兴趣驱动的Python语言课程教学改革研究

黄淑芹 张海 王淮生

摘要：激发学生学习兴趣是提高教学效果的关键，从图形绘制、数据可视化、游戏吸引、案例切入等方面激发学生的学习兴趣，以兴趣驱动的视角在教学内容上加大案例教学、融入游戏教学、增强实际应用、结合竞赛和大创项目实现以赛促学，加强学生课程学习的参与度，对Python语言课程的教学改革进行了探索，同时利用混合式翻转课堂模式教学。这对于提高教学效果，发挥信息化课程在财经类院校建设发展中的巨大支撑作用和引领作用有重要意义。

关键词：“新经管”战略;Python语言;兴趣驱动;教学模式

中图分类号：G642       文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2020）17-0111-03

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Abstract： Stimulating students 'interest in learning is the key to improving the effectiveness of teaching. It stimulates students' interest in learning from graphics drawing， data visualization， game attraction， case cut-in， etc.， and enhances case teaching on teaching content from an interest-driven perspective. The practical application， combined with competitions and Daiso projects， promotes learning through competitions， strengthens students' participation in curriculum learning， and explores the teaching reform of the Python language course. At the same time， it uses mixed-flip classroom mode teaching. This is of great significance to improve the teaching effect and give play to the huge supporting and leading role of information-based courses in the construction and development of financial institutions.

Key words： " new economic management" strategy ; Python Language; interest-driven; teaching model

Python作為大数据分析的有力工具，如何让非计算机专业学生能利用好Python工具解决本专业的问题，发挥计算机信息类课程在财经类院校中的支撑作用和引领作用，这对于Python语言课程的教学方法和模式都提出了很大的挑战。

对非计算机专业的学生学习Python语言，除了掌握基本的编程思想以外，还要能利用Python进行实际应用，结合专业知识实现数据分析。如何让学生掌握Python精髓并灵活应用，无疑要激发学生的兴趣，让学生愿意主动地探索其中的奥妙，才会达到好的教学效果，所以，激发学生学习兴趣是学好Python的一个非常关键的问题，需要老师基于兴趣对教学内容进行精心设计和组织，对教学方法进行探讨，想方设法提高学生教学参与度，发挥学生主观能动性，只有这样，才能激发学生学习热情，提高教学实效。

本文结合教学实践，充分利用Python生态，从图形绘制、数据可视化、游戏吸引、案例切入等方面激发学生的学习兴趣，探讨以兴趣驱动的Python语言教学模式，增强学生主动探究学习精神，从而提高教学效果。

1 学习兴趣培养的重要性

兴趣是一种具有浓厚情感的志趣活动，它可以使人集中精力去获得知识，促使人深入钻研、创造性地工作和学习。有了兴趣，就有了学习最强的内驱动力，就会自觉地刻苦钻研，迎难而上，并且容易集中注意力获取知识，不局限于老师讲到的、提过的，而是自觉地探讨其中的奥妙，创造性地思考学习，提高了学习效率，自然成绩大大提高。

学习兴趣也是诞生灵感的催化剂，它可以使人智力得到开放，思维更加活跃，知识得以丰富，眼界得到开阔，并对知识能融会贯通，对学习充满热情，兴趣是思维创新的重要基础。

所以，在教学过程中结合当前大数据、机器学习大环境的影响，找到学生自身专业特点和大环境的契合点，采用恰当的教学方法培养学生学习的直接兴趣和间接兴趣，对提高教学效果至关重要。

2 兴趣驱动的Python课程教学方法

兴趣的培养，是需要从多维度进行激发和刺激的。

首先，从教学方法上，采用了混合式翻转课堂[1]的教学形式，取得了良好的教学效果。

2.1线上线下充分结合

课前提前上传线上相关资源，布置相关案例的题目，让学生课前熟悉教学内容;课中运用多种方式调动学生学习的积极性，多种手段活跃课堂气氛，比如通过“学习通”APP设置抢答，运用答题积分调动学生的积极性，对于容易产生混淆的知识点，运用小组讨论的形式，让学生发表不同的意见，同学们在思维的碰撞中明辨是非。这种课中授课形式一方面开拓了学生的逻辑思维，另一方面也锻炼了学生的语言表达能力，这样的教学模式会使教学过程充满生命力，从而提高学生学习的兴趣。课后布置作业，学生编写程序实现相关功能的题目，下次上课检查。这种闭环式的监督教学会增强学习效果，使学生学有所成，有收获感、成就感，从而会增强学生的学习信心，激发学生的学习兴趣。

