高职软件技术专业开设Python课程教学体系设计

赵海波

【摘要】文章分析了高职软件技术专业开设的程序设计语言课程体系和Python语言的优势及广泛应用领域，提出了高职软件技术专业开设Python课程的教学体系方案，对将要开设Python语言课程的高职学校有一定借鉴意义。

【关键词】Python 高职 课程体系

【Abstract】This paper analyzes the programming language curriculum system in the software technology majors of vocational colleges， the advantages and widely used fields of Python. Then it proposes a curriculum teaching system for Python in vocational colleges. It has certain reference significance for vocational colleges which prepare to offer Python course.

【Keywords】Python； Vocational colleges； Curriculum system

【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）39-0224-02

1.引言

程序设计课程是高职软件技术专业必修的专业基础课程，在整个教学体系中占有非常重要的地位。课程教学目标是培养学生熟练掌握面向对象的程序设计思想和设计方法，以及应用面向对象思想解决和处理实际问题的方法与能力。

目前高职软件技术专业开设的程序设计语言一般有基础的C语言，进阶的有.NET的C#语言、Java体系的java语言等。C语言作为入门的结构化程序设计语言，基于其优秀的性能和良好的程序结构，有利于学生的编程思想的培养。.NET和Java均有各自的体系，作为市场占有率极高的面向对象的高级程序语言，基本能实现各个方面的程序设计需求。因此这些程序设计的课程体系基本涵盖了职业技术院校学生所学即可用的需求。

随着大数据、云计算等IT技术的广泛应用，Python这门诞生了三十年的程序设计语言焕发出了勃勃生机，在各应用领域受到了前所未有的欢迎。因此有众多高职院校有开设Python课程的需求。

2.高职开设Python语言的必要性分析

Python是一种面向对象的解释型计算机程序设计语言，由荷兰人Guido van Rossum于1989年发明，第一个公开发行版发行于1991年[1]。IEEE发布2017年编程语言排行榜：Python高居首位[2]。Python是一门非常流行的程序设计语言，具有很多优点，主要有：（1）Python是完全面向对象的语言， Python采用极简主义的设计思想，Python语言易学、易读、易维护。Python 语言是目前最接近自然语言的高级语言，抽象程度高，代码编写高效，符合计算思维的时代性，适应当代计算机技术发展水平。（2）Python是免费、开源的，可以移植的，已经被移植到了大多数平台下面。（3）高可扩展性和嵌入性，如果你需要你的一段关键代码运行得更快或者希望某些算法不公开，你可以把你的部分程序用C或C++编写，然后在你的Python程序中使用它们。还可以把Python嵌入C/C++程序，从而向程序用户提供脚本功能。（4）具有丰富的生态库，Python本身具有丰富强大的标准库，而且由于Python的开源特性，第三方库也非常多，可以运用在web开发、数据分析、爬虫、科学计算等各个领域。这些第三方库形成的Python生态为使用Python 语言编写程序提供了极大的便利和良好的学习平台，为基于Python 语言的快速开发提供了强大支持，由此形成了良好的生态体系，构成了Python 语言的强大优势。

Python 语言已经成为国际最受欢迎的程序设计语言，国外众多大学从2009 年开始针对该言广泛开设相关课程。2016 年，教育部高等学校大学计算机课程教学指导委员会发布了《大学计算机基础课程教学基本要求》，首次建议将Python 语言作为程序设计入门课程的教学语言[3]。以此为契机，我国高校也逐步开展Python程序设计课程的教学改革。高等职业学校课程体系的特点就是与市场需求无缝连接，所学即可用。目前开设的Java程序语言体系与.Net程序语言体系实现的过程及目标高度一致，或有不少重复的内容。从市场角度来看，Java的市场份额要比.Net的市场份额要高，适用程度和受欢迎程度也都要高。Python 语言发展了面向对象高级语言的表达形式，简化程序设计过程，提升了程序设计效率。基于对目前软件技术专业开设的程序设计语言课程以及Python语言的特点分析，以及目前IT市场上Python语言的普遍适用和受欢迎程度，认为可以用Python语言生态体系替代.Net体系，使学生掌握的技能更接近市场需求，这样也更能体现高职人才培养方案的特点。

