教師企業(yè)實(shí)踐成果在Python程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

0 引言

在信息技術(shù)日新月異的時代背景下，中職計(jì)算機(jī)專業(yè)教育承擔(dān)著培養(yǎng)適應(yīng)市場需求、具備基本職業(yè)技能的技術(shù)技能型人才的重要任務(wù)。為了提升教學(xué)質(zhì)量，教師企業(yè)實(shí)踐的重要性日益受到重視。2021年中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)的《關(guān)于推動現(xiàn)代職業(yè)教育高質(zhì)量發(fā)展的意見》明確提出，要完善產(chǎn)教融合辦學(xué)體制，支持高水平學(xué)校和大中型企業(yè)共建雙師型教師培養(yǎng)培訓(xùn)基地，落實(shí)教師定期到企業(yè)實(shí)踐的規(guī)定，支持企業(yè)技術(shù)骨干到學(xué)校從教，推進(jìn)固定崗與流動崗相結(jié)合、校企互聘兼職的教師隊(duì)伍建設(shè)改革[1]。此外，教育部等九部門發(fā)布的《職業(yè)教育提質(zhì)培優(yōu)行動計(jì)劃（2020—2023年）》也鼓勵教師團(tuán)隊(duì)對接職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和工作過程，探索分工協(xié)作的模塊化教學(xué)組織方式[2]。

然而，在實(shí)際教學(xué)過程中，盡管教師企業(yè)實(shí)踐已成為共識，但如何將實(shí)踐成果有效融入課程設(shè)計(jì)，創(chuàng)新教學(xué)方法，仍是一個亟待解決的問題。

1Python程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)困境剖析

在擔(dān)任中職計(jì)算機(jī)專業(yè)Python程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的教學(xué)過程中，筆者深入觀察并分析了當(dāng)前教學(xué)中存在的諸多困境，這些困境不僅限制了學(xué)生編程能力的提升，也對教學(xué)質(zhì)量產(chǎn)生了不良影響。

1）理論知識與實(shí)踐操作脫節(jié)。盡管學(xué)生在課堂上能夠掌握Python編程的基礎(chǔ)語法和理論知識，但在面對實(shí)際編程任務(wù)時，往往顯得力不從心。理論知識與實(shí)踐操作之間的鴻溝使學(xué)生難以將所學(xué)知識應(yīng)用于解決實(shí)際問題中。這種脫節(jié)現(xiàn)象不僅影響了學(xué)生的編程興趣，也限制了他們編程能力的提升。

2）代碼調(diào)試與錯誤處理能力欠缺。編程過程中，代碼調(diào)試與錯誤處理是不可或缺的能力。然而，許多學(xué)生面對代碼中的錯誤，尤其是邏輯錯誤，往往難以獨(dú)立發(fā)現(xiàn)并糾正。他們?nèi)狈τ行У恼{(diào)試技巧和錯誤處理策略，導(dǎo)致編程效率低下，甚至喪失編程信心。這種能力的欠缺嚴(yán)重影響了學(xué)生編程技能的深入學(xué)習(xí)和掌握。

3）知識點(diǎn)掌握不夠全面和深入。Python程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程內(nèi)容豐富，涵蓋多個知識點(diǎn)。然而，由于課堂時間有限，教師往往難以對每個知識點(diǎn)都進(jìn)行深入講解和拓展，導(dǎo)致學(xué)生雖然能夠了解每個知識點(diǎn)的基本概念，但缺乏對其深入理解和靈活應(yīng)用的能力。此外，由于缺乏足夠的實(shí)踐機(jī)會，學(xué)生對一些復(fù)雜編程技巧和高級功能的掌握也不夠熟練。

針對以上教學(xué)困境，必須尋求新的教學(xué)思路和方法，以打破傳統(tǒng)教學(xué)的束縛，有效提升Python程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的教學(xué)質(zhì)量。而教師企業(yè)實(shí)踐成果的引入，正是解決這些困境的有效途徑之一。通過引入教師在企業(yè)實(shí)踐中學(xué)到的先進(jìn)技術(shù)和理念，結(jié)合AIGC（人工智能生成內(nèi)容）等現(xiàn)代技術(shù)手段，優(yōu)化教案設(shè)計(jì)，創(chuàng)新教學(xué)方法，旨在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和編程能力，提升他們的自主學(xué)習(xí)和獨(dú)立思考能力，為中職計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)質(zhì)量的提升奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2教師企業(yè)實(shí)踐的寶貴收獲

