面向計(jì)算思維的“Python程序設(shè)計(jì)”線上線下混合式教學(xué)研究

摘要：文章以慕課和雨課堂為平臺(tái)從課程內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)評(píng)價(jià)3個(gè)方面進(jìn)行“Python程序設(shè)計(jì)”線上線下混合式教學(xué)改革研究。線上教學(xué)以學(xué)習(xí)通為平臺(tái)，以問題為驅(qū)動(dòng)；線下教學(xué)以面向計(jì)算思維的案例為驅(qū)動(dòng)，在課堂上借助雨課堂平臺(tái)實(shí)施多樣化的教學(xué)方法，促進(jìn)知識(shí)的內(nèi)化。面向計(jì)算思維的“Python程序設(shè)計(jì)”線上線下混合式教學(xué)能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提升學(xué)生運(yùn)用計(jì)算機(jī)分析、解決實(shí)際問題的能力，對(duì)Python語言課程教學(xué)的改革有重要的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：計(jì)算思維；慕課；雨課堂；“Python程序設(shè)計(jì)”；教學(xué)改革；教學(xué)模式

中圖分類號(hào)：G712 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

高等教育要能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)生的計(jì)算機(jī)文化素養(yǎng)、應(yīng)用能力以及創(chuàng)新實(shí)踐能力的培育和提升，滿足市場發(fā)展下的人才需求結(jié)構(gòu)［1］。計(jì)算思維的理念由此提出，它是一種問題解決導(dǎo)向的思維能力［2］。計(jì)算思維能力的培養(yǎng)是計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)的培養(yǎng)目標(biāo)，對(duì)于計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育改革具有重要意義［3］。

程序設(shè)計(jì)課程非常適合培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。Python語言是一種面向?qū)ο?、解釋型?jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言，是最適合非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)的入門編程語言［4］。高校通過開設(shè)“Python程序設(shè)計(jì)”課程，可以很好地培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用計(jì)算機(jī)分析、解決實(shí)際問題的能力。在“Python程序設(shè)計(jì)”課程中，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維是非常有益的。

1 “Python程序設(shè)計(jì)”課程特點(diǎn)及教學(xué)中存在的問題

1.1 “Python程序設(shè)計(jì)”課程特點(diǎn)

“Python程序設(shè)計(jì)”課程是通識(shí)教育基本技能中信息技術(shù)類的課程之一，是一門實(shí)踐性、技能性很強(qiáng)的課程，是理工科專業(yè)的基礎(chǔ)必修課，也是其他專業(yè)的公共選修課，同時(shí)也是全國計(jì)算機(jī)等級(jí)考試的二級(jí)科目［5］。該課程授課對(duì)象為理工科學(xué)生，包括理論學(xué)時(shí)和實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)。該課程從Python的基礎(chǔ)語法入手，重點(diǎn)介紹了流程控制語句（順序、選擇、循環(huán)）、Python的組合類型（列表、元組、集合、字典）、函數(shù)與模塊、異常處理及面向?qū)ο缶幊痰?。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠較正確而熟練地使用Python進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，應(yīng)具備信息素養(yǎng)、計(jì)算思維及綜合應(yīng)用能力，為將來應(yīng)用程序設(shè)計(jì)知識(shí)和技能解決本專業(yè)的實(shí)際問題打下基礎(chǔ)。

1.2 “Python程序設(shè)計(jì)”教學(xué)中存在的問題

_{wV7ZSzVCBJIW5QuYtN8VSdCzxaGlpU4sLT6pTSQGvIg=}教師在長期的一線教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)“Python程序設(shè)計(jì)”課程教學(xué)存在教學(xué)內(nèi)容分散而重點(diǎn)不夠突出、教學(xué)方法單一且不利于計(jì)算思維的培養(yǎng)、教學(xué)考核只關(guān)注總結(jié)性評(píng)價(jià)等問題。

（1）教學(xué)內(nèi)容分散而重點(diǎn)不夠突出。Python教學(xué)大綱包括基本數(shù)據(jù)類型、運(yùn)算符與表達(dá)式、順序結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)、選擇結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)、循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)、組合數(shù)據(jù)類型、函數(shù)和文件等內(nèi)容，教師在課堂教學(xué)中會(huì)對(duì)語法的講解太詳細(xì)，但每個(gè)章節(jié)中實(shí)際應(yīng)用案例，尤其是綜合性的重難點(diǎn)應(yīng)用案例較少，面向計(jì)算思維的案例更是罕見。

