高職計(jì)算機(jī)專業(yè)課程路徑設(shè)計(jì)與實(shí)施研究
——以Python程序設(shè)計(jì)課程為例

文 林

（昭通市職業(yè)教育中心，云南 昭通 657000)

在當(dāng)今信息技術(shù)快速發(fā)展的時(shí)代，計(jì)算機(jī)專業(yè)人才的培養(yǎng)成為高職教育的重要任務(wù)之一。為了滿足產(chǎn)業(yè)對(duì)計(jì)算機(jī)人才的需求，高職計(jì)算機(jī)專業(yè)課程的設(shè)計(jì)與實(shí)施方式和教學(xué)方法亟待改革和優(yōu)化。Python程序設(shè)計(jì)作為一門重要的計(jì)算機(jī)專業(yè)課程，對(duì)學(xué)生的編程能力和實(shí)際應(yīng)用能力有著重要的影響。然而，當(dāng)前的教學(xué)模式往往過(guò)于理論化，缺乏實(shí)踐性教學(xué)和問(wèn)題導(dǎo)向?qū)W習(xí)的環(huán)節(jié)。

1 Python程序設(shè)計(jì)課程的主要內(nèi)容

1.1 Python語(yǔ)言基礎(chǔ)

Python 語(yǔ)言基礎(chǔ)主要包括Python 的基本語(yǔ)法、數(shù)據(jù)類型、運(yùn)算符、語(yǔ)句和控制流程等方面。其中，Python 的基本語(yǔ)法比較簡(jiǎn)單，符合人類語(yǔ)言的語(yǔ)法規(guī)則，初學(xué)者易于理解和掌握。Python的數(shù)據(jù)類型包括數(shù)字、字符串、列表、元組、字典、集合等，每種數(shù)據(jù)類型都有其特定的操作方法和用途。Python 的運(yùn)算符包括算術(shù)運(yùn)算符、比較運(yùn)算符、邏輯運(yùn)算符等，能夠滿足各種運(yùn)算操作的需要。Python 的語(yǔ)句和控制流程包括條件語(yǔ)句、循環(huán)語(yǔ)句等，能夠?qū)崿F(xiàn)程序的流程控制和邏輯判斷[1]，如圖1所示。

圖1 Python流程控制示意圖

1.2 函數(shù)

函數(shù)是Python編程中的重要概念，通過(guò)函數(shù)可以將一段代碼封裝成一個(gè)可重復(fù)使用的模塊，大大提高了代碼的復(fù)用性和可維護(hù)性。函數(shù)在Python 中定義比較簡(jiǎn)單，可以接受任意參數(shù)和返回值，并且支持多層嵌套和遞歸調(diào)用。Python內(nèi)置了許多常用的函數(shù)，比如數(shù)學(xué)函數(shù)、字符串函數(shù)、文件操作函數(shù)等，能夠滿足各種編程需求。

1.3 文件操作

在Python 編程中，文件操作是一項(xiàng)常見(jiàn)的操作，Python 提供了豐富的文件操作函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)文件的打開(kāi)、讀取、寫入、關(guān)閉等操作。Python中的文件操作不僅支持文本文件的操作，還支持二進(jìn)制文件的操作，能夠滿足各種不同文件的處理需求。通過(guò)使用文件操作函數(shù)，開(kāi)發(fā)者可以輕松地讀取和寫入各種文件，實(shí)現(xiàn)對(duì)文件的增刪改查等操作。

1.4 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是Python 編程中的重要概念，Python 內(nèi)置了多種常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，包括列表、元組、字典、集合等。列表是Python中最常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之一，支持添加、刪除、修改、排序等操作；元組是不可變的列表，通常用于存儲(chǔ)不可變的數(shù)據(jù)；字典是鍵值對(duì)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，通常用于存儲(chǔ)具有映射關(guān)系的數(shù)據(jù)；集合是一組無(wú)序的不重復(fù)元素，通常用于去重和集合運(yùn)算。

1.5 面向?qū)ο缶幊?/h3>

面向?qū)ο缶幊淌荘ython編程中的重要概念，是一種基于對(duì)象和類的編程方法，能夠提高程序的模塊化和復(fù)用性[2]。Python 是一種支持面向?qū)ο缶幊痰恼Z(yǔ)言，它提供了類的定義、對(duì)象的創(chuàng)建、繼承和多態(tài)等面向?qū)ο缶幊痰暮诵母拍睢ython 的面向?qū)ο缶幊讨С謫卫^承和多繼承，使得開(kāi)發(fā)者能夠靈活地實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的編程需求。通過(guò)使用面向?qū)ο缶幊蹋_(kāi)發(fā)者可以將程序分解為模塊化的對(duì)象，并且這些對(duì)象能夠相互協(xié)作，從而提高程序的可讀性和可維護(hù)性。