為了尋求解決之道，筆者踏上了企業(yè)實(shí)踐之旅，期望能在實(shí)際工作環(huán)境中找到靈感。在企業(yè)中，筆者從事機(jī)器人訓(xùn)練師與服務(wù)機(jī)器人交付工程師崗位，不僅有機(jī)會接觸到了最前沿的AI技術(shù)，還深刻體會到了AI技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。筆者深入學(xué)習(xí)了科大訊飛的AIGC技術(shù)，其中的某些技術(shù)給筆者帶來了諸多啟示。

1）智能問答。借助自然語言處理與深度學(xué)習(xí)，智能問答系統(tǒng)能精準(zhǔn)理解復(fù)雜問題，迅速提取關(guān)鍵信息，并給出準(zhǔn)確回答。相比傳統(tǒng)搜索，智能問答的目標(biāo)定位更精準(zhǔn)，有助于學(xué)生在編程過程中快速獲取所需信息。

2）個人智能體。通過構(gòu)建智能體，并上傳相關(guān)文件構(gòu)建知識庫，可以訓(xùn)練智能體更好地理解問題和需求。為學(xué)生提供了一個個性化的學(xué)習(xí)助手，能夠根據(jù)其學(xué)習(xí)進(jìn)度和需求提供定制化的幫助。

3）自動化生成。利用AIGC技術(shù)能夠迅速根據(jù)關(guān)鍵詞生成大量案例和數(shù)字人授課內(nèi)容，極大提升備課效率。為教師提供了豐富的教學(xué)資源，有助于豐富教學(xué)手段和提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

在企業(yè)實(shí)踐中，通過親身體驗(yàn)AIGC技術(shù)如何高效解決復(fù)雜問題、如何精準(zhǔn)定位需求并提供個性化解決方案，筆者深刻認(rèn)識到，技術(shù)不僅僅是工具，更是提升教學(xué)效率和質(zhì)量的重要手段。

3教師企業(yè)實(shí)踐的教學(xué)轉(zhuǎn)化

要解決學(xué)生編程能力弱的問題，必須從教學(xué)方式方法上進(jìn)行革新。AIGC技術(shù)的出現(xiàn)提供了將先進(jìn)技術(shù)融入教學(xué)的契機(jī)。筆者將AIGC技術(shù)作為輔助教學(xué)工具，通過優(yōu)化教案設(shè)計(jì)，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和編程能力。

3.1 教案設(shè)計(jì)優(yōu)化

在教案設(shè)計(jì)中，明確將AIGC技術(shù)融入各個教學(xué)環(huán)節(jié)。從導(dǎo)入、知識點(diǎn)講解到課后復(fù)習(xí)，都充分利用了AIGC技術(shù)的優(yōu)勢。

在導(dǎo)入環(huán)節(jié)中，利用AIGC技術(shù)生成的數(shù)字人形象進(jìn)行課程介紹，營造新穎的課堂氛圍，吸引學(xué)生注意力。同時，通過AIGC技術(shù)快速生成與課程內(nèi)容相關(guān)的教學(xué)資源，為學(xué)生提供預(yù)習(xí)材料[3]。

在課中進(jìn)行知識點(diǎn)講授時，借助AIGC技術(shù)生成的實(shí)例和案例，幫助學(xué)生更好地理解和掌握知識點(diǎn)。同時，利用AIGC技術(shù)的智能問答功能，及時解答學(xué)生的疑問。在代碼檢測環(huán)節(jié)，AIGC可以快速檢測代碼，發(fā)現(xiàn)錯誤代碼并提出優(yōu)化策略[4]。

在課后復(fù)習(xí)時，通過AIGC技術(shù)自動生成推文，在公眾號平臺發(fā)布復(fù)習(xí)內(nèi)容，便于學(xué)生重溫課程重點(diǎn)，提高學(xué)習(xí)效果。

3.2 技術(shù)培訓(xùn)與指導(dǎo)

為確保學(xué)生能夠熟練使用AIGC技術(shù)，筆者通過實(shí)操演示、案例分析等方式，對學(xué)生進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)與指導(dǎo)。

首先，通過實(shí)際操作演示的方式，在課堂上展示AIGC技術(shù)的具體應(yīng)用。在首次應(yīng)用AIGC輔助手段前，會進(jìn)行一系列的實(shí)操演示，讓學(xué)生了解如何利用智能問答系統(tǒng)獲取編程相關(guān)的各種信息。這些智能問答系統(tǒng)能夠快速準(zhǔn)確地回答學(xué)生在編程過程中遇到的各種問題，從而提高學(xué)習(xí)效率。此外，進(jìn)一步展示如何利用個人智能體進(jìn)行個性化學(xué)習(xí)。個人智能體可以根據(jù)每個學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣和進(jìn)度，提供定制化的學(xué)習(xí)內(nèi)容和建議，幫助學(xué)生更好地掌握編程知識。通過這種實(shí)操演示，學(xué)生能夠直觀地感受到AIGC技術(shù)在編程學(xué)習(xí)中的強(qiáng)大功能和便利性[5]。

