基于Python 高級語言程序設(shè)計(jì)的“金課”建設(shè)分析

吳 秋,胡 偉

(皖西學(xué)院 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院,安徽 六安 237012)

0 引言

2018 年6 月,教育部召開了新時代中國高等學(xué)校本科教育工作會議,并印發(fā)了《關(guān)于狠抓新時代全國高等學(xué)校本科教育工作會議精神落實(shí)的通知》,提出了“金課”概念,“金課”即增加課程難度和深度,讓學(xué)業(yè)具有一定挑戰(zhàn),確保大學(xué)教學(xué)質(zhì)量的課程。 當(dāng)前,高等學(xué)校教育工作的關(guān)鍵之一是如何將“水課”轉(zhuǎn)變?yōu)楦挥猩疃群碗y度的“金課”,特別是對于高校的計(jì)算機(jī)程序語言設(shè)計(jì)類課程,應(yīng)該以打造“金課”為目標(biāo)。 為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),學(xué)校需要進(jìn)行課程教學(xué)模式改革,結(jié)合學(xué)生實(shí)際情況,探索有效的教學(xué)模式,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,設(shè)計(jì)適合的教學(xué)案例,打造特色通識課程體系。 Python 語言由于具有簡潔、易學(xué)、易用的特點(diǎn),故在數(shù)據(jù)分析和可視化、機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能、網(wǎng)絡(luò)爬蟲、網(wǎng)絡(luò)編程和自動化等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。 因此,國內(nèi)高校紛紛開展了基于Python 高級語言程序設(shè)計(jì)的教學(xué)。 由于各高校的情況不同,各高校在開展Python 高級語言程序設(shè)計(jì)的教學(xué)中的側(cè)重點(diǎn)也有所不同,有的高校側(cè)重實(shí)踐性,開展實(shí)踐項(xiàng)目以增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)際操作能力,另外一部分高校則注重理論性,強(qiáng)調(diào)課程的學(xué)術(shù)性,以提高學(xué)生的學(xué)術(shù)水平。雖然這兩類高校在教學(xué)中都取得了較好的教學(xué)效果,但與實(shí)現(xiàn)學(xué)生高階性的學(xué)習(xí)還有一定的距離。 因此,對于基于Python 高級語言程序設(shè)計(jì)的“金課”建設(shè)的分析具有一定的現(xiàn)實(shí)意義和緊迫性。

1 當(dāng)前Python 課程教學(xué)現(xiàn)狀

首先,Python 高級語言程序設(shè)計(jì)課程沒有以學(xué)生為主體。 就當(dāng)前Python 課程教學(xué)的情況來看,多數(shù)教師依然運(yùn)用傳統(tǒng)的教學(xué)方法,沒有以學(xué)生為主體,課程講授方式單一,學(xué)生處于被動學(xué)習(xí)狀態(tài),難以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情和積極性,不利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)。 其次,部分教師在Python 課程教學(xué)中,沒有融入現(xiàn)代的教學(xué)技術(shù)和手段,沒有取得良好的教學(xué)效果。 然后,課程考核方式比較單一,教師對學(xué)生沒有全過程評價手段。 現(xiàn)有考核體系是將Python 課程考核分為平時考核和期末考核兩個部分,其中平時考核主要考核的是學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)和完成作業(yè)的情況,期末考核通過考試完成。 教師在平時考核評分中,多數(shù)是以日常出勤率和提問等少數(shù)指標(biāo)進(jìn)行考核,無法對學(xué)生實(shí)現(xiàn)全過程及全面的考核,激勵效果不明顯;最后,教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際脫節(jié),尤其是課程教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生專業(yè)較難融合,從而導(dǎo)致課程無法融入學(xué)生的課程培養(yǎng)體系。

2 Python 高級語言程序設(shè)計(jì)課程現(xiàn)狀分析

Python 是一種解釋型語言,它具有較高的程序執(zhí)行效率。 Python 作為一門面向?qū)ο蟮木幊陶Z言,在人工智能應(yīng)用領(lǐng)域和深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域都具有重要意義。學(xué)校在開設(shè)VFP 程序語言的基礎(chǔ)上逐漸引入了C 語言課程,雖然這可以培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力,但還不夠。 因此,推動Python 高級語言程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)改革并建設(shè)高質(zhì)量的“金課”,具有現(xiàn)實(shí)意義。

