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

陳頌麗

關(guān)鍵詞：新文科；Python；項目；任務(wù)式

1引言

“新文科”以多學(xué)科知識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“真實世界復(fù)雜問題”的需要來整合各種學(xué)科與“非學(xué)科”知識[1]。隨著大數(shù)據(jù)和人工智能在社會各方面的應(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語言開放、開源，生態(tài)良好，擁有大量功能豐富且強大的標(biāo)準(zhǔn)庫和第三方庫，幾乎覆蓋所有領(lǐng)域，可用于高效地解決各學(xué)科領(lǐng)域的問題[2]。Python成為“新文科”專業(yè)首選的編程語言。

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”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)的最大價值，這是大數(shù)據(jù)時代人才必備的能力；（2）培養(yǎng)學(xué)生的計算思維，具有計算思維能力是未來社會對人才的要求，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)知識體系，解決“真實世界復(fù)雜問題”；（4）培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)能力，提升學(xué)生應(yīng)用計算機技術(shù)進(jìn)行專業(yè)系統(tǒng)設(shè)計、探究與求解問題的能力，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”課程，主要教學(xué)方式是教師講解Python理論知識、演示程序，學(xué)生上機編寫程序。課程考核包括平時成績和期末第三方測試，由教師主導(dǎo)考核過程。在開課初期，教學(xué)團(tuán)隊通過觀察學(xué)生的學(xué)習(xí)行為、面對面訪談、分析學(xué)習(xí)成績等，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的教學(xué)方式能夠基本實現(xiàn)Python教學(xué)目標(biāo)，但是仍然存在以下問題。

3.1學(xué)生普遍對Python認(rèn)知不足

經(jīng)過與學(xué)生面對面訪談，發(fā)現(xiàn)文科學(xué)生普遍對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法知識為主，學(xué)生難免會覺得枯燥難懂。課堂教學(xué)方式單一，學(xué)生較少參與課堂，無法調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。教師做什么，學(xué)生跟著做什么，缺少獨立的研究和修改程序的想法。同時，Python課程總學(xué)時為48學(xué)時，對于非計算機專業(yè)的學(xué)生來說是較少的，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，教師強調(diào)書本內(nèi)容，只能保證學(xué)生掌握一定量的理論知識，學(xué)生獨立編寫程序的實踐能力比較弱，更不能將所學(xué)的Python與學(xué)科專業(yè)知識整合用于解決專業(yè)領(lǐng)域問題。這也將進(jìn)一步強化學(xué)生對Python無用的認(rèn)知，影響學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。

3.4忽視計算思維的培養(yǎng)

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

3.5忽視了Python“輕語法，重應(yīng)用”的特點

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

4基于項目任務(wù)式的Python教學(xué)改革的提出

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

4.1關(guān)于項目式學(xué)習(xí)

在項目式學(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)項目來源于真實的業(yè)務(wù)活動或具體的服務(wù)場景，既負(fù)載專業(yè)理論知識，也涵蓋職業(yè)崗位群能力，實現(xiàn)理論與實踐教學(xué)的一體化。教學(xué)過程以工作實踐為主線，按照工作過程系統(tǒng)化的思路開展，學(xué)生置身于真實的或模擬的職業(yè)情境中，開展知識準(zhǔn)備、項目任務(wù)領(lǐng)取、角色轉(zhuǎn)換、問題分析、計劃制定、方案選擇、實施行動、結(jié)果驗證到成果評價等各個環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)活動，最終達(dá)成教學(xué)目標(biāo)，提高專業(yè)知識與技術(shù)能力的學(xué)習(xí)質(zhì)量[5]。

4.2Python教學(xué)項目的設(shè)計與開發(fā)

Python教學(xué)項目的設(shè)計與開發(fā)是關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)，教學(xué)項目的好壞直接影響項目式教學(xué)的成敗。通過對該環(huán)節(jié)的實踐與研究，認(rèn)為設(shè)計與開發(fā)Python教學(xué)項目可從以下幾個方面著手。

4.3Python教學(xué)項目要服務(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”課程旨在培養(yǎng)學(xué)生使用Python語言編寫程序、調(diào)試程序的能力；培養(yǎng)學(xué)生具有一定的計算思維、提升學(xué)生信息素養(yǎng)；加強對學(xué)生分析問題、解決問題能力的培養(yǎng)，能夠使用計算機技術(shù)創(chuàng)造性地解決專業(yè)領(lǐng)域的問題。同時，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)的實現(xiàn)。

4.4Python教學(xué)項目要服務(wù)于學(xué)生課程知識體系的建構(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)特點與Python語言的內(nèi)容體系，將Python課程知識體系劃分為3個層次。

第一層次：Python語言基礎(chǔ)，包含Python語法基礎(chǔ)知識、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)、簡單程序代碼的編寫與調(diào)試。

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

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

教師梳理課程知識體系后，將知識點裝進(jìn)教學(xué)項目，同時將教學(xué)項目打造為知識點呈現(xiàn)和應(yīng)用的場景。學(xué)生在項目任務(wù)驅(qū)動下學(xué)習(xí)Python知識，并應(yīng)用理論知識解決問題，完成項目任務(wù)。