1.6 異常處理

Python 中的異常處理是一種重要的編程技巧，它可以幫助開(kāi)發(fā)者在程序運(yùn)行遇到異常情況時(shí)進(jìn)行處理，從而避免程序崩潰或者出現(xiàn)不可預(yù)期的結(jié)果，如圖2。通過(guò)使用try-except語(yǔ)句，程序可以在遇到異常時(shí)進(jìn)行捕獲和處理，從而使程序更加可靠。在實(shí)際編程中，異常處理是一個(gè)必不可少的技能，能夠幫助開(kāi)發(fā)者更好地編寫高質(zhì)量的Python程序。

圖2 程序異常示意圖

2 高職計(jì)算機(jī)專業(yè)Python 程序設(shè)計(jì) 課程實(shí)施課程路徑的意義

2.1 提高學(xué)生編程能力和解決問(wèn)題的能力

Python 作為一種高效可靠的編程語(yǔ)言，它的簡(jiǎn)單易學(xué)和廣泛應(yīng)用使其成為計(jì)算機(jī)專業(yè)教育中的重要組成部分。通過(guò)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，學(xué)生可以掌握Python編程語(yǔ)言的基本語(yǔ)法和特性，并學(xué)習(xí)如何運(yùn)用Python編寫程序解決實(shí)際問(wèn)題。在課程中，學(xué)生將學(xué)習(xí)如何分析問(wèn)題，設(shè)計(jì)合適的算法，并將其轉(zhuǎn)化為可執(zhí)行的Python 程序。這樣的訓(xùn)練將有助于學(xué)生培養(yǎng)清晰的思維和解決復(fù)雜問(wèn)題的能力。通過(guò)課程的實(shí)施，學(xué)生將能夠更加熟練地應(yīng)用編程技能，提高其職業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

2.2 培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和算法設(shè)計(jì)能力

Python 語(yǔ)言在算法設(shè)計(jì)方面有著獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，例如Python內(nèi)置的高級(jí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和豐富的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，能夠快速實(shí)現(xiàn)各種算法和數(shù)據(jù)處理任務(wù)。通過(guò)Python程序設(shè)計(jì)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生將有機(jī)會(huì)了解Python語(yǔ)言的這些特性，并將其運(yùn)用于實(shí)際的算法設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)處理中。

2.3 培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作和溝通能力

在實(shí)際的編程項(xiàng)目中，學(xué)生通常需要與他人合作，共同完成一個(gè)復(fù)雜的任務(wù)。這要求他們能夠有效地與團(tuán)隊(duì)成員合作、分工協(xié)作，并能夠清晰地表達(dá)自己的想法和意見(jiàn)。通過(guò)課程路徑的設(shè)計(jì)，學(xué)生將有機(jī)會(huì)參與團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目，并通過(guò)項(xiàng)目實(shí)踐來(lái)鍛煉自己的團(tuán)隊(duì)合作和溝通能力。

2.4 提供實(shí)踐機(jī)會(huì)和培養(yǎng)實(shí)際應(yīng)用能力

課程路徑應(yīng)該包括一系列的實(shí)踐項(xiàng)目，讓學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際的場(chǎng)景中。通過(guò)實(shí)踐項(xiàng)目，學(xué)生可以鍛煉自己的問(wèn)題解決能力，并將所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，掌握Python語(yǔ)言在不同領(lǐng)域的應(yīng)用，提高實(shí)際操作能力和創(chuàng)新能力。Python程序設(shè)計(jì)課程的實(shí)踐項(xiàng)目可以包括數(shù)據(jù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)、Web開(kāi)發(fā)等多種方向。

2.5 培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和持續(xù)學(xué)習(xí)能力

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，學(xué)生需要具備不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)新技術(shù)的能力。通過(guò)課程路徑的設(shè)計(jì)，學(xué)生將學(xué)習(xí)如何自主獲取新的知識(shí)和技能，如何通過(guò)閱讀文檔、查找資料和參與開(kāi)源社區(qū)等方式來(lái)不斷提升自己的能力。學(xué)生將通過(guò)課程學(xué)習(xí)如何利用Python的強(qiáng)大功能和豐富的社區(qū)資源來(lái)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。他們將學(xué)習(xí)如何使用Python 的IDE、調(diào)試器、測(cè)試工具等，來(lái)提高編程效率和代碼質(zhì)量。同時(shí)，學(xué)生還將了解如何閱讀Python的官方文檔和相關(guān)技術(shù)書(shū)籍，以及如何參與開(kāi)源社區(qū)和討論論壇，來(lái)獲取新技術(shù)和解決問(wèn)題[3]。通過(guò)課程的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，學(xué)生將逐漸形成自主學(xué)習(xí)和持續(xù)學(xué)習(xí)的習(xí)慣和能力。這將有助于他們?cè)谖磥?lái)的職業(yè)生涯中不斷適應(yīng)新技術(shù)和新挑戰(zhàn)，保持競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)現(xiàn)自身的發(fā)展和成長(zhǎng)。