其次，通過案例分析的方式，進(jìn)一步幫助學(xué)生理解AIGC技術(shù)的實(shí)際作用和價(jià)值。在授課過程中，精心挑選典型的編程案例，深入分析AIGC技術(shù)在這些案例中的應(yīng)用過程和效果。通過詳細(xì)講解這些案例，學(xué)生能夠看到AIGC技術(shù)在解決實(shí)際編程問題中的具體應(yīng)用，從而更好地理解其實(shí)際作用。同時，討論AIGC技術(shù)在這些案例中的應(yīng)用效果，讓學(xué)生看到其帶來的顯著改進(jìn)和優(yōu)勢。通過這種案例分析，學(xué)生能夠更加深入地理解AIGC技術(shù)的實(shí)際價(jià)值，從而激發(fā)他們對這項(xiàng)技術(shù)的興趣和熱情[6]

最后，組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，以促進(jìn)他們之間的交流和合作。在小組討論中，每個學(xué)生都可以分享自己在使用AIGC技術(shù)過程中的心得和體會，講述自己在學(xué)習(xí)編程時遇到的問題和如何利用AIGC技術(shù)來解決這些問題。通過這種分享和討論，學(xué)生不僅可以從他人的經(jīng)驗(yàn)中學(xué)習(xí)到更多有用的知識和技巧，還能夠通過集體智慧共同解決一些棘手的問題。此外，小組討論還可以增強(qiáng)學(xué)生之間的互動和合作，培養(yǎng)他們的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。通過這種小組討論的方式，學(xué)生能夠更好地掌握AIGC技術(shù)，并在實(shí)際編程學(xué)習(xí)中發(fā)揮其最大潛力。

3.3 實(shí)施與反饋

在教案實(shí)施過程中，筆者密切關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)展和反饋，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行及時調(diào)整。

首先，提倡采用互動式和探究式的教學(xué)方法。這種教學(xué)模式借鑒了企業(yè)中常見的項(xiàng)目管理方式，通過精心設(shè)計(jì)的互動和探究活動，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性。學(xué)生可以利用AIGC技術(shù)主動提出問題，并進(jìn)行深入探索。這種教學(xué)方式不僅能提高學(xué)生的參與度，還能培養(yǎng)他們的批判性思維和解決問題的能力。

其次，智能化輔助與反饋在教學(xué)過程中發(fā)揮著重要作用。通過引入Python學(xué)習(xí)智能體，學(xué)生可以獲得即時的代碼調(diào)試和錯誤處理反饋。這些智能體能夠精準(zhǔn)定位問題，并提供有針對性的建議，幫助學(xué)生分析代碼并迅速糾正錯誤，從而顯著提高編程學(xué)習(xí)的效率。這種智能化的輔助手段不僅減輕了教師的工作負(fù)擔(dān)，還為學(xué)生提供了個性化的學(xué)習(xí)支持。

最后，豐富教學(xué)資源與個性化學(xué)習(xí)是現(xiàn)代教育的重要方向。利用AIGC技術(shù)的自動化生成功能，教師可以迅速生成大量與課程內(nèi)容緊密相關(guān)的教學(xué)資源，不僅能夠滿足學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)需求，還能夠提供更加多樣化和靈活的教學(xué)手段。利用這些豐富的教學(xué)資源，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣和學(xué)習(xí)進(jìn)度進(jìn)行選擇，從而實(shí)現(xiàn)更加個性化的學(xué)習(xí)路徑。教學(xué)資源的多樣化和個性化，不僅能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，還能夠激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情和創(chuàng)造力。

4教學(xué)案例：成績錄入查詢系統(tǒng)

為驗(yàn)證AIGC技術(shù)在Python程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用效果，筆者設(shè)計(jì)了一個“成績錄入查詢系統(tǒng)”教學(xué)案例。以下是該案例的具體實(shí)施過程，如圖1所示。

4.1 場景引入

通過AIGC數(shù)字人形象進(jìn)行課程介紹，營造新穎的課堂氛圍。數(shù)字人以親切而生動的語調(diào)向?qū)W生介紹本次課程的項(xiàng)目一設(shè)計(jì)一個簡單的成績錄入查詢系統(tǒng)。該系統(tǒng)將模擬校園網(wǎng)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)班主任、任課教師和學(xué)生等不同用戶角色的功能需求。

