非計(jì)算機(jī)專業(yè)Python 程序設(shè)計(jì)教學(xué)模式改革實(shí)踐探究

曹錦梅

摘要：大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下，應(yīng)用Python進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)分析的能力變得十分重要，針對(duì)非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生開(kāi)設(shè)的公共基礎(chǔ)課Python程序設(shè)計(jì)，從課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式、教學(xué)設(shè)計(jì)等幾個(gè)方面進(jìn)行探索與實(shí)踐，以培養(yǎng)學(xué)生的持續(xù)自主學(xué)習(xí)、計(jì)算思維和數(shù)據(jù)分析能力，實(shí)現(xiàn)了多維度互動(dòng)學(xué)習(xí)，提高了教學(xué)質(zhì)量，提升了學(xué)生的科研創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：Python語(yǔ)言；非計(jì)算機(jī)專業(yè)；形成性評(píng)價(jià)；混合式教學(xué)；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2023）13-0127-03

開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID） ：

1 計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言課程現(xiàn)狀

計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)類課程是中國(guó)高校計(jì)算機(jī)科學(xué)基礎(chǔ)課程的核心課程，通過(guò)對(duì)編程語(yǔ)言的掌握，可以幫助學(xué)習(xí)者掌握計(jì)算機(jī)問(wèn)題的基本思考方法，是訓(xùn)練學(xué)習(xí)者計(jì)算思維最關(guān)鍵的基礎(chǔ)課程。計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程處于計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育三個(gè)層次（大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)）中的第二層，起到承上啟下的關(guān)鍵作用，是非常重要的一門課程[1]。Python 是一門優(yōu)秀的綜合語(yǔ)言，簡(jiǎn)明優(yōu)雅、資源豐富、功能強(qiáng)大，廣泛應(yīng)用于人工智能、金融分析、云計(jì)算、Web 開(kāi)發(fā)、大數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)、自動(dòng)化運(yùn)維、數(shù)據(jù)分析等方向。Python語(yǔ)言還擁有大量開(kāi)放的第三方庫(kù)，對(duì)于學(xué)員們今后在各領(lǐng)域的使用提供了強(qiáng)力的保障[2]。因此Python編程語(yǔ)言也是高等院校對(duì)非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言教學(xué)的理想選擇。對(duì)于醫(yī)學(xué)院校學(xué)生來(lái)說(shuō)，除掌握專業(yè)的醫(yī)學(xué)知識(shí)與技術(shù)之外，更需要重視對(duì)學(xué)生實(shí)際能力的訓(xùn)練。

2 形成性評(píng)價(jià)教學(xué)模式的實(shí)踐

教學(xué)評(píng)價(jià)是整個(gè)教學(xué)過(guò)程中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，一個(gè)全面的教學(xué)評(píng)價(jià)應(yīng)該由研討、實(shí)施、修訂、再實(shí)施構(gòu)成。在傳統(tǒng)的教學(xué)過(guò)程中，期末考試就是終結(jié)考試，這種孤立的、一考定性的方式對(duì)學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評(píng)判并不能很好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和動(dòng)力。大部分學(xué)生是被動(dòng)的、考前突擊性學(xué)習(xí)，不能很好地培養(yǎng)學(xué)生持續(xù)學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)的良好習(xí)慣。

終結(jié)性考核側(cè)重區(qū)分學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果，而過(guò)程性評(píng)價(jià)是“在教育、教學(xué)活動(dòng)的計(jì)劃實(shí)施過(guò)程中”，為“了解動(dòng)態(tài)過(guò)程的效果，及時(shí)反饋信息，及時(shí)調(diào)節(jié)，使計(jì)劃、方案不斷完善，以便順利達(dá)到預(yù)期的目的”而進(jìn)行的評(píng)價(jià)[3]。在教學(xué)過(guò)程中增加了過(guò)程性考核，方便于老師和學(xué)生能實(shí)時(shí)對(duì)學(xué)習(xí)的內(nèi)容和進(jìn)度進(jìn)行評(píng)價(jià)與反饋，可以從各環(huán)節(jié)完成情況、知識(shí)點(diǎn)掌握程度、實(shí)踐應(yīng)用能力等多維度進(jìn)行評(píng)價(jià)，比傳統(tǒng)的考核方式更公平公正、全面、科學(xué)、系統(tǒng)，也促進(jìn)了學(xué)生持續(xù)扎實(shí)地學(xué)習(xí)。

3 混合式教學(xué)模式的設(shè)計(jì)