3 Python程序設(shè)計(jì)課程路徑的優(yōu)化與改進(jìn)策略

3.1 增加實(shí)踐項(xiàng)目，提高學(xué)生的實(shí)際操作能力和創(chuàng)新能力

為了提高學(xué)生的實(shí)際操作能力和創(chuàng)新能力，Python 程序設(shè)計(jì)課程路徑可以增加更多的實(shí)踐項(xiàng)目。學(xué)生可以將所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到真實(shí)的場(chǎng)景中，從而加深對(duì)Python 語(yǔ)言的理解和掌握。這些實(shí)踐項(xiàng)目可以涵蓋多個(gè)領(lǐng)域，例如數(shù)據(jù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)、Web 開(kāi)發(fā)等。在數(shù)據(jù)分析項(xiàng)目中，學(xué)生可以利用Python的數(shù)據(jù)處理和分析庫(kù)，對(duì)真實(shí)的數(shù)據(jù)集進(jìn)行探索和分析，從中提取有價(jià)值的信息。機(jī)器學(xué)習(xí)項(xiàng)目可以讓學(xué)生探索和應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)算法，解決現(xiàn)實(shí)世界中的分類、回歸或聚類問(wèn)題。而Web 開(kāi)發(fā)項(xiàng)目則可以讓學(xué)生學(xué)習(xí)和實(shí)踐Python在網(wǎng)頁(yè)開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用，如使用Django或Flask 框架搭建動(dòng)態(tài)網(wǎng)站。通過(guò)這些實(shí)踐項(xiàng)目，學(xué)生將面臨真實(shí)的問(wèn)題和挑戰(zhàn)，需要運(yùn)用所學(xué)的Python知識(shí)進(jìn)行解決。在解決問(wèn)題的過(guò)程中，學(xué)生將不斷思考和創(chuàng)新，提出新的解決方案，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力和解決問(wèn)題的思維方式。

3.2 加強(qiáng)算法設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的教學(xué)，提高學(xué)生的編程能力和解決問(wèn)題的能力

Python 程序設(shè)計(jì)課程路徑可以加強(qiáng)對(duì)算法設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的教學(xué)。算法設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)科學(xué)中的核心內(nèi)容，對(duì)于編寫高效、可維護(hù)的程序至關(guān)重要。在課程中，可以深入講解和討論經(jīng)典的算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如排序算法、查找算法、樹(shù)和圖等。通過(guò)理論講解和實(shí)踐演示，學(xué)生將理解這些算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的原理、特性以及應(yīng)用場(chǎng)景。同時(shí)，可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行算法設(shè)計(jì)和優(yōu)化的實(shí)踐。通過(guò)給定的問(wèn)題，學(xué)生需要思考和設(shè)計(jì)出合適的算法，并通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)。在實(shí)踐中，學(xué)生將學(xué)會(huì)分析問(wèn)題、抽象問(wèn)題、設(shè)計(jì)算法以及評(píng)估算法的效率和正確性。通過(guò)加強(qiáng)算法設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的教學(xué)，學(xué)生的編程能力和解決問(wèn)題的能力將得到顯著提升，使他們能夠應(yīng)對(duì)更加復(fù)雜和有挑戰(zhàn)性的編程任務(wù)[4]。

3.3 加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作和溝通能力的培養(yǎng)，提高學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力

團(tuán)隊(duì)合作和溝通能力在現(xiàn)代社會(huì)中越來(lái)越重要，也是雇主們所看重的職業(yè)素養(yǎng)之一。為了培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和溝通能力，Python程序設(shè)計(jì)課程路徑可以加強(qiáng)對(duì)這方面能力的培養(yǎng)。一種方式是通過(guò)設(shè)立團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目，鼓勵(lì)學(xué)生在團(tuán)隊(duì)中合作完成任務(wù)。這些項(xiàng)目可以是復(fù)雜的、需要分工合作的編程任務(wù)。在團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目中，學(xué)生需要學(xué)會(huì)分工合作、協(xié)調(diào)溝通、共同解決問(wèn)題，從而培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力。此外，可以引入討論和分享環(huán)節(jié)，讓學(xué)生有機(jī)會(huì)在課程中分享自己的思路和解決方案，聽(tīng)取他人的意見(jiàn)和建議。這樣的活動(dòng)可以促進(jìn)學(xué)生之間的交流和思想碰撞，培養(yǎng)他們的溝通能力和表達(dá)能力。通過(guò)加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作和溝通能力的培養(yǎng)，學(xué)生將能夠更好地適應(yīng)未來(lái)工作中的團(tuán)隊(duì)環(huán)境，與他人合作解決問(wèn)題，并有效地傳遞自己的想法和觀點(diǎn)。