4.2 需求分析

明確用戶需求并設(shè)計(jì)初步方案。具體需求為：用戶身份需包括班主任、任課教師、學(xué)生三個身份，這三個身份分別可以查看全班成績、錄入全班總評成績、通過學(xué)號查看自己的成績。同時，系統(tǒng)需要存儲每個學(xué)生的成績，并能不斷接收用戶輸入的要求并執(zhí)行相應(yīng)的操作。

在需求分析階段，學(xué)生分組負(fù)責(zé)不同用戶角色的需求溝通，并利用AIGC工具輔助整理和分析需求記錄，確保需求的準(zhǔn)確性。

4.3 設(shè)計(jì)任務(wù)

根據(jù)需求分析階段整理的需求，設(shè)計(jì)程序流程圖框架。使用AIGC工具生成初步的Python代碼框架，并明確關(guān)鍵編程要素，如用戶輸入、數(shù)據(jù)存儲、循環(huán)結(jié)構(gòu)和多分支判斷等。

在內(nèi)容設(shè)計(jì)過程中，學(xué)生遇到不明確或困惑的地方時，主動利用AIGC工具進(jìn)行查詢或提問，尋求解答或建議。同時，學(xué)生之間進(jìn)行交流與討論，分享各自的設(shè)計(jì)思路和編程技巧，共同解決編程過程中遇到的問題。

4.4 測試優(yōu)化「

對編寫的代碼進(jìn)行測試，消除語法錯誤與邏輯錯誤。利用Python集成開發(fā)環(huán)境PyCharm運(yùn)行代碼，檢查是否存在拼寫錯誤、語法結(jié)構(gòu)錯誤等語法問題。同時，設(shè)計(jì)不同的測試數(shù)據(jù)（包括正常數(shù)據(jù)、邊界數(shù)據(jù)和異常數(shù)據(jù)）運(yùn)行程序，并檢查結(jié)果是否符合預(yù)期。對于邏輯錯誤，需仔細(xì)分析代碼邏輯，找出錯誤原因并進(jìn)行修正。

在測試優(yōu)化階段，可將編寫的代碼復(fù)制在AIGC工具中進(jìn)行分析，由AIGC生成代碼分析報(bào)告并自動形成優(yōu)化建議和改進(jìn)點(diǎn)。學(xué)生根據(jù)AIGC工具的建議對代碼進(jìn)行優(yōu)化，提高代碼的運(yùn)行效率和可讀性。

4.5 評價(jià)總結(jié)

在課程結(jié)束時進(jìn)行總結(jié)評價(jià)。學(xué)生總結(jié)學(xué)習(xí)過程中的收獲和遇到的困難，并積極參與課堂討論，分享自己的學(xué)習(xí)心得和小技巧。教師總結(jié)知識點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)思路與相關(guān)語法，并引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)學(xué)習(xí)中的困難和小技巧，幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識，并為后續(xù)學(xué)習(xí)提供借鑒和改進(jìn)方向。將最終討論結(jié)果用AIGC形成公眾號推文，供學(xué)生課后復(fù)習(xí)。

5教學(xué)反思與新的認(rèn)識

經(jīng)過實(shí)踐，筆者深刻體會到了企業(yè)實(shí)踐對教師成長的重要性。通過引入AIGC技術(shù)并優(yōu)化教案設(shè)計(jì)，教學(xué)方式得到了顯著改變，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和編程能力也得到了明顯提升。技術(shù)只是手段，關(guān)鍵在于如何將其與教學(xué)內(nèi)容緊密結(jié)合，發(fā)揮最大的教學(xué)效果。在未來的教學(xué)中，將繼續(xù)探索將先進(jìn)技術(shù)融入教學(xué)的新途徑、新方法。同時，也將更加注重規(guī)避過度依賴技術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和獨(dú)立思考能力，確保他們在掌握技術(shù)的同時，形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和思維品質(zhì)。

6 結(jié)束語

教師企業(yè)實(shí)踐成果在課程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用是提高中職計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)質(zhì)量的有效途徑。通過引入AIGC技術(shù)并優(yōu)化教案設(shè)計(jì)，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和編程能力，提升其實(shí)際操作能力和解決問題的能力。在未來的教學(xué)中，教師應(yīng)繼續(xù)探索和實(shí)踐新的教學(xué)方法和手段，為學(xué)生的成長和發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量。

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