計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)基礎(chǔ)課程在醫(yī)學(xué)院校屬于公共基礎(chǔ)課，我校對(duì)五年制及本碩班級(jí)開(kāi)設(shè)“Python程序設(shè)計(jì)”，理論36學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)20學(xué)時(shí)，怎樣在有限的時(shí)間內(nèi)講授完大綱要求的知識(shí)點(diǎn)，并盡力培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力，熟練掌握Python基本知識(shí)的前提下能進(jìn)行綜合應(yīng)用，解決一些實(shí)際問(wèn)題，并且為今后進(jìn)行醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)分析與處理打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)是教學(xué)中需要重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)2年的實(shí)踐探索，采用“線上+線下”混合式教學(xué)模式，解決了該課程“內(nèi)容多、學(xué)時(shí)少、實(shí)踐性強(qiáng)”等問(wèn)題。具體教學(xué)內(nèi)容及課時(shí)分布見(jiàn)表1所示。

3.1 課程考核形式

課程的形成性評(píng)價(jià)方案設(shè)置如下：形成性評(píng)價(jià)總成績(jī)?yōu)?00分，終結(jié)性評(píng)價(jià)占50%（期末考試），過(guò)程性評(píng)價(jià)占50%，其中過(guò)程性評(píng)價(jià)內(nèi)容及占比分別為課堂提問(wèn)20%、課后小測(cè)驗(yàn)40%、慕課學(xué)習(xí)及慕課測(cè)驗(yàn)40%，其形成性評(píng)價(jià)考核構(gòu)成見(jiàn)表2。

從中可看出要提高學(xué)習(xí)效果，最為關(guān)鍵的是學(xué)生參與度，提高有效投入學(xué)習(xí)時(shí)間。

在教學(xué)過(guò)程中通過(guò)各種途徑激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和獨(dú)立思考、解決實(shí)際問(wèn)題的能力，進(jìn)而提高學(xué)習(xí)成績(jī)，最終達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。更為重要的是培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)信息素養(yǎng)能力的提升，為以后應(yīng)對(duì)快速發(fā)展的信息化技術(shù)打下良好的基礎(chǔ)，也為學(xué)生在后期參與一些創(chuàng)新課題奠定基礎(chǔ)。對(duì)一些學(xué)習(xí)能力強(qiáng)，在中學(xué)階段有一定信息學(xué)基礎(chǔ)的學(xué)生，以及后期有計(jì)劃繼續(xù)深入，有意愿報(bào)考計(jì)算機(jī)二級(jí)考試的學(xué)生，還提供了網(wǎng)上資源平臺(tái)免費(fèi)使用，可供學(xué)生進(jìn)行闖關(guān)挑戰(zhàn)，實(shí)戰(zhàn)練習(xí)，提升編程能力。學(xué)生最終成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)由兩部分構(gòu)成，過(guò)程性評(píng)價(jià)主要包含課堂提問(wèn)、小測(cè)驗(yàn)、慕課學(xué)習(xí)及測(cè)評(píng)；終結(jié)性評(píng)價(jià)主要是期末考試。各環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)及平臺(tái)使用情況如圖1所示：

3.2 課程資源在線平臺(tái)

3.2.1 雨課堂

雨課堂是清華大學(xué)與學(xué)堂在線共同推出的基于微信和PPT的新型智慧教學(xué)工具。雨課堂作為新型智慧線上教學(xué)工具，可以不受空間和時(shí)間的限制，推送“手機(jī)課件”、查看 PPT 及“不懂反饋”“彈幕式”課堂互動(dòng)、課后線上復(fù)習(xí)討論及全周期采集與分析學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)等功能，實(shí)現(xiàn)了一種全過(guò)程、立體化的教學(xué)模式[5]。在課中實(shí)時(shí)發(fā)布測(cè)試題，檢測(cè)學(xué)生知識(shí)點(diǎn)掌握和聽(tīng)課效果使用，全員參與，可以了解到每位學(xué)生的情況。

3.2.2 超星在線平臺(tái)

超星平臺(tái)提供了一個(gè)非常便捷的交互平臺(tái)，老師可以進(jìn)行教管監(jiān)督，可以實(shí)時(shí)查詢學(xué)生學(xué)習(xí)的進(jìn)度，通過(guò)各環(huán)節(jié)的過(guò)程性評(píng)價(jià)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的參與意愿、自主學(xué)習(xí)和協(xié)作討論。根據(jù)文獻(xiàn)資料獲知，依托超星平臺(tái)，變革傳統(tǒng)課堂，改善教學(xué)效果，主要體現(xiàn)四個(gè)方面：提高學(xué)生參與度、自主學(xué)習(xí)更加高效、增強(qiáng)師生的互動(dòng)、評(píng)價(jià)更多元。分析總結(jié)基于超星平臺(tái)開(kāi)展教與學(xué)，有三大優(yōu)勢(shì)：具有智能移動(dòng)終端功能；學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)間可自由選擇，學(xué)習(xí)方式靈活，課堂學(xué)習(xí)效率高效；教學(xué)評(píng)價(jià)系統(tǒng)更完善[6]。本教學(xué)改革選用超星平臺(tái)，設(shè)計(jì)基于平臺(tái)的混合式教學(xué)模式，主要提供如下教學(xué)資源：