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

4.5Python教學(xué)項目來源于真實的職業(yè)情境

文科專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計的目的并不是去做開發(fā)、跟計算機專業(yè)學(xué)生比拼編程能力，而是應(yīng)用計算機科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計以及人類行為理解等一系列思維活動[6]。在Python教學(xué)中，學(xué)生要對哪些問題求解？要設(shè)計什么樣的系統(tǒng)？解決此類問題應(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)項目應(yīng)該來源于真實的職業(yè)情境，將企業(yè)崗位需求、專業(yè)領(lǐng)域問題等層層分解，模擬真實的業(yè)務(wù)活動或服務(wù)場景，提出學(xué)生在未來職業(yè)生涯中可能面臨的問題，將學(xué)科知識和學(xué)生所處的真實世界聯(lián)系在一起，整合Python理論知識與專業(yè)實踐。例如，“止盈與止損系統(tǒng)”教學(xué)項目模擬交易員崗位工作情境，擬解決止盈與止損自動化的問題；“投資者個人信息管理”教學(xué)項目模擬投資機構(gòu)客戶管理情境，擬解決客戶信息錄入、保存及賬號安全管理的問題。

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

Python教學(xué)項目以模擬解決職業(yè)情境中的實際問題為主要內(nèi)容。解決“真實世界復(fù)雜問題”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。因此，Python教學(xué)項目應(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”項目中將Python基礎(chǔ)語法知識與金融學(xué)相結(jié)合：在“模擬選股池選股”項目中將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。通過此類項目的學(xué)習(xí)，學(xué)生獲得新知識的同時深刻理解、應(yīng)用已學(xué)的專業(yè)知識，建構(gòu)更為完整的專業(yè)知識體系，形成開闊的專業(yè)視野，培養(yǎng)能夠融合多學(xué)科知識解決“真實世界復(fù)雜問題”的新型文科人才。

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

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

教學(xué)的趣味性在于調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，使學(xué)生由此產(chǎn)生內(nèi)在動力來完成學(xué)習(xí)任務(wù)。在學(xué)turtle庫時，開展“我的中國心”項目任務(wù)式學(xué)習(xí)，學(xué)生編寫Python程序表達(dá)一片愛國赤子心。在學(xué)習(xí)jieba庫和wordcloud庫時，開展“《紅樓夢》文本分析”項目任務(wù)式學(xué)習(xí)，學(xué)生對熟悉的經(jīng)典小說中文文本進(jìn)行分詞與詞頻分析，并制作樹形、蝶形或者心形的詞云，將科技與中國古典文學(xué)相結(jié)合，感受中國古典名著的唯美意境。在學(xué)習(xí)random庫日寸，開展“隨機紅包”項目任務(wù)式學(xué)習(xí)．學(xué)生分析隨機紅包功能，討論并確定實現(xiàn)隨機紅包的方案，編寫Python程序?qū)崿F(xiàn)隨機紅包。“隨機紅包”項目以一個大眾化的、貼近生活的項目主題增加了學(xué)習(xí)的趣味性，也增強學(xué)生對Python實用性的認(rèn)識。

Python教學(xué)項目的設(shè)計與開發(fā)還要依據(jù)學(xué)生的學(xué)情。初學(xué)計算機程序設(shè)計的文科學(xué)生，樂于接受挑戰(zhàn)，但計算思維尚未形成，編程能力基本零起步，所以教學(xué)項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)項目應(yīng)具有適當(dāng)?shù)碾y度，讓學(xué)生站在已有的知識平臺上，敢于利用新的課程知識，逐步解決新的實際的問題：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)的樂趣：讓暫時有困難的學(xué)生能及時獲得幫助，攻克難關(guān)，以獲得學(xué)習(xí)的成就感。

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

在實施基于項目任務(wù)式的教學(xué)活動前，教學(xué)團(tuán)隊?wèi)?yīng)初步完成Python教學(xué)項目的設(shè)計與開發(fā)工作，形成科學(xué)、完整的教學(xué)項目內(nèi)容，清晰、可行的實施步驟，客觀有效、公平公正的評價工具，形式多樣、易獲取的配套學(xué)習(xí)資源。

Python教學(xué)項目文檔應(yīng)包括但不限于以下內(nèi)容：項目背景描述、項目子任務(wù)，子任務(wù)知識準(zhǔn)備、子任務(wù)實現(xiàn)思路、子任務(wù)教學(xué)過程設(shè)計、效果及參考代碼、任務(wù)拓展、項目能力進(jìn)階、項目及能力評價。項目子任務(wù)應(yīng)具有清晰的任務(wù)說明，并由淺人深，以遞進(jìn)的關(guān)系呈現(xiàn)，先引導(dǎo)學(xué)生完成簡單的任務(wù)，再鼓勵學(xué)生嘗試完成復(fù)雜的、有難度的任務(wù)。在子任務(wù)實現(xiàn)思路和教學(xué)過程設(shè)計部分，對項目的實施步驟一定要有清晰的描述，控制好教師講解的時間，多向?qū)W生拋出啟發(fā)式的問題，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散思考和討論，將大部分時間留給學(xué)生，讓學(xué)生自主探索并提出解決問題的思路，獨立編寫Python程序。子任務(wù)及項目應(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，解決更高難度的問題。對項目的最終成果、學(xué)生的能力應(yīng)該有明確而具體的評價指標(biāo)，注重過程性評價，評價主體是教師、學(xué)生，評價客體是學(xué)習(xí)者及其作品，甚至可以是教學(xué)項目。

5結(jié)束語

如何提高文科學(xué)生學(xué)習(xí)Python的積極性、主動性是當(dāng)前亟待解決的問題。未來將繼續(xù)對基于項目任務(wù)式的Python教學(xué)改革實施過程進(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”知識解決“真實世界復(fù)雜問題”的新型文科人才。