课前、课中、课后的任务分工及线上线下的结合、会使理论学习与实验验证互相补充，实验方面主要使用超星网络教学软件平台和线上考试客户端模拟练习软件，设置线上作业和练习，加强所学知识的巩固和复习，保障了学习的效果，使得学习具有系统性，提高了学生的学习兴趣。

2.2课内课外交叉融合

课内调动学生的学习兴趣，让他们尽量多地参与到教学中，对于一些相对简单的章节，分好组，每个组分配一个知识点，让学生们自己组织内容，进行讲解，这种形式可以让学生更多地参与到教学中，调动学习的积极性，增强学生的学习兴趣。

课外主要借助于参加竞赛和项目来增强同学们的参与和知识应用能力。在教学过程中，发现学有余力、有潜质的学生，鼓励他们参加各种竞赛活动和项目，比如大数据与人工智能竞赛、“互联网+”大赛、大学生创新创业基金项目等赛事。学生通过参加竞赛和大创项目，提高Python知识的高级应用，利于知识融会贯通，化知识为能力，在竞赛和项目参与的过程中提高学生的实践应用能力，同时也利于培养学生的创新精神，在此过程中，激发学生的学习兴趣和学习热情。

兴趣驱动的线上线下的交叉、课内与课外的融合会使学生充满学习的兴趣和热情，一方面提高了学生个人的理论水平，同时也提高了学生的实验动手和应用能力，促使综合素质的提高。

3兴趣驱动的Python语言教学

Python语言提供了丰富的图形计算生态环境，借助第三方库可以方便地实现图形绘制、数据可视化、用户界面以及复杂的图形应用[2]。所以要充分利用Python生态特征组织教学内容。

3.1图形牵引兴趣的教学设计

Python具有丰富的类库，具备良好的编程生态 [3-4] ，丰富的类库使得教学不需拘泥于枯燥的语法细节，Python生态中大量函数使得非计算机专业的学生学习起来更加轻松方便。

比如利用turtle库绘制漂亮的图形，可以作为Python入门的图形化案例。图1提供的是利用Python的turtle库绘制的不同形状的雪花图案。根据个人的想象力和创造力不同，绘制出来的图案也不一样，发挥了学生的想象，增强了学生的创造性思维，从而提高了学习兴趣。在其他方面，比如统计单词频率，利用柱形图进行显示比较，看起来就非常的直观，利用图形来教学，增强直观感受，提高学习兴趣。

3.2 生活激发兴趣的教学案例

由于青少年学生求知欲旺盛、对新鲜事物充满好奇，所以在教学中引入大量的案例，从内部激发学生兴趣，是一种很好的教学手段。设计贴近生活的案例，采用案例驱动的方法，加大学生学习的吸引力。比如在组合类型学习中，设计了统计某省十年高考率的平均录取率及录取率最高年份的案例;统计近几年四六级英语考试的单词频率[5]，从而确定哪些是常考词，加强这些单词的学习和巩固;学校十大歌手的评选活动，根据评委的评分，编程实现选手平均分值的排序问题;再比如函数的学习中，设计了统计优秀学生的学号的函数，返回按总分降序排列的成绩的函数，等等。大量的实际生活中的案例，会使学生觉得学有所用，启发了学习的创造性思维，调动了学习的积极主动性，从而激发了学生的学习兴趣。

同时案例涉及的内容是学生熟悉的，这样数据分析的效果会让学生体会更深刻，理解更透彻。例如，Python语言中列表和字典是重要的组合数据类型，要求学生灵活地区分和应用这些数据类型。通过设计名著中人物的出场次数来展现人物的重要性[6]，这些人物往往是青少年喜欢的电视剧或小说中出现的，同学们通过这样的案例容易比较数据分析结果和自己内心感受的人物重要性是否一致，从而体会到Python学习的实用性，对Python学习充满兴趣。

比如在统计红楼梦中出场前十的人物时，用字典来统计词频，为了便于按出场次数排序，将字典转换成了有序的列表，并结合lambda函数和列表的sort方法实现了排序功能。出场前十的统计结果如图2所示。

应用这些与学生关注的问题或生活中的问题作为案例进行教学，容易与学生产生共鸣，激发学生的学习兴趣，提高学习的主动性。把知识点贯穿到现实实例中，会激发学生的学习兴趣，通过大量的案例演示和讲解，拓展学生学习内容的深度和广度，通过案例应用会使学生学得更明白，理解更透彻。

