基于短視頻的Python 基礎(chǔ)課程資源設(shè)計與應(yīng)用研究

摘要：短視頻成為當(dāng)下傳播信息的主要途徑，在傳播知識方面有較大優(yōu)勢?；赑ython編程課程特點、教學(xué)中存在的問題以及短視頻特點，依據(jù)ADDIE模型和ARCS動機理論構(gòu)建Python基礎(chǔ)課程教學(xué)模型，通過教學(xué)應(yīng)用案例分析展示短視頻在Python基礎(chǔ)課程教學(xué)中的應(yīng)用情況，研究發(fā)現(xiàn)短視頻有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高課堂教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：短視頻；Python基礎(chǔ)；課程資源設(shè)計；ADDIE模型；ARCS動機理論

中圖分類號：G642文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2024）35-0110-04開放科學(xué)（資源服務(wù)）標識碼（OSID）：

0引言

Mob研究機構(gòu)在2023年短視頻行業(yè)研究報告中指出，短視頻的人均單日使用時長已接近3個小時，且呈持續(xù)增長態(tài)勢。短視頻市場規(guī)模近3000億，用戶規(guī)模占網(wǎng)民94.8%。其中，“00后”更愛刷短視頻，近半數(shù)人每天瀏覽滿兩小時[1]。短視頻市場的快速發(fā)展，泛知識類的內(nèi)容逐漸增加，垂直細分出生活技能、職場、教育、科普等類別的內(nèi)容，使得用戶可以針對性地關(guān)注某個領(lǐng)域。以短視頻作為載體傳播泛知識類的內(nèi)容，由于其貼近生活，呈現(xiàn)效果豐富，在傳播知識方面有著較大的優(yōu)勢[2]。本研究認為，合理利用短視頻特點，精心設(shè)計教學(xué)內(nèi)容，有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，促進知識理解，從而提升教學(xué)效果。

1Python編程特點

Python是一門解釋型高級動態(tài)編程語言，又稱“膠水語言”，具有廣泛的應(yīng)用市場?？偟膩碚f，Python具有簡單易學(xué)、面向?qū)ο?、庫豐富、可移植性強的特點[3]。

1）簡單易學(xué)。與其他編程語言相比，Python語法簡單，使用縮進表示代碼塊，易于理解，代碼可讀性強。

2）面向?qū)ο蟆ython是面向?qū)ο蟮慕忉屝透呒墑討B(tài)語言，完全支持面向?qū)ο蟮幕竟δ堋?/p>

3）豐富的庫。Python除了具有龐大的標準庫之外，還具有豐富的第三方庫可供使用，使用這些庫能夠幫助用戶處理各種事務(wù)，如數(shù)據(jù)分析、爬取數(shù)據(jù)、辦公自動化、圖像處理等[4]。

4）可移植性強。Python因其開源特性，已被移植至多個平臺，如Linux、Windows、基于Linux的An?droid等[5]。

2Python編程課程教學(xué)中存在的主要問題

Python語言簡單易懂，具有強大的第三方庫支持，對人工智能、數(shù)據(jù)分析和科學(xué)計算等技術(shù)至關(guān)重要，廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)中，其簡單易學(xué)的基本特點更適合學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)，能夠培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的問題解決能力，提升學(xué)習(xí)者的信息素養(yǎng)。國內(nèi)多數(shù)高校在通識教育計算機課程中逐漸偏向于Python語言教學(xué)，甚至納入非計算機專業(yè)本科生的課程體系中，如：武漢大學(xué)將Python課程列為部分專業(yè)的主干課程[6]。Python編程是咸陽師范學(xué)院教育技術(shù)學(xué)專業(yè)首次開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，通過首輪教學(xué)實踐發(fā)現(xiàn)，實際教學(xué)中存在學(xué)生認知不足、學(xué)生水平不齊以及學(xué)習(xí)動力不足的問題。

2.1學(xué)生認知不足

作為當(dāng)前流行的編程語言之一，Python雖然簡單易懂，但對于缺乏編程基礎(chǔ)知識的非計算機專業(yè)的學(xué)生來說，很難在思想上認識到學(xué)習(xí)編程對未來的重要性、培養(yǎng)邏輯思維的作用。此外，非計算機專業(yè)的學(xué)生對學(xué)習(xí)編程的目的和編程的應(yīng)用范圍缺乏了解，導(dǎo)致學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性不強。

