民办高校Python语言教学改革与实践

2020-10-10李芳丽李沁颖

江科学术研究 2020年3期

李芳丽李沁颖

（江西科技学院信息工程学院，江西南昌 330098）

为了适应社会的发展，江西科技学院于2018年起在大数据技术专业开设《Python 语言》，2019年在计算机应用技术、软件技术等专业陆续增设该课程，在2020版人才培养方案中将全校文科类专业的《Vi⁃sual Base 程序设计》、《Visual FoxPro 程序设计》替换为《Python程序设计》。

一、Python语言教学特点

Python 语言是一种集解释、编译、交互和面向对象于一体的脚本语言，具有易学习、易阅读、易维护、可移植、可扩展、可嵌入等特点，拥有丰富的标准库和强大的社区，广泛应用于Web 开发、自动化运维、人工智能、网络爬虫、科学计算、游戏开发、图形图像等领域[1]。该语言具备以下几个教学特点：

（一）先修课程要求较低

Python语言非常接近自然语言，对先修课程要求较低，适合作为编程的入门语言。《大学计算机基础》是唯一一门必修的先修课程，计算机专业的学生对编程的要求较高，学习Python 语言之前可以选择性地先修《C语言程序设计》。Python语言还是大数据、人工智能方向中《数据挖掘算法》、《数据可视化》等课程的基础课。学习Python 语言的脉络结构如图1所示。

图1 Python语言课程脉络结构图

（二）课程知识结构较简单

Python语言因其功能强大而应用广泛，但在教学中教师对内容应有取舍，针对不同的专业选择相应的教学内容[3]。Python语言课程知识结构分可为三个模块：基础模块、提高模块和应用模块，图2为Python语言课程知识结构图。基础模块由Python 概述、Py⁃thon 语法基础、Python 常用语句、字符串、列表、元组和字典5个知识点组成；提高模块由函数、文件操作、数据分析和异常处理、面向对象程序设计4个知识点组成；应用模块由游戏制作和网络爬虫2个知识点组成。课程知识结构较简单，趣味性强，可以让学生真正体验学中玩，玩中学的学习乐趣。

图2 Python语言课程知识结构图

（三）课程实践操作性强

Python语言语法基础较简单，它的功能强大在于广泛的标准库和扩展库，而标准库和扩展库的灵活运用需要大量的实践操作，因此该课程的实践操作性强。教学过程中要紧抓这一特点开展足够的实践教学。

二、民办高校Python语言教学现状

民办高校的学生基础知识较薄弱，学习内驱力和自律性都较差，根据这一特点民办高校课程定位以应用为主理论为辅。但就目前学校开设的Python语言而言，大都是照搬C语言、VB、VF、C++、JAVA等计算机语言的教学模式，具体表现在以下几个方面：

（一）重理论轻操作

传统的教学理念让任课教师在理论传授中习惯详细讲解知识点。例如，Python 常用语句这个知识中，传统的教学方式任课教师会花4-6个学时讲解if语句、if-else语句、if-elif-else语句、if嵌套语句、while循环语句、for 循环语句、嵌套循环、break 和continue语句的结构和使用方法。然而，通过案例项目来实际操作，可能只需要2个学时就能让学生在实操中掌握这些常用语句的运用。这种重理论轻操作的授课方式很容易让学生产生难理解、不想学的厌学情绪，不适合实操性较强的Python语言。

（二）重结果轻过程

民办高校大部分学生把通过期末考试作为学习的唯一目标，同时学校也以课程通过率来考核教师，这样一来任课教师与学生之间很容易达成一种共同的默契即互为考试而努力。任课教师在考试前两周给学生提供包括考试内容在内的3-5 套试卷量的题库，学生对此题库进行针对性的复习，最后的考试成绩会维持在一个较理想的正态分布曲线范围内。然而对于Python 语言这种实操性较强的课程，用这种方式得来的成绩并不能真实反应学生的掌握情况。另外，Python 语言课程的考核成绩为：期末成绩*70%+平时成绩*30%。期末成绩为卷面成绩，平时成绩为出勤、课堂表现、作业完成情况等。这种成绩构成方法没有突出实践操作过程环节，与Python 语言实践操作性较强的教学特点不相符。