2.1 Python 高級語言程序設(shè)計(jì)課程的課程目標(biāo)

教師應(yīng)調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)課程的積極性,讓學(xué)生對這門課程學(xué)習(xí)產(chǎn)生動力,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情,構(gòu)建適合學(xué)生的教學(xué)模式。 學(xué)生通過Python 程序設(shè)計(jì)語言課程的學(xué)習(xí),開拓思維,增強(qiáng)創(chuàng)新意識,加深對Python 生態(tài)系統(tǒng)的理解,提高運(yùn)用第三方庫解決實(shí)際問題的能力。 教師要實(shí)現(xiàn)從課程建設(shè)到“金課”建設(shè)的轉(zhuǎn)變,全面提高教學(xué)的質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)全面育人的目標(biāo)[1]。

2.2 Python 高級語言程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)內(nèi)容

Python 高級語言程序設(shè)計(jì)的“金課”建設(shè)要結(jié)合計(jì)算機(jī)發(fā)展的最新動態(tài)。 為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),教師在講解課程理論知識的同時,需要適當(dāng)?shù)卦黾右恍┯?jì)算機(jī)發(fā)展的新知識,并組織學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí),特別是關(guān)于大數(shù)據(jù)挖掘和人工智能的知識。 另外,教師可以在互聯(lián)網(wǎng)上為學(xué)生尋找計(jì)算機(jī)應(yīng)用的具體案例,并通過多媒體形式向?qū)W生展示。 這樣可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神,并激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,以便更好地培養(yǎng)計(jì)算思維。

2.3 Python 高級語言程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)方法

第一,設(shè)計(jì)理論課程教學(xué)案例的目的是讓學(xué)生了解本專業(yè)中計(jì)算機(jī)編程技術(shù)的應(yīng)用場景,特別是大數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)爬蟲和人工智能等技術(shù)。 在具體的教學(xué)過程中,教師需要引入實(shí)驗(yàn)案例,并結(jié)合國家計(jì)算機(jī)等級考試的要求,讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)際操作。 通過這樣的實(shí)踐,可以鍛煉學(xué)生的編程能力,培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維,提高他們的綜合能力。

第二,教師通過使用各種教學(xué)工具,特別是雨課堂等智慧課堂工具,對學(xué)生進(jìn)行分階段的測試,全面評估他們學(xué)習(xí)效果。 這樣做不僅可以吸引學(xué)生的注意力,還能激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情,并促進(jìn)學(xué)生開展自主學(xué)習(xí)。 智慧課堂教學(xué)工具的引入,還能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神,提高他們的計(jì)算機(jī)思維能力[2]。

2.4 Python 語言課程改革方案

為實(shí)現(xiàn)“Python 語言程序設(shè)計(jì)”線上線下混合式課程建設(shè),將這一建設(shè)分為課程內(nèi)容、混合模式以及課程平臺3 個部分。

首先,在Python 語言課程教學(xué)過程中,教師應(yīng)按單元進(jìn)行教學(xué)任務(wù)設(shè)計(jì),并明確教學(xué)單元目標(biāo)。 教學(xué)單元設(shè)計(jì)中應(yīng)包含程序設(shè)計(jì)新要素,這些新要素可以擴(kuò)大學(xué)生知識面,提升教學(xué)層次。 教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生掌握知識的程度和實(shí)際情況,制定方案對學(xué)生進(jìn)行訓(xùn)練,以優(yōu)化整個教學(xué)。 其中,Turtle 創(chuàng)意繪畫、關(guān)鍵字提取、主題提取和網(wǎng)絡(luò)爬蟲進(jìn)階可作為教學(xué)課程內(nèi)容的主要單元。

然后,通過實(shí)施線上線下混合教學(xué)模式來進(jìn)行單元內(nèi)容教學(xué)。 階段一:教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容引出問題,傳授相應(yīng)知識并布置作業(yè),將其發(fā)布在在線平臺上。階段二:教師根據(jù)學(xué)生專業(yè)特點(diǎn),通過豐富平臺功能,學(xué)生可實(shí)現(xiàn)自學(xué)、創(chuàng)意、設(shè)計(jì)和編程等。 階段三:教師在線上組織學(xué)生進(jìn)行討論,展示作品并接受教師評價和提問,學(xué)生做筆記。 階段四:教師總結(jié)本次教學(xué)效果,提供相應(yīng)反饋[3]。

