huán)、次數(shù)循環(huán)、函數(shù)定義及調(diào)用等知識(shí)點(diǎn)，尤其是對(duì)兩種不同循環(huán)語(yǔ)句的使用進(jìn)行了詳細(xì)而直觀的分析和對(duì)比，為學(xué)生掌握循環(huán)語(yǔ)句提供了較好的幫助。

思政元素分析：通過對(duì)不同情況的分析，學(xué)生可以很直觀地發(fā)現(xiàn)“天天向上”的力量是巨大顯著的，如同“長(zhǎng)征精神”，在學(xué)習(xí)這條“長(zhǎng)征”路上，只要持之以恒地努力，最終一定會(huì)取得成功。

（二）Turtle庫(kù)思政元素案例分析——國(guó)旗的繪制

“我們生在紅旗下，長(zhǎng)在春風(fēng)里。人民有信仰，國(guó)家有力量?！眹?guó)旗是國(guó)家的象征和標(biāo)志，代表著國(guó)家的主權(quán)和民族的尊嚴(yán)，是國(guó)家的歷史傳統(tǒng)和民族精神的體現(xiàn)。國(guó)旗的紅色旗面象征革命，五顆五角星及其相互關(guān)系象征共產(chǎn)黨領(lǐng)導(dǎo)下的革命人民大團(tuán)結(jié)。

國(guó)旗的繪制可以利用Python自帶的Turtle庫(kù)來(lái)完成，在進(jìn)行Turtle庫(kù)教學(xué)時(shí)，可以先簡(jiǎn)單地介紹Turtle常用函數(shù)的語(yǔ)法規(guī)則，并利用函數(shù)繪制四邊形和五角星進(jìn)行示范，然后要求學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)查找國(guó)旗內(nèi)涵的意義及繪制時(shí)的尺寸規(guī)則，再利用Turtle庫(kù)完成國(guó)旗的繪制。

知識(shí)點(diǎn)分析：Turtle庫(kù)是Python重要的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)之一，其主要功能為進(jìn)行基本的圖形繪制。Turtle庫(kù)共有100多個(gè)功能函數(shù)，主要分為窗體函數(shù)、畫筆狀態(tài)函數(shù)、畫筆運(yùn)動(dòng)函數(shù)三類，在國(guó)旗繪制案例中包含了庫(kù)的導(dǎo)入；speed（）、forward（）、right（）、goto（）、setheading（）等畫筆動(dòng)運(yùn)函數(shù)；pendown（）、penup（）、color（）、begin_fill（）、end_fill（）、hideturtle（）等畫筆狀態(tài)函數(shù)；循環(huán)結(jié)構(gòu)、多角形圖形角度的計(jì)算等。通過該案例的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以基本掌握Turtle庫(kù)中常用函數(shù)的使用。

思政元素分析：通過查詢國(guó)旗產(chǎn)生的背景、象征意義、使用原則，相關(guān)的法律法規(guī)以及注意事項(xiàng)，可以讓學(xué)生對(duì)“我們生在紅旗下，長(zhǎng)在春風(fēng)里。人民有信仰，國(guó)家有力量”這句話有更深層次的感悟，也能增加學(xué)生的“四個(gè)意識(shí)”，堅(jiān)定“四個(gè)自信”，做到“兩個(gè)維護(hù)”，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的愛國(guó)主義精神。

（三）Jieba庫(kù)與Wordcloud庫(kù)思政元素案例——振奮人心的中國(guó)共產(chǎn)黨第二十次全國(guó)代表大會(huì)

2022年10月16日，中國(guó)共產(chǎn)黨第二十次全國(guó)代表大會(huì)在北京人民大會(huì)堂開幕，二十大報(bào)告的核心思想是什么？出現(xiàn)最多的詞是哪些？可以利用Python的文本分詞與詞云來(lái)解答這一問題。首先利用Jieba庫(kù)對(duì)黨的二十大報(bào)告進(jìn)行分詞，進(jìn)行詞頻分析得到排名前二十的熱詞，結(jié)果如表2；其次利用Wordcloud庫(kù)生成相應(yīng)的詞云，結(jié)果如圖1。

知識(shí)點(diǎn)分析：該案例主要使用了Jieba庫(kù)和Wordcloud庫(kù)，通過這個(gè)案例，學(xué)生可以掌握如何安裝第三方庫(kù)、文件的讀取與關(guān)閉、如何利用Jieba庫(kù)和Wordcloud庫(kù)進(jìn)行分詞及生成詞云。

思政元素分析：黨的二十大是在我國(guó)邁上全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化國(guó)家新征程、向第二個(gè)百年奮斗目標(biāo)進(jìn)軍的關(guān)鍵時(shí)刻召開的一次十分重要的大會(huì)。通過利用Python編程對(duì)黨的二十大報(bào)告進(jìn)行詞頻分析并生成詞云，通過觀察可以發(fā)現(xiàn)，在報(bào)告中出現(xiàn)最多的是“發(fā)展”“人民”“堅(jiān)持”“推進(jìn)”“完善”等詞語(yǔ)，這些詞語(yǔ)都事關(guān)國(guó)家發(fā)展、民生改善等。這個(gè)案例能讓學(xué)生了解國(guó)家的強(qiáng)盛、人民的幸福、中華民族的偉大復(fù)興都緊緊系于中國(guó)共產(chǎn)黨，激發(fā)學(xué)生愛黨、愛國(guó)、擁護(hù)核心的意識(shí)。

（三）從契合點(diǎn)到學(xué)生成績(jī)統(tǒng)計(jì)的邏輯關(guān)系

除上述典型案例外，Python程序設(shè)計(jì)眾多的知識(shí)點(diǎn)與課程思政還存在許多的契合點(diǎn)，經(jīng)過梳理匯總，一些典型的契合點(diǎn)如表3。

通過一年的課程思政教學(xué)，對(duì)所教四個(gè)班級(jí)157名學(xué)生的期評(píng)成績(jī)分段進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)（A：90—100；B：80—89；C：70—79；D：60—69；E：60以下），合格率占總?cè)藬?shù)的96.8%，取得了較好的成績(jī)，成績(jī)分布情況如圖2。

六、結(jié)語(yǔ)

立德樹人是教育工作的中心環(huán)節(jié)，課堂是開展教學(xué)和課程思政的主陣地，“Python程序設(shè)計(jì)”課程開展課程思政是一項(xiàng)長(zhǎng)期的系統(tǒng)工程，不可能一蹴而就，需要任課教師在不斷提升自我思政素養(yǎng)的同時(shí)，挖掘出更具有時(shí)代意義的思政元素，并將其融入到教學(xué)中，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，從而進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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