1） 資料模塊。提供本課程的教學(xué)大綱、PPT課件、案例視頻、實(shí)驗(yàn)視頻、理論代碼等，便于同學(xué)們查閱、預(yù)習(xí)、自學(xué)等。

2） 通知模塊?？梢园l(fā)布一些通知、各種反饋等。

3） 作業(yè)模塊。設(shè)置有作業(yè)庫(kù)，提供每一章的作業(yè)要求，可以按需發(fā)布作業(yè)，老師可以根據(jù)作業(yè)完成情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對(duì)正確率較低的題目再針對(duì)性地重點(diǎn)講解。

4） 考試模塊。設(shè)置有試卷庫(kù)，進(jìn)行3次小測(cè)驗(yàn)的發(fā)布、統(tǒng)計(jì)、分析等。

3.3 過(guò)程性評(píng)價(jià)實(shí)施

3.3.1 課堂提問(wèn)

每個(gè)理論課時(shí)設(shè)計(jì)2～3個(gè)問(wèn)題，以課堂提問(wèn)或通過(guò)雨課堂在線答題形式進(jìn)行評(píng)價(jià)。題型主要是客觀題，教學(xué)團(tuán)隊(duì)組織形成提問(wèn)試題庫(kù)，可隨時(shí)選擇題型發(fā)布給學(xué)生檢測(cè)。

3.3.2 課后小測(cè)驗(yàn)

此環(huán)節(jié)在超星在線平臺(tái)上實(shí)施，根據(jù)授課內(nèi)容，在學(xué)期前、學(xué)期中、學(xué)期末三個(gè)階段進(jìn)行。對(duì)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、程序控制結(jié)構(gòu)、函數(shù)和組合數(shù)據(jù)類型3個(gè)模塊設(shè)計(jì)了課后小測(cè)驗(yàn)，題型為單選20道，多選10道，測(cè)試時(shí)長(zhǎng)30分鐘。設(shè)定半天時(shí)間，學(xué)生可以自由選擇在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成，提交后會(huì)立即顯示成績(jī)以及錯(cuò)誤的題目，教師端可以查看到全班同學(xué)的完成情況、每個(gè)區(qū)間段的成績(jī)分布情況、每道題的正確率及每位同學(xué)詳細(xì)的答題情況和得分等，給學(xué)生進(jìn)行反饋，對(duì)一些錯(cuò)誤率較高的知識(shí)點(diǎn)在課堂上再次進(jìn)行講解，對(duì)掌握不扎實(shí)的地方及時(shí)進(jìn)行溫故而知新，達(dá)到扎實(shí)掌握知識(shí)的目的，同時(shí)也為后續(xù)的自我提升打下良好的基礎(chǔ)。

3.3.3 慕課學(xué)習(xí)及測(cè)評(píng)

教師需要考慮翻轉(zhuǎn)課堂、MOOC 等教學(xué)模式或方法來(lái)彌補(bǔ)課時(shí)的不足，課堂上可適當(dāng)縮減部分編程語(yǔ)言基礎(chǔ)知識(shí)的教學(xué)，以答疑、討論為主，基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)可交給學(xué)生在課后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)在線教學(xué)視頻及適量的練習(xí)來(lái)完成[7]。依據(jù)課程大綱和內(nèi)容要求，結(jié)合線上學(xué)習(xí)，將該課程慕課資源放置在超星在線平臺(tái)，學(xué)生可根據(jù)自己需求利用課余時(shí)間自由選擇觀看學(xué)習(xí)，同時(shí)設(shè)計(jì)了3次線上視頻學(xué)習(xí)和內(nèi)容測(cè)試的任務(wù)點(diǎn)，要求必須在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成。設(shè)定內(nèi)容為模塊化程序設(shè)計(jì)、random庫(kù)和datetime庫(kù)及文件。

3.3.4 教學(xué)反饋

反饋是教學(xué)評(píng)價(jià)的非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，通過(guò)總結(jié)、反饋能達(dá)到事半功倍的效果。依據(jù)課程內(nèi)容，重點(diǎn)圍繞學(xué)生薄弱環(huán)節(jié)、考試成績(jī)、學(xué)生對(duì)課程評(píng)價(jià)和建議等方面進(jìn)行教學(xué)反饋。反饋必須是雙向的，做到師生互評(píng)，既有老師對(duì)學(xué)生的反饋，主要反饋上述3項(xiàng)過(guò)程性評(píng)價(jià)的總體情況、知識(shí)點(diǎn)掌握情況；同時(shí)也有學(xué)生對(duì)老師的反饋，在學(xué)期末進(jìn)行一次反饋，為確保真實(shí)性和有效性，采取匿名方式，真實(shí)地表達(dá)自己對(duì)老師教學(xué)中的想法，有助于教師更好地了解真實(shí)情況，對(duì)老師的授課等各方面提出一些意見(jiàn)和建議。通過(guò)雙向的反饋，能起到互相促進(jìn)的作用，學(xué)生可以了解自己在班級(jí)中的位置，從而準(zhǔn)確定位，調(diào)整學(xué)習(xí)方法，提升學(xué)習(xí)動(dòng)力。教師根據(jù)學(xué)生的反饋，進(jìn)行集體備課、反思總結(jié)、持續(xù)改進(jìn)，不斷提升教學(xué)水平。