3.4 注重實(shí)用性的教學(xué)，提高學(xué)生的實(shí)用技能和就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力

在當(dāng)今社會(huì)，計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用范圍廣泛，學(xué)生需要具備實(shí)用技能和就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。為了提高學(xué)生的實(shí)用技能，Python程序設(shè)計(jì)課程路徑可以注重實(shí)用性的教學(xué)。在課程中，可以重點(diǎn)介紹Python的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的使用。標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)包含了豐富的功能和工具，學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)和實(shí)踐，可以掌握常用模塊的使用方法，如文件操作、網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)庫(kù)連接等，從而完成常見(jiàn)的編程任務(wù)。此外，還可以涵蓋Python的調(diào)試和測(cè)試技術(shù)。學(xué)生可以學(xué)習(xí)如何使用調(diào)試器來(lái)定位和解決程序中的錯(cuò)誤，以及如何編寫有效的測(cè)試用例來(lái)驗(yàn)證程序的正確性。另外，還可以介紹Python 的GUI 開(kāi)發(fā)技術(shù)，如使用Tkinter 或PyQt 等庫(kù)進(jìn)行圖形界面的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)。通過(guò)學(xué)習(xí)GUI開(kāi)發(fā)，學(xué)生可以掌握?qǐng)D形界面設(shè)計(jì)的基本原理和技巧。通過(guò)注重實(shí)用性的教學(xué)，學(xué)生將能夠掌握實(shí)際應(yīng)用中常用的技能，提高他們的實(shí)用技能和就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，更好地適應(yīng)職場(chǎng)的需求。

3.5 增加學(xué)生自主學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和持續(xù)學(xué)習(xí)能力

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，學(xué)生需要具備較強(qiáng)的自主學(xué)習(xí)能力和持續(xù)學(xué)習(xí)能力。為了提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，Python程序設(shè)計(jì)課程路徑可以增加學(xué)生自主學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。一種方式是鼓勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)Python的官方文檔。Python的官方文檔是全面而權(quán)威的資料，學(xué)生可以通過(guò)閱讀官方文檔深入了解Python語(yǔ)言的特性和用法，以及相關(guān)的工具和庫(kù)的使用[5]。此外，可以鼓勵(lì)學(xué)生參與Python開(kāi)源社區(qū)的活動(dòng)。學(xué)生可以貢獻(xiàn)自己的代碼、參與討論、提出問(wèn)題等，與其他開(kāi)發(fā)者互動(dòng)，拓寬自己的視野，了解最新的發(fā)展趨勢(shì)和技術(shù)應(yīng)用。通過(guò)增加學(xué)生自主學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，學(xué)生將能夠培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣和能力，不僅能夠及時(shí)跟進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，還能夠主動(dòng)探索和學(xué)習(xí)新的知識(shí)和技能。最后，還可以引導(dǎo)學(xué)生積極參加各類編程競(jìng)賽和項(xiàng)目實(shí)踐，如“ACM程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽”“Python編程挑戰(zhàn)賽”等。這樣可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和動(dòng)力，提高學(xué)生的編程能力和解決問(wèn)題的能力。同時(shí)，還可以鼓勵(lì)學(xué)生開(kāi)展自己的項(xiàng)目實(shí)踐，如開(kāi)發(fā)一個(gè)小型的軟件或者網(wǎng)站，應(yīng)用所學(xué)的Python知識(shí)和技能，實(shí)踐中學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)中實(shí)踐，不斷提高自己的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

4 結(jié)束語(yǔ)

希望本研究能夠?qū)Ω呗氂?jì)算機(jī)專業(yè)課程路徑的設(shè)計(jì)與實(shí)施提供有益的參考和借鑒，可以為相關(guān)教育機(jī)構(gòu)和教師提供一些實(shí)用的建議，從而促進(jìn)高職計(jì)算機(jī)專業(yè)教育的提升和發(fā)展。通過(guò)不斷改進(jìn)和創(chuàng)新，相信高職計(jì)算機(jī)專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量將不斷提高，為社會(huì)培養(yǎng)更多優(yōu)秀的計(jì)算機(jī)專業(yè)人才。