（2）教學(xué)方法單一且不利于計(jì)算思維的培養(yǎng)。我國高校程序設(shè)計(jì)課程普遍采用以教為主的授課模式，教師講授并演示，學(xué)生聆聽并模仿。教師是課堂的主體，教學(xué)方法比較單一［6］。學(xué)生被動(dòng)地接受知識(shí)，缺乏學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。該教學(xué)模式不利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

（3）教學(xué)考核只關(guān)注總結(jié)性評(píng)價(jià)。這種評(píng)價(jià)是為了解教學(xué)活動(dòng)的最終效果而進(jìn)行的評(píng)價(jià)，很少涉及對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行評(píng)價(jià)。我國高校程序設(shè)計(jì)課程大都以期末成績作為主要考核依據(jù)。該考核方式導(dǎo)致部分學(xué)生不重視學(xué)習(xí)過程，只在考前突擊學(xué)習(xí)。在該考核模式下，學(xué)生對(duì)內(nèi)容的掌握不扎實(shí)，不利于知識(shí)的長期儲(chǔ)備與靈活運(yùn)用［7］。

2 教學(xué)改革研究的意義及研究路線

慕課與雨課堂等教育技術(shù)的出現(xiàn)，推動(dòng)了高校教育教學(xué)網(wǎng)絡(luò)化、信息化、智慧化改革的發(fā)展進(jìn)程，線上線下混合式教學(xué)模式應(yīng)運(yùn)而生［8］。隨著Python語言熱潮的興起，越來越多高校的很多專業(yè)都開設(shè)“Python程序設(shè)計(jì)”，這為計(jì)算思維的培養(yǎng)提供了有利條件。因此，面向計(jì)算思維的“Python程序設(shè)計(jì)”線上線下混合式教學(xué)改革研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

為實(shí)現(xiàn)研究目標(biāo)，項(xiàng)目組制定詳盡的研究計(jì)劃和進(jìn)度計(jì)劃，項(xiàng)目組成員通過例行會(huì)議、明確分工共同完成此項(xiàng)目研究。項(xiàng)目成員通過收集資料、查閱文獻(xiàn)來研究面向計(jì)算思維的“Python程序設(shè)計(jì)”線上線下混合式教學(xué)實(shí)施，采訪教學(xué)名師，來豐富和完善此項(xiàng)研究。具體研究路線如圖1所示。

3 面向計(jì)算思維的“Python程序設(shè)計(jì)”線上線下混合式教學(xué)實(shí)施

3.1 課程內(nèi)容的創(chuàng)新及實(shí)踐

筆者對(duì)“Python程序設(shè)計(jì)”課程內(nèi)容做了部分更新，壓縮函數(shù)和文件的課時(shí)，適當(dāng)介紹面向?qū)ο缶幊碳皯?yīng)用，同時(shí)引入計(jì)算思維案例。

“Python程序設(shè)計(jì)”的計(jì)算思維案例安排，如表1所示。

綜上，筆者通過篩選重難點(diǎn)內(nèi)容，結(jié)合計(jì)算思維案例，實(shí)現(xiàn)課程內(nèi)容的創(chuàng)新與實(shí)踐。

3.2 教學(xué)模式的創(chuàng)新及實(shí)踐

課程的實(shí)施以教師為指導(dǎo)者、學(xué)生為學(xué)習(xí)主體的原則，注重培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力［9］。

線上教學(xué)以學(xué)習(xí)通慕課為平臺(tái)，以問題為驅(qū)動(dòng)，輔以測(cè)試以及小組討論，提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力；線下教學(xué)以項(xiàng)目解決和知識(shí)需求為驅(qū)動(dòng)，在課堂上借助雨課堂平臺(tái)實(shí)施多樣化的教學(xué)方法，促進(jìn)知識(shí)的內(nèi)化。

教師在教學(xué)中把課程劃分為若干相對(duì)獨(dú)立的模塊，然后基于模塊實(shí)施針對(duì)性教學(xué)，最后分模塊考核。其中，線上以超星“學(xué)習(xí)通”為平臺(tái)實(shí)施，包括課件、教案、資源庫、通知、討論、作業(yè)庫、題庫、考試庫、知識(shí)圖譜、學(xué)習(xí)統(tǒng)計(jì)等部分。圖2為“Python程序設(shè)計(jì)”線上學(xué)習(xí)階段性考試部分學(xué)生的考試情況。

線下教學(xué)借助雨課堂實(shí)施，教師可以在課堂上發(fā)布題目，發(fā)放考卷，設(shè)置考題和考卷的作答時(shí)間，及時(shí)查看學(xué)生的答題情況，實(shí)時(shí)把控學(xué)生情況。圖3為雨課堂教學(xué)實(shí)施情況。