2.2學(xué)生水平不齊

在實際教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，同一班級中，男生對編程思維理解能力高于女生，表現(xiàn)活躍學(xué)生接受能力強于表現(xiàn)平靜學(xué)生。而Python編程課程的主要學(xué)習(xí)時間集中于課上和上機實驗，教學(xué)模式以教師演示、學(xué)生練習(xí)、有問題再演示、再練習(xí)的模式為主，學(xué)生實踐操作具有依賴性，加上學(xué)生的水平差異，水平高的學(xué)生學(xué)習(xí)速度快，水平低的學(xué)生學(xué)習(xí)速度慢，導(dǎo)致課堂中對基礎(chǔ)知識的講解耗時過長，但學(xué)生對知識內(nèi)容記憶不深刻，最終整體的學(xué)習(xí)效果不佳。

2.3學(xué)習(xí)動力不足

傳統(tǒng)課堂注重知識傳授，學(xué)生被動接收，缺乏學(xué)習(xí)興趣，無法發(fā)揮主觀能動性。同時，受課時約束，教師無法在課程中擴展知識點，致使對學(xué)生的啟發(fā)性不強，無法提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力以及課堂參與度，最終導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)動力不足。

3短視頻在Python編程課程中應(yīng)用的可行性分析

短視頻的迅速發(fā)展促使新的學(xué)習(xí)方式走進人們的視野，它最大的特點是時間短，利用短視頻可以在短時間內(nèi)對知識點開展針對性講解，以促進學(xué)生指定知識點的理解。

3.1短視頻的定義及特點

百度百科對短視頻的定義是指在各種新媒體平臺上播放的、適合在移動狀態(tài)和短時休閑狀態(tài)下觀看的、高頻推送的視頻內(nèi)容，幾秒到幾分鐘不等[7]。這類視頻內(nèi)容可以單獨成片，也可以作為系列欄目，適合大眾開展碎片化、移動學(xué)習(xí)?；谝陨隙x，短視頻的特征具有短、小、透、碎的特點。短是指視頻時間短，一般在幾秒到幾分鐘之間；小是指主題小，但內(nèi)容聚焦，可以在短時間內(nèi)傳遞核心內(nèi)容；透指的是內(nèi)容透，短視頻傳遞的主要內(nèi)容一看就明白；碎是指碎片化，適合在碎片化時間觀看。

3.2短視頻在Python課程中應(yīng)用的可行性分析

基于前文提到的教學(xué)問題，結(jié)合短視頻特點，探討短視頻在Python編程課程中的應(yīng)用可行性及優(yōu)勢。

1）平臺較多。

當(dāng)下深受歡迎的抖音、快手、視頻號等主流社交平臺，為教學(xué)內(nèi)容的傳播提供了豐富的渠道，這些平臺能夠使得教學(xué)內(nèi)容循環(huán)使用，同時也能夠利用互聯(lián)網(wǎng)的傳播性影響除學(xué)生之外的目標受眾。

2）形象生動。

利用短視頻可以將聲音、視頻、文字、動畫及實際代碼操作融合，增強趣味性，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。例如，在課程開始為學(xué)生介紹Python這門編程語言時，以短視頻的形式呈現(xiàn)要比教師口頭語言介紹或者PPT文字呈現(xiàn)介紹更具視聽體驗，可以解決學(xué)生認知不足的問題。

3）方便靈活。

短視頻的特點決定了其受時間、空間的限制較小。因此，學(xué)生可以自由選擇時間吸收相關(guān)知識點，教師也可以用短視頻呈現(xiàn)難以用文字、圖片說明的重難點。這樣不僅可以提高課堂教學(xué)質(zhì)量，還可以加深學(xué)生的理解程度，解決學(xué)生水平不齊的問題。

4）易于理解。

短視頻時長短且內(nèi)容精煉，可將課程知識點進行拆分，每個短視頻呈現(xiàn)一個核心知識點，連續(xù)的短視頻可以歸為一個系列。這種方式符合學(xué)生的認知規(guī)律，可以增強學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，解決學(xué)生學(xué)習(xí)動力不足的問題。

