Python程序設計課程教學方法改革實踐探究

侯曉志

摘要：Python作為一門簡潔、易讀且廣泛應用的編程語言，在各個領域中都有著舉足輕重的地位。傳統(tǒng)的Python程序設計課程往往側重知識的灌輸，學生多以被動的方式接受知識，缺乏實踐與創(chuàng)新的機會。因此，對Python程序設計課程進行教學方法改革勢在必行。在文章中，針對Python程序設計采用“理論+實例+階段案例+綜合案例+小組實踐+指導評價”的六步法模式的課程教學方法。這種教學方法改革結合了理論知識的講解、實際案例的演示和小組綜合項目的實踐，從而提供了一個全面的學習框架，達到了培養(yǎng)學生的實際問題解決能力、團隊協(xié)作精神和創(chuàng)新思維的目的。

關鍵詞：Python程序設計；教學方法改革；“六步法”教學模式

中圖分類號：G642? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2024）09-0129-03

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

隨著云時代的到來，Python語言的受歡迎程度日益增長，成為程序開發(fā)人員的首選。其引人喜愛的原因不僅在于其簡單易學，還在于其擁有豐富的第三方程序庫和完善的管理工具。特別是在軟件質量控制、開發(fā)效率、可移植性和組件集成等方面，Python都處于領先地位。如今，Python作為一種通用語言已經(jīng)深入程序開發(fā)的各個領域，并且越來越多的人選擇學習和使用它。在高校大數(shù)據(jù)相關專業(yè)中，Python更是被視為重要課程之一[1]。

1 Python程序設計課程特點

1.1 總體特點

多學科交叉與融合：Python程序設計課程不僅關注計算機科學，還與其他學科進行交叉與融合。Python編程語言作為一門通用且易于上手的語言，被廣泛應用于數(shù)據(jù)分析、人工智能、自然語言處理等領域。因此，在教學中引入相關的學科知識，如數(shù)學、數(shù)據(jù)科學、機器學習等，以幫助學生全面理解Python編程的應用場景和解決實際問題的能力。

理論與實踐相結合：Python程序設計注重將理論知識與實踐相結合，學生不僅需要理解Python編程語言的基本概念和語法規(guī)則，還需要通過項目實踐等實際操作來鞏固和應用所學知識。這種理論與實踐相結合的教學方法可以幫助學生更好地理解和掌握編程技能，并培養(yǎng)他們解決實際問題的能力。

授課對象的多元化：Python程序設計課程不僅面向計算機相關專業(yè)的學生，也向其他專業(yè)的學生開放。這意味著課程設計需要考慮到不同背景和需求的學生，通過編程能力的培養(yǎng)和實際案例的引入，使各類學生都能夠從中受益。

1.2 具體特點

實踐導向：Python程序設計注重實踐，通過案例和項目實踐來幫助學生將理論知識應用到實際編程中。學生將通過動手實踐，深入理解Python編程語言和技術，掌握編程能力和實踐技巧。

漸進式學習：課程采用漸進式學習的教學方法，從簡單到復雜、逐步提高難度。學生將按照階段性的案例和任務，逐步掌握Python編程的基礎知識和應用技能，從而建立起扎實的編程基礎。

強調(diào)問題解決和創(chuàng)新能力：Python程序設計課程注重培養(yǎng)學生的問題解決和創(chuàng)新能力。通過解決各種案例和實踐項目，學生將鍛煉自己的思維能力和解決問題的能力，培養(yǎng)創(chuàng)新思維和創(chuàng)造力。