最后,選擇Python 教學(xué)平臺實(shí)現(xiàn)混合式教學(xué)。教師可以利用各種開放平臺,例如:雨課堂平臺和MOOC 平臺開展混合式教學(xué)。 但考慮到“Python 語言程序設(shè)計(jì)”是一門實(shí)踐性要求非常高的課程,又需要進(jìn)行混合式教學(xué),所以還需要一個能支持線上實(shí)驗(yàn)的實(shí)訓(xùn)平臺,例如:北京理工大學(xué)合作開發(fā)的Python123實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺。 國內(nèi)相關(guān)實(shí)訓(xùn)平臺較少。

2.5 注重跨學(xué)科的應(yīng)用

各高校教務(wù)部門應(yīng)調(diào)查研究各個專業(yè)對程序語言設(shè)計(jì)課程教學(xué)需求,組織召開計(jì)算機(jī)公共課教師與專業(yè)課教師課程需求交流會。 這樣可以更好地了解各學(xué)科對計(jì)算機(jī)知識的需求,以便設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容。 教師既可以針對不同類型的專業(yè)增加計(jì)算機(jī)相關(guān)知識,也可以根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)設(shè)計(jì)相應(yīng)的例題。 教師既可以講解計(jì)算機(jī)知識,也可以講解專業(yè)知識例題,并將二者有機(jī)結(jié)合,讓學(xué)生明白在解決專業(yè)問題時,所學(xué)的計(jì)算機(jī)知識的作用。 二者的結(jié)合將激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和促進(jìn)學(xué)生的創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[4]。

此外,隨著新技術(shù)的出現(xiàn),傳統(tǒng)學(xué)科融合的加深,各學(xué)科需要跨學(xué)科應(yīng)對不同的挑戰(zhàn),包括信息、數(shù)據(jù)、資源、代碼、文獻(xiàn)和設(shè)備的獲取與共享。 開放科學(xué)的理念應(yīng)運(yùn)而生,它以自由、開放、合作和共享為主要特征。 開放科學(xué)的實(shí)踐使科學(xué)研究更加透明和高效。而計(jì)算機(jī)語言課程又是最容易融合其他學(xué)科的課程,因此應(yīng)進(jìn)一步開展跨學(xué)科應(yīng)用。

3 Python 高級語言程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)中存在的主要問題

雖然Python 高級語言程序設(shè)計(jì)課程在很多高校已開設(shè)多年,但在實(shí)際教學(xué)中依然存在如下3 個方面的問題。

3.1 案例教學(xué)設(shè)計(jì)不合理

在Python 高級語言程序設(shè)計(jì)課程中,缺乏實(shí)際應(yīng)用案例的教學(xué)會導(dǎo)致學(xué)生難以理解抽象的概念和語法,并且造成學(xué)習(xí)的興趣和動力不足。 Python 作為一種高級編程語言,初學(xué)者可能難以理解其中的抽象概念和語法。 如果沒有實(shí)際應(yīng)用案例,那么學(xué)生難以將理論知識與實(shí)際應(yīng)用場景結(jié)合起來,也無法充分體會編程的實(shí)際效果和意義,從而導(dǎo)致學(xué)習(xí)興趣和動力不足。

3.2 缺乏特色通識課程體系

Python 高級語言程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)缺乏具有特色的通識課程體系,缺乏拓展性的課程資源,不能很好地提高學(xué)生的綜合應(yīng)用能力,限制了學(xué)生的發(fā)展。Python 語言設(shè)計(jì)課程作為專業(yè)基礎(chǔ)課程,缺乏與其他學(xué)科的融合,缺乏對學(xué)生綜合能力提升的關(guān)注,限制了學(xué)生的發(fā)展。 為滿足現(xiàn)有教學(xué)需求,各高校需要建立一套適應(yīng)不同大類專業(yè)的通識課程體系,以提高學(xué)生綜合能力,促進(jìn)學(xué)科融合,進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展。

3.3 課堂教學(xué)效果受限

Python 高級語言程序設(shè)計(jì)課程課堂教學(xué)效果受限,無法很好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和主動性,同時學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力也存在一定的不足。 在Python高級語言程序設(shè)計(jì)課程中,課堂教學(xué)過程相對枯燥,缺乏互動性和趣味性,這導(dǎo)致學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)興趣和動力不夠高。 另外,傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式也無法很好地滿足學(xué)生的需求,需要探索更適應(yīng)現(xiàn)代學(xué)生學(xué)習(xí)方式的教學(xué)模式。 學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和自我驅(qū)動力也需要提升,因?yàn)檫@些因素對課堂教學(xué)的效果產(chǎn)生重要影響。 因此,教師需要尋找新的教學(xué)方法和策略,以營造更積極和有趣的學(xué)習(xí)環(huán)境,培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力,激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣和主動性。