4基于短視頻的Python課程教學(xué)模型構(gòu)建及案例分析

將短視頻融入教學(xué)的目的是輔助解決學(xué)生聽不懂、搞不清、學(xué)不動的問題。本研究基于ADDIE模型和ARCS動機理論構(gòu)建基于短視頻的Python基礎(chǔ)課程教學(xué)模型。ADDIE模型是Analysis（分析）、Design（設(shè)計）、Development（開發(fā)）、Implementation（實施）和Evalu?ation（評估）首字母縮寫，被廣泛應(yīng)用于課程的設(shè)計和開發(fā)[8]。ARCS是Attention（注意）、Relevance（關(guān)聯(lián)）、Confidence（信心）、Satisfaction（滿意）四個影響學(xué)生學(xué)習(xí)動機因素的首字母縮寫[9]。本研究基于以上兩個理論設(shè)計的教學(xué)模型如圖1所示。

4.1分析階段

以教育技術(shù)學(xué)專業(yè)的必修課Python編程第3章字符串為例，按照本研究構(gòu)建的教學(xué)模型，詳細闡述整個過程并進行分析。

1）學(xué)習(xí)需求分析。

本次教學(xué)對象是大三年級的學(xué)生，雖然學(xué)生在此之前學(xué)過C語言程序設(shè)計以及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)兩門課程，但通過開學(xué)初和學(xué)生交流發(fā)現(xiàn)，學(xué)生的基礎(chǔ)知識薄弱，并且受數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的影響，學(xué)生對學(xué)習(xí)編程有較強的畏難情緒，他們明確表示對編程課程不感興趣。但作為專業(yè)核心課程，Python編程不僅能夠培養(yǎng)邏輯思維能力和問題解決能力，還能夠增加就業(yè)競爭力。所以，學(xué)生期望能降低學(xué)習(xí)難度，有多樣的學(xué)習(xí)方式，可以在短時間內(nèi)掌握基礎(chǔ)知識，進而應(yīng)用于實踐。

2）學(xué)習(xí)者特征分析。

在先前知識基礎(chǔ)上，學(xué)生已經(jīng)掌握變量、數(shù)據(jù)類型的基本概念，對字符串的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)；在學(xué)習(xí)能力上，學(xué)生具備一定的自主學(xué)習(xí)能力，可以通過觀看教程完成學(xué)習(xí)任務(wù)；在學(xué)習(xí)風(fēng)格上，男生習(xí)慣于獨立思考，女生多數(shù)習(xí)慣于交流討論；此外，學(xué)生對知識的理解能力和學(xué)習(xí)速度存在一定差異，班內(nèi)男生較少，女生偏多，整體學(xué)習(xí)速度較慢。

3）教學(xué)內(nèi)容分析。

字符串的處理是編程中較為重要的內(nèi)容，它是應(yīng)用程序的用戶交互、數(shù)據(jù)的存儲和傳輸、文本處理和文件操作等功能實現(xiàn)的基礎(chǔ)。如，用戶在表單中輸入的姓名、地址、密碼等都是用字符串的形式提供的，通過處理這些字符串，程序才可以進行后一步的驗證、搜索、執(zhí)行命令等其他操作。

本章節(jié)的內(nèi)容主要包含字符串的定義、字符串的索引、字符串的切片以及字符串的常用操作方法等內(nèi)容。知識內(nèi)容難度不大，重在掌握學(xué)習(xí)方法。

4.2設(shè)計階段

1）確定教學(xué)目標。

了解字符串定義和特點;掌握創(chuàng)建字符串、訪問字符串中字符的方法;掌握字符串切片、拼接、查找等基本操作;培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力，提高分析解決問題的能力。

2）確定教學(xué)重難點。

本章內(nèi)容中字符串的“索引”概念是重點，其對字符串的切片、訪問字符串中單個字符起鋪墊作用，應(yīng)讓學(xué)生著重掌握；讓學(xué)生明白字符串的切片和一些常用方法不會對原字符串進行修改，而是會創(chuàng)建一個副本，這是難點。