團隊合作與溝通：課程鼓勵學生進行小組項目實踐，培養(yǎng)學生團隊合作和溝通能力，為將來從事協(xié)同開發(fā)和項目管理等工作做好準備。

2 課程教學存在問題與教學方法改革

2.1 課程教學存在的問題

目前，大數(shù)據(jù)技術相關專業(yè)的高校教學體系配置過多地偏向理論教學，而缺乏實際的編程實踐環(huán)節(jié)，這導致學生難以將所學的概念應用到實際問題中，限制了他們實踐能力的發(fā)展，學生很難把理論轉化為實踐應用技能。其次，在教學中，缺乏足夠具有代表性的項目案例，無法真實地模擬學生將來可能面臨的實際場景，這樣會限制學生綜合能力的培養(yǎng)。再次，在班級中，學生的編程基礎和技術水平參差不齊，這對教師來說是一個挑戰(zhàn)，教師需要在教學中平衡不同學生的需求，確保每個學生都能夠得到適當?shù)膶W習支持和挑戰(zhàn)。最后，Python編程領域的技術不斷發(fā)展和更新，相關工具和庫的版本也在不斷變化，課程內(nèi)容需要及時更新和迭代，以保持與行業(yè)最新發(fā)展的同步。因此，尋找和管理適合的教學資源，如教材、教案、實驗環(huán)境等，需要花費教師較多的時間和精力；確保教學資源的質量和有效性也是一個挑戰(zhàn)[2]。綜上所述，存在的問題與挑戰(zhàn)需要教師不斷思考和探索相應的解決方案，以提高Python程序設計課程的教學質量和學習效果。

2.2 課程教學方法改革

近年來，許多高校教師對Python程序設計課程進行了多方面的教學方法改革。例如，劉素霞等將課程進行模塊化設計，以高校學生信息管理系統(tǒng)為主線，貫穿所有章節(jié)知識點，通過理論與實踐的結合，并將思政元素融入課程教學中，達到教學方法改革和思政育人成效[3]。冀全朋等對Python程序設計的教學方式、實驗項目、考核評價進行教學方法改革，將課程內(nèi)容劃分為“基礎類”“進階類”“開發(fā)類”三種類型的實驗項目，課堂教學取得了較好的效果[4]。余波等提出反向設計課程教學內(nèi)容，構建課程思政素材庫，依托網(wǎng)絡資源平臺建設課程資源，采用混合式教學方法開展課程教學方法改革[5]。楊榮嶺分別從基礎知識講授和第三方庫兩方面進行案例教學，一方面使學生掌握基本的理論和編程技巧，另一方面培養(yǎng)學生自主學習及參與項目的能力[6]。

綜上所述，Python程序設計教學方法改革的最終目的是提高學生的編程能力和解決實際問題的能力。通過改革希望能夠培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和團隊合作精神等，使他們能夠靈活運用Python語言進行軟件開發(fā)、數(shù)據(jù)分析、人工智能等方面的工作。最終，培養(yǎng)出具備終身學習能力和適應未來社會發(fā)展需求的高素質人才。

3 “六步法”模式的課程教學方法

為培養(yǎng)學生的編程能力、邏輯思維、創(chuàng)新意識和創(chuàng)造力、團隊合作和溝通能力，在Python程序設計課堂教學中，采用“理論+實例+階段案例+綜合案例+小組實踐+指導評價”的“六步法”模式的課程教學方法，這種教學方法改革結合了理論知識的講解、實際案例的演示和小組綜合項目的實踐，從而提供了一個全面的學習框架。

1） 理論部分：Python程序設計每一章的教學，首先會介紹Python編程語言的基本概念和語法。通過理論知識的學習，學生能夠掌握Python編程的基本原理和核心概念，為后續(xù)的實踐奠定堅實的基礎。

2） 實例部分：在理論知識的講解之后，結合教材會通過一系列的實例來展示Python編程的應用。這些實例涵蓋了各個領域的問題，如文本處理、數(shù)據(jù)分析、圖形繪制等。通過實際的案例演示，學生可以更加直觀地了解如何使用Python解決實際問題，同時也可以加深對理論知識的理解。

3） 階段案例：在學習了基本的理論知識和實例之后，教材會引入一系列的階段案例。這些案例通常以一個完整的項目為背景，通過分階段的任務來幫助學生梳理思路、鞏固知識并鍛煉實際編程能力。同時，每個階段案例都會對應一定的指導和提示，學生可以逐步完成項目的各個部分，并通過實踐繼續(xù)加深對所學知識的理解。