3.软件技术专业开设Python课程教学体系设计

Python语言由“Python语言程序设计”及“Python生态圈”（第三方类库）组成，Python具有庞大的生态圈，十多万个第三方库覆盖几乎所有技术领域，离开Python语言的生态圈，Python语言与其他高级语言无异了。Python 语言教学改革与其他编程语言在教学理念上的重要区别，即“Python 语言”与“Python生态圈”是统一的整体，可以兼顾基础Python语言功能与Python生态圈的应用。在教学内容的选择上可以考虑分两个阶段设计Python课程的教学体系，第一个学期开设Python語言基础程序设计，第二个学期开设Python语言应用开发，学习Python生态圈应用。

3.1Python语言基础程序设计

第一个学期开设Python语言基础程序设计学习“Python语言基本语法”，设置54课时，3个学分，具体安排如图1和表1所示。Python语言基础程序设计与一般高级程序设计语言教学类似，突出程序设计的基本方法，重点培养学生掌握面向对象程序设计的思想，认识将现实问题转变为数据结构算法再变为程序的过程[4]。强调计算机求解问题的思路引导与程序设计思维方式的训练，重点放在程序设计的思想与方法上。

3.2Python语言应用开发

第二个学期开设“Python生态圈”，学习Python的具体应用，让学生掌握具有一定规模的程序设计任务，设置72课时，4个学分，具体安排如表2所示。通过该课程的学习，让学生具备利用软件编程技术去解决实际问题的应用能力。通过分析问题、设计数据结构、编写程序，学会利用程序来解决现实问题，提高程序应用能力。要求学生能够完成需求分析、编写程序、调试程序的任务，并能根据具体任务的需要查询任务行业领域内的专业知识，将软件应用于行业结合起来，解决行业问题，并撰写报告。“Python生态圈”部分主要讲解第三方库，配合Python语言基本语法，可以讲授Numpy库、requests库、pandas库、Matplotlab库等，通过有趣并且实用的案例增强学生学习的兴趣。“Python语言程序设计”和“Python生态圈”这两部分内容相互融合、相互支持、相辅相成，通过讲解部分库可以构造有趣的实例，语法学习的逐步深入也助于对库的理解和学习[5]。应用“Python生态圈”部分讲解面向能力的系列库，根据Python的应用领域，建议在数据分析、网络爬虫、人工智能、图形绘制四个应用方向进行学习。

（1）数据分析方向：分词jieba库 和自然语言处理NLTK 库讲解，形成处理自然语言的基本能力；Numpy库做矩阵计算；Scipy库做科学计算；pandas库做数据处理；数据展示Matplotlib 库，形成表示数据、绘制数据展示图及开展深入数据运算的基本能力。

（2）网络爬虫方向：讲解Web 爬取requests库、HTML 解析beautifulsoup库和正则表达式re库，形成数据爬取分析并提取网页数据的能力。

（3）人工智能方向：学习sklearn库和scikit？鄄learn库做机器学习；pybrain库做神经网络；Theano库和Keras库做清洗数据并进行机器学习分类、聚类和回归分析的能力。

（4）图形绘制方向：讲解Matplotlab这个专业画图工具库；讲解图形绘制的turtle库和GUI 设计的qt5 库，形成基本的GUI 实现和图形创意设计的基本能力。

4.结束语

随着大数据、云计算等IT技术的广泛应用，Python的应用领域和范围都将会不断扩大，相信开设Python课程的职业院校会越来越多。Python课程的教学体系与一般高级程序设计语言教学体系既具有共性，又有其自身的特点。如何发挥语言自身的优势，还需要结合人才培养的目标和学生的学情不断进行教学实践，不管采用什么样的教学体系，培养学生的计算机的软件编程应用能力的目标是一致的[6]。比较理想的方式是能够达到Python语言基础和Python生态圈的融合，让学生既能掌握基本的高级语言程序设计方法和技能，又能选择合适的方法去解决实际问题。将计算机编程与行业领域结合起来，达到所学即可用，也是高等职业学校的教学目标。

参考文献：

[1]Python（计算机程序设计语言）.https：//www.Python.org.

[2]IEEE发布2017年编程语言排行榜：Python高居首位.http：//36kr.com/p/5084329.html.

[3]教育部高等学校大学计算机课程教学指导委员会.大学计算机基础课程教学基本要求[J].北京： 高等教育出版社，2017.

[4]嵩天，礼欣，黄天羽. Python语言程序设计基础[M].2版. 北京： 高等教育出版社，2017.

[5]嵩天，黄天羽，礼欣.面向计算生态的Python语言入门课程教学方案[J].计算机教育，2017（8）：7-12.

[6]刘卫国，奎晓燕. Python 语言程序设计教学体系建设[J].计算机教育，2017（08）：13-17.

作者简介：

趙海波，男，高级工程师，研究方向为软件技术、大数据。