3）設(shè)計教學(xué)方案。

根據(jù)前面的分析，本章節(jié)的教學(xué)內(nèi)容按照字符串的定義、字符串的特點、創(chuàng)建方法、字符串的索引、訪問字符串中單個字符、字符串的切片以及字符串的常用操作這樣的順序呈現(xiàn)。

4.3開發(fā)階段

1）搜集課程資源。

本章節(jié)的教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)主要以聲音、動畫和文字為主。其中，考慮到短視頻的趣味性，素材中的聲音主要是通過在線配音工具——TTSMAKER生成，選擇的音色偏向于卡通角色；動畫是利用Photoshop制作的Gif動畫；文字主要是在視頻編輯工具中利用注釋呈現(xiàn)。

2）撰寫制作腳本。

以字符串的索引為例，其制作腳本如表1所示。

3）短視頻制作。

本研究中的系列短視頻均利用CamtasiaStudio制作完成，這款軟件中含有豐富的效果庫、注釋元素、轉(zhuǎn)場特效、行為、動畫等，編輯視頻方便快捷。此外，制作好片頭片尾可以作為固定模板重復(fù)利用，制作好的視頻可以一鍵導(dǎo)出至本地。

4.4實施階段

在課程開始時播放短視頻，卡通感的配音和角色吸引學(xué)生的注意力；觀看結(jié)束后為學(xué)生布置系列相關(guān)任務(wù)，如編寫程序，實現(xiàn)用戶輸入一個字符串，再輸入一個小于字符串長度的整數(shù)作為索引，程序返回從用戶輸入的指定索引開始到結(jié)束的所有字符；學(xué)生在完成以上任務(wù)時，教師巡堂，并對學(xué)生遇到的問題及時提供指導(dǎo)；待學(xué)生完成任務(wù)后，邀請部分學(xué)生為班級同學(xué)講解自己的解題思路，提升學(xué)生的信心；最后，對學(xué)生提交的作業(yè)進行反饋和評價，并將好的解題思路進行展示分析，提高學(xué)生的成就感。

4.5評估階段

本研究采用學(xué)生活動記錄表作為過程性評價的依據(jù)，如表2所示。教師在課程教學(xué)中進行觀察記錄，并采用視頻錄制的方式記錄學(xué)生課堂的學(xué)習(xí)狀態(tài)。經(jīng)過分析，學(xué)生在課堂上的行為狀態(tài)由之前的沉默不語，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榉e極發(fā)言、認真討論，遇到問題能夠相互討論，共同解決，部分同學(xué)能夠融會貫通，實現(xiàn)一題多解。

總結(jié)性評價的依據(jù)是本章課后作業(yè)的完成效果。通過作業(yè)分析，同一道題，不同的學(xué)生有自己的見解，且都能達到解題目標，本章作業(yè)成績?nèi)鐖D2所示。綜合來看，班內(nèi)學(xué)生均已掌握本章的重點內(nèi)容，達到了本章的教學(xué)目標。

5總結(jié)

本研究制作的系列短視頻僅針對Python編程的基礎(chǔ)知識，已逐步發(fā)布在視頻號（光環(huán)的學(xué)習(xí)快餐）和B站（Ya_Halo）中，并將作為下一輪教學(xué)的課程資源。

經(jīng)過實踐，短視頻在Python課程中的應(yīng)用，可以幫助解決學(xué)生對抽象知識學(xué)不懂、記不清、學(xué)了忘、跟不上等系列問題，同時也可以輔助解決教師擔(dān)心講課速度快、關(guān)鍵知識和操作重復(fù)演示的問題。短視頻的融入為課堂教學(xué)增添了活力，增加了師生互動、小組合作、交流討論，轉(zhuǎn)變了學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

隨著短視頻技術(shù)的不斷發(fā)展，可以進一步探索和研究更多適用于Python基礎(chǔ)課程的短視頻教學(xué)策略，如互動式視頻、游戲化學(xué)習(xí)等，以進一步提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和效果。

參考文獻：

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【通聯(lián)編輯：王力】

基金項目：咸陽師范學(xué)院教育科學(xué)學(xué)院2023年度專項科研基金項目（編號：JKKY202303）；咸陽師范學(xué)院教育科學(xué)學(xué)院2023年度專項科研基金項目（編號：JKKY202311）