3.4 形成性評(píng)價(jià)總評(píng)

程序類知識(shí)點(diǎn)繁多且關(guān)聯(lián)度緊密，課程相對(duì)有一定難度，在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生按照以上各環(huán)節(jié)要求有條不紊實(shí)施，使學(xué)生在整個(gè)一學(xué)期都處于主動(dòng)學(xué)習(xí)狀態(tài)中，培養(yǎng)了學(xué)生長(zhǎng)期、持續(xù)學(xué)習(xí)的好習(xí)慣，完全改變了過(guò)去有些學(xué)生平時(shí)隨意學(xué)，考前突擊學(xué)的現(xiàn)狀，有效調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。這種方式的教學(xué)，基本全程在督促著學(xué)生，也很大程度減少了有些學(xué)生跟不上就中途放棄的現(xiàn)象，學(xué)期末進(jìn)行課程綜合評(píng)價(jià)，按照上表中設(shè)定的比例進(jìn)行形成性評(píng)價(jià)總評(píng)，得到該門課程的最終成績(jī)。

經(jīng)過(guò)兩年的不斷實(shí)施、修訂、再實(shí)施，通過(guò)總評(píng)成績(jī)分析，平均分和及格率比以往傳統(tǒng)教學(xué)有很大提高。且有些學(xué)生期末考試不理想，但因平時(shí)各環(huán)節(jié)非常認(rèn)真，反而總評(píng)會(huì)遠(yuǎn)高于期末成績(jī)?？傊ㄟ^(guò)設(shè)定的每個(gè)環(huán)節(jié)，不斷督促并激勵(lì)著學(xué)生學(xué)習(xí)，整個(gè)班級(jí)呈現(xiàn)出良好的學(xué)習(xí)氛圍，有效提高了學(xué)習(xí)興趣且使最終成績(jī)也更加科學(xué)、公平公正，最終達(dá)到了引領(lǐng)學(xué)生掌握知識(shí)、提升技能的目標(biāo)。

4 總結(jié)

任何的教學(xué)改革不可能一蹴而就，需要不斷改變現(xiàn)狀，打破傳統(tǒng)，不斷地嘗試、反饋、總結(jié)、分析、更新，在改革中驗(yàn)證，在實(shí)施中總結(jié)。經(jīng)過(guò)兩年的教學(xué)實(shí)踐，由傳統(tǒng)的教學(xué)模式改為現(xiàn)在的形成性評(píng)價(jià)考核模式，經(jīng)過(guò)學(xué)生反饋、總評(píng)分析、師生座談等調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。尤其在醫(yī)學(xué)院校中，計(jì)算機(jī)課程屬于非專業(yè)課程，并對(duì)大一學(xué)生開(kāi)設(shè)，大部分學(xué)生剛踏入大學(xué)校園，覺(jué)得可以適當(dāng)放松，重點(diǎn)學(xué)好專業(yè)課就可以了，通過(guò)這種方式可以很大程度提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，杜絕了考前突擊學(xué)習(xí)的不良現(xiàn)象，有效促進(jìn)和激勵(lì)了學(xué)生高效學(xué)習(xí)，也培養(yǎng)了學(xué)生持續(xù)學(xué)習(xí)的良好習(xí)慣。

當(dāng)然在教學(xué)過(guò)程中還存在一些不足的地方，在后續(xù)的教學(xué)中還需逐步增加線上課時(shí)，加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。另外課堂提問(wèn)環(huán)節(jié)需要使用雨課堂平臺(tái)完成，在課堂上對(duì)手機(jī)的管理還有待于加強(qiáng)，故形成性評(píng)價(jià)方案還需要不斷調(diào)整，經(jīng)教師團(tuán)隊(duì)討論，此環(huán)節(jié)考慮安排在授課前5分鐘或者授課結(jié)束前5分鐘完成，這樣既達(dá)到了合理利用移動(dòng)設(shè)備，發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)的特點(diǎn)，同時(shí)又避免了學(xué)生在課堂中使用手機(jī)的現(xiàn)象，優(yōu)秀、有效的學(xué)習(xí)模式還需要不斷實(shí)施、修正、完善。

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【通聯(lián)編輯：王力】