4） 綜合案例：教材會提供一到多個綜合案例，這些案例需要學生綜合運用前面所學的知識來解決一些復雜的問題。綜合案例常常涉及多個領域的知識，需要學生進行綜合思考和創(chuàng)新設計。通過完成綜合案例，學生可以更好地掌握Python編程的綜合應用能力。

5） 小組實踐：教師利用線上和線下資源，提前準備不同的典型實踐項目，學生分成若干小組進行項目實踐，合作解決一個實際問題。通過小組實踐，學生進一步鍛煉團隊合作意識和溝通能力。

6） 指導評價：教師在小組實踐過程中隨時提供指導和評價，幫助學生糾正錯誤、優(yōu)化代碼，并提供反饋和建議。以此幫助學生及時發(fā)現(xiàn)和解決問題，提高學習效果和編程能力。

本文以Python程序流程控制章節(jié)為例，講述了“六步法”模式的課程教學方法（見圖1） 。通過理論授課，學生需要掌握Python編程語言的基本概念和語法，建立扎實的理論基礎。實例讓學生能夠動手實踐，加深對Python編程的理解和應用能力。隨后的階段案例和綜合案例要求學生面對具體的問題進行分析和解決，培養(yǎng)他們解決問題的能力和邏輯思維能力。小組實踐促進學生之間的合作和溝通，培養(yǎng)團隊合作意識。指導評價環(huán)節(jié)教師提供及時的指導與反饋，幫助學生不斷改進和提高。

Python程序設計課程采用“理論+實例+階段案例+綜合案例+小組實踐+指導評價”的“六步法”模式的教學方法改革實踐具有以下優(yōu)點：

1） 該教學方法改革以漸進的方式引導學生學習和實踐，從簡單到復雜，逐步提升難度。學生可以在具體案例中逐步理解和應用所學的理論知識，漸進地鞏固和擴展技能。

2） 通過理論知識的學習和實際案例的應用，學生可以將抽象的概念和理論轉化為實際的解決方案。這種理論與實踐的結合能夠更好地幫助學生理解和鞏固所學知識，培養(yǎng)實際應用能力。

3） 每個階段案例和綜合案例都涉及具體的問題和需求，學生需要通過分析、設計和實現(xiàn)來解決這些問題。這種問題驅動的學習方式能夠激發(fā)學生的學習興趣和動力，培養(yǎng)他們解決問題的能力和創(chuàng)新思維。

4） 通過綜合案例，學生需要綜合運用所學的知識和技能，解決復雜的問題和項目。這種綜合能力培養(yǎng)能夠幫助學生將零散的知識和技術整合起來，提升綜合應用能力。

5） 通過小組實踐，學生需要與他人合作解決問題，培養(yǎng)團隊合作和溝通能力。這種合作與溝通的過程主要培養(yǎng)學生的協(xié)作精神和團隊意識，為將來的工作需求做好準備。

4 結束語

通過“六步法”模式的教學方法改革實踐，為課程教學注入了新的活力和效果，培養(yǎng)了學生的編程技能、解決問題能力和團隊合作精神。這一教學模式將不斷為學生提供更好的學習體驗和更充實的編程技能，為學生未來的學習和職業(yè)發(fā)展奠定堅實的基礎。

參考文獻：

[1] 張治斌，張良均.Python編程基礎[M].2版.北京：人民郵電出版社，2021.

[2] 鄭麗萍.“三教改革”背景下高職Python程序設計課程教學方法改革的探索與實踐[J].中國新通信，2023，25（10）：140-142.

[3] 劉素霞，陳佛連.項目式教學在高職Python程序設計課程教學改革的應用探索[J].電腦知識與技術，2023，19（16）：145-148.

[4] 冀全朋，嚴海升.Python程序設計課程教學改革與實踐——基于項目教學模式[J].西南師范大學學報（自然科學版），2021，46（11）：90-95.

[5] 余波，羅莉霞，易晨暉.新工科建設背景下Python程序設計課程教學改革與實踐[J].計算機教育，2021（11）：80-84.

[6] 楊榮領.《Python語言程序設計基礎》課程教學改革實踐[J].高教學刊，2019（3）：135-137.

【通聯(lián)編輯：謝媛媛】