3.3 教學(xué)評(píng)價(jià)的創(chuàng)新與實(shí)踐

傳統(tǒng)的期末考核，僅從期末成績?cè)u(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，無法衡量學(xué)生的進(jìn)步，要建立以評(píng)價(jià)學(xué)生成長進(jìn)步的發(fā)展性評(píng)價(jià)。教學(xué)評(píng)價(jià)應(yīng)重視對(duì)學(xué)生過程性考核，基于線上以及線下的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，記錄學(xué)生的表現(xiàn)、評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程。

課程融入多元評(píng)價(jià)方式，不僅評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)效果，而且重視學(xué)生的學(xué)習(xí)過程。學(xué)生可多次提交作品或參加考試直至達(dá)標(biāo)。課程成績可由平時(shí)成績、中期成績、期終成績組成。

線上、線下學(xué)習(xí)表現(xiàn)及小測(cè)驗(yàn)可作為平時(shí)成績，占總成績的20%。線上試題庫考核成績作為中期成績，可占總成績的30%。期末考核，學(xué)生參加正規(guī)的上機(jī)考試，成績可占總成績的50%。此教學(xué)評(píng)價(jià)能夠多方面評(píng)價(jià)學(xué)生的進(jìn)步和學(xué)習(xí)效果，是對(duì)傳統(tǒng)評(píng)價(jià)的改革和創(chuàng)新。

4 結(jié)語

本文通過教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)評(píng)價(jià)3個(gè)方面對(duì)“Python程序設(shè)計(jì)”課程進(jìn)行改革，在農(nóng)業(yè)水利工程、財(cái)務(wù)管理2022級(jí)等專業(yè)班級(jí)實(shí)施后，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、創(chuàng)新能力較往屆有了較大提高，表明課程改革頗具成效。

參考文獻(xiàn)

［1］吳爽，趙雋.計(jì)算思維與大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育改革實(shí)踐分析［J］.軟件，2020（4）：289-292.

［2］高宏鈺，于開蓮，蔣云宵，等.無屏幕編程教育活動(dòng)對(duì)學(xué)前兒童計(jì)算思維和創(chuàng)造性思維的影響研究［J］.電化教育研究，2024（4）：96-103.

［3］陳國榮.計(jì)算思維下的大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育改革［J］.才智，2016（11）：171.

［4］周旭.基于OBE理念的“Python程序設(shè)計(jì)”教學(xué)改革研究［J］.教育現(xiàn)代化，2020（33）：44-47.

［5］計(jì)麗娟，唐琳，崔容容.混合教學(xué)模式下“Python程序設(shè)計(jì)”教學(xué)改革研究與實(shí)踐［J］.赤峰學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2021（2）：98-101.

［6］宋妍芳.Python教學(xué)培養(yǎng)計(jì)算機(jī)人才的思維能力的策略研究［J］.電腦知識(shí)與技術(shù)，2021（11）：126-127，130.

［7］李向群，許新征，高娟.混合教學(xué)模式下“Python程序設(shè)計(jì)”教學(xué)改革探索［J］.軟件導(dǎo)刊，2022（7）：45-48.

［8］李慧，施珺，陳艷艷，等.線上線下混合式一流課程建設(shè)的探索與實(shí)踐［J］.計(jì)算機(jī)教育，2021（7）：183-187.

［9］高賢強(qiáng)，王彥群.基于慕課和雨課堂的“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”線上線下混合式教學(xué)研究［J］.無線互聯(lián)科技，2023（17）：122-125.

（編輯 王永超）

Research on hybrid online and offline teaching of “Python Programming Design” for computational thinking

WANG Yanqun， ZHANG Zhu*， XIE Qu， GAO Xianqiang

（Tarim University， Alaer 843300， China）

Abstract： The author conducted research on the blended online and offline teaching reform of “Python Programming Design” from three aspects： course conteDQlwSS2f25wp4KZ1nHJ3fZJ5L6XReri9WZZ7VzdWaWU=nt， teaching mode and teaching evaluation， using MOOC and Rain Classroom as platforms. Online teaching is based on the platform of Xuexitong and driven by problems. Offline teaching is driven by case studies oriented towards computational thinking， and utilizes the Rain Classroom platform to implement diverse teaching methods in the classroom， promoting the internalization of knowledge. The blended online and offline teaching of “Python Programming Design” for computational thinking can stimulate students’ interest in learning， enhance their ability to use computer analysis and solve practical problems， which has important guiding significance for the reform of Python language teaching.

Key words： computational thinking; MOOC; rain classroom; “Python Programming Design”; teaching reform; teaching model