4 Python 語言程序設(shè)計(jì)“金課”建設(shè)的措施

為更好地培養(yǎng)學(xué)生,明確培養(yǎng)目標(biāo),教師不僅要傳授學(xué)生相關(guān)的知識,還應(yīng)不斷提升學(xué)生知識素養(yǎng),促進(jìn)學(xué)生協(xié)調(diào)發(fā)展。

4.1 設(shè)計(jì)合理的教學(xué)案例

在Python 高級語言程序設(shè)計(jì)課程中,學(xué)生很難理解這門抽象的語言,也很少接觸到Python 在各個領(lǐng)域中的應(yīng)用案例,尤其是在新文科和新工科領(lǐng)域。因此,在教學(xué)過程中,教師可以利用網(wǎng)絡(luò)為學(xué)生尋找相關(guān)的案例,以引起學(xué)生的重視,并幫助他們更好地理解Python 語言,擴(kuò)大他們的知識面,拓寬他們的視野。 例如:教師在給經(jīng)濟(jì)管理類專業(yè)學(xué)生授課時,可以設(shè)計(jì)個人所得稅計(jì)算、邊際成本函數(shù)計(jì)算和無差異曲線與效用函數(shù)等講解案例,以加深學(xué)生對課程的理解和認(rèn)識[5]。

4.2 打造具有特色的通識課程體系

就當(dāng)前的情況來看,高等院校有必要融合課程資源,建立具有特色的通識課程體系,以創(chuàng)新性為核心目標(biāo),逐步構(gòu)建適應(yīng)各專業(yè)學(xué)生的公共基礎(chǔ)課程。 此外,教師還需要建設(shè)拓展性的課程資源,以提高學(xué)生的綜合能力,促進(jìn)他們的全面發(fā)展[6]。 各高校應(yīng)通過教學(xué)平臺,整合專業(yè)優(yōu)勢資源,并擴(kuò)展學(xué)科知識面,讓學(xué)生清楚地了解計(jì)算機(jī)程序語言在其他領(lǐng)域的具體應(yīng)用。

4.3 充分利用智慧課堂手段加強(qiáng)課堂教學(xué)效果

“雨課堂”是一種混合式智慧教學(xué)工具,通過SPOC+ “雨課堂”+線上實(shí)訓(xùn)平臺,教師可以實(shí)施線上線下混合式教學(xué)。 這種教學(xué)方式能讓學(xué)生意識到整個學(xué)習(xí)過程的重要性,避免僅為了應(yīng)付期末考試而突擊學(xué)習(xí)的現(xiàn)象,并持續(xù)提高學(xué)習(xí)水平以取得良好效果[7]。 教學(xué)具體過程分為課前、課中和課后3 個部分:課前,教師準(zhǔn)備預(yù)習(xí)資料,并通過“雨課堂”下發(fā)給學(xué)生,在線下課程前期抽出時間進(jìn)行學(xué)生學(xué)習(xí)情況測試,并根據(jù)測試結(jié)果調(diào)整教學(xué)進(jìn)度;課中,教師進(jìn)行考勤并向?qū)W生提問,師生之間互動并加強(qiáng)溝通交流,提升學(xué)生的學(xué)習(xí)參與度;課后,教師根據(jù)學(xué)生對知識掌握程度和學(xué)習(xí)情況,尋找新資料,補(bǔ)充重要知識內(nèi)容,以拓寬學(xué)生的知識面。 教師通過不定期的考核測試學(xué)生對知識的掌握情況,并根據(jù)具體結(jié)果完善教學(xué)設(shè)計(jì),確保有效開展教學(xué),使其成為一個能夠不斷改進(jìn)的閉環(huán)[8]。

5 結(jié)語

總之,教師應(yīng)明確當(dāng)前Python 高級語言程序設(shè)計(jì)課程存在的不足,并采取有效措施解決問題。 高校為確保Python 語言程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)質(zhì)量,應(yīng)注重“金課”建設(shè)。 同時,各高校也應(yīng)積極推動教學(xué)改革,并推進(jìn)學(xué)科知識融合,促進(jìn)學(xué)生實(shí)踐能力的提高,提升學(xué)生自主性學(xué)習(xí)的動力,為學(xué)生提供更優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源。