3.3 游戏调动兴趣的教学模式

适当增加游戏，嵌入游戲化编程，会提高学生学习的积极性，发挥学生的创造力和想象力，激起学生浓厚的学习兴趣和高度集中的注意力，从而提高学生学习的积极性，增强学习效果。比如在教学内容中设置了猜数游戏的设计题目，让学生从玩游戏到编程设计游戏，结合GUI使人机交互界面更加友好，这会使学生特别有成就感，调动学生学习的兴趣。

猜数游戏在不同的章节运用不同的方法实现，先是在学习基本循环结构的时候，循环里设置了分支，判断猜数与随机产生的数值之间的大小，来给出不同的反馈信息。这个游戏设置融合了分支结构、循环结构、format（）格式化函数应用等知识点。

由于GUI可以使人机交互界面更加友好，利用Tkinter库，重新完成前面的猜数游戏，既保持了内容的延续性，又从另一个角度完成该游戏的设置，把自定义函数、分支结构、捕捉异常处理、GUI编程等知识点嵌入到游戏化编程中，激发学生的创新思维。程序运行界面如图3所示。

所以游戏是学习的催化剂，教学知识点嵌入游戏中，教寓于乐，兴趣很容易培养。

3.4可视化驱动兴趣的教学呈现

强大的可视化功能和画图功能会使学生产生视觉冲击，可视化图形驱动兴趣是Python教学的重要手段和方法，容易激发学生的学习兴趣。

在教学过程中，对文本和数据的分析结果以图表和词云的方式展示出来，会更加的直观形象，学生乐于用这样的方式展现结果。例如，为了更好地理解词云的使用，更好地把握学校“新经管”战略的核心思想和发展内涵，以学校“新经管”建设的相关文件为例，利用Python的词云图进行分析，结果显示如图4所示。通过词云图可以看出，学校在“新经管”战略中，以学校的建设为核心，从信息化、创新创业、专业管理等方面对学校的建设提出了更高的工作要求，也反映了信息化在学校新经管工程建设中的重要作用，彰显了计算机专业在支撑“新经管”战略发展中的重要地位。

4 Python教学中要注意的问题

4.1 切忌把其他语言的内容转换成Python来教

Python有其独特的生态特性，要充分利用这一优势，精心设计与之匹配的教学内容和案例，不能把原来的语言直接转换成Python语法来重教一遍。同时注意教学内容和课外作业要难度适中，让学生通过思考、知识延展或查阅资料等方式能解决，问题既有一定的挑战性又要使学生有解决问题的思路和想法，这样才会使学生学习有成就感和动力，激发学生的学习兴趣。

4.2 要以学生为中心

教师和学生的角色互换，教师是学生学习的引导者、帮助者，课堂活动的组织者和协调者。学生是学习的主体，学习的开拓者，开展的一切教学活动要以学生为中心，增强学生的教学参与的广度和深度，让学生处于教学的中心地位。

这种以学生为中心的教学活动利于培养学生学习的主动性和积极性，增强学习兴趣。

5 结语

基于兴趣驱动的教学模式，会极大地激发学生的学习热情，本文从教学模式、教学内容、教学方法几方面探讨了兴趣驱动的Python语言教学，取得了良好的教学效果，在后续支撑新经管建设的相关计算机课程中会充分考虑学校的财经类性质，使用更多的金融、经济相关的案例进行分析，使得大数据相关的公共课程成为经管类专业的有力支撑工具，发挥计算机类课程在学校“新经管”战略建设发展中的引领作用，使得高层次应用性人才培养质量得到全面提升。

参考文献：

[1] 黄淑芹，张海，何宗林. 混合式翻转课堂教学模式研究[J]. 黑龙江教育学院学报，2018，37（3）：31-34.

[2] 黄天羽，嵩天. 以圖形牵引兴趣的Python案例教学方法与实践[J]. 计算机教育，2017（8）：32-37.

[3] 嵩天，礼欣，黄天羽. Python语言程序设计基础[M]. 高等教育出版社，2017.2.

[4] 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.

[5] 邓擎琼，彭炜明，尹乾， 等. Python教学中实用型词频统计案例展示[J]. 计算机教育，2017（12）：20-27.

[6] 赵璐. Python语言程序设计教程[M]. 上海交通大学出版社，2019：3.

【通联编辑：王力】