（三）重形式轻评价

教学流于形式、评价限于表面是民办高校普遍的教学现象。目前Python语言采用启发式、讨论式、案例式等形式多样的教学方式，但大多停留在表面不够深入，对课程教学的评价也仅限于教师评学和学生评教这两种概括式评价，缺少具体的有针对性的评价机制。

三、Python语言教学改革与实践措施

通过分析Python 语言的教学特点、教学现状，结合民办高校学生特色，拟通过教材选订、教学大纲修订、教学方法改革、考核方式创新、完善评价机制等方面对Python语言进行教学改革与实践。

（一）以项目教学为主线选订教材

教材是教师教学的蓝本，是学生学习的工具。首先，对于实操性较强的Python语言，只注重理论知识的讲解，缺乏实践操作项目引导的教材不利于课程的学习。其次，Python语言是人工智能领域使用最广泛的语言，其开发环境更新较快，为了跟上时代发展步伐，必须选用最新版的教材。基于以上两点，Py⁃thon语言课程改革小组通过共同探讨、筛选，将2019年9月中国铁道出版社向春枝主编的《Python程序设计项目化教程》作为课程教材。

该教材以“学生画像”项目为主线，贯穿Python语言语法基础、常用语句、列表、元组和字典、函数、文件操作、异常处理等知识，让学生在完成项目操作的同时掌握理论知识。

（二）以实践教学为主导修订教学大纲

教学大纲是课程的教学纲要，是教师教学的主导思想，因此修订教学大纲是课程改革的首要任务。为了体现Python 语言实操性强的教学特点，保证教学质量，提高学习兴趣，将理论课时与实践课时的比例由1：1调整为1：2。主要从以下两方面进行具体修订：

1.调整理论教学大纲。《Python语言》原来的教学大纲理论和实验合二为一，为了加强学生的实践操作能力将教学大纲分为理论和实验两部分。调整后的理论部分分为两个知识模块：Python 基础模块和Python提高模块。

Python 基础模块由Python 概述，Python 语法基础，Python 常用语句，字符串，列表、元组和字典等知识组成；Python 提高模块由函数、文件操作、异常、面向对象程序设计等知识组成。其中重点是列表、元组和字典内容，难点是函数、文件操作。

2.制订实验教学大纲。《Python语言》的实践教学采取项目式教学法，以“学生画像”项目为主线，将《Python 语言》的理论知识融合到项目中进行实战演练。主要包括项目概述、输入输出模块、流程控制模块、字符串处理模块、数据储存模块、函数封装模块、文件存储模块、异常处理等10个实验内容，同时增加Python 面向对象编程、游戏制作、网络爬虫等5 个趣味性实验项目。其中重点是输入输出、流程控制模块，难点是函数封装、网络爬虫等实验内容。

（三）采用“线上+线下”融合式和项目式相结合的教学方法

传统的教学方法让学生厌倦程序语言的学习，《Python语言》的课程改革将打破传统的教学形式，与企业或培训机构、线上教学平台紧密合作联合教学。主要采用以下两种教学方法：

1.“线上+线下”融合式教学法。将《Python语言》的理论知识分解成小知识点，录制成视频后通过学习通线上教育资源平台建设网络课程，同时部分知识传递任务采用线下翻转课堂的学习方式，这可让学生利用碎片化时间提前学习，也让学生在有限的理论课时学习后利用课余时间进行反复学习和补充学习。通过这两种学习方式的结合，让学生能更便捷地获取知识、更透彻地理解知识点、更牢固地掌握理论知识，为实践项目的开展打下扎实的基础。

2.项目教学法。项目教学法以项目为主线、教师为引导、学生为主体的一种教学方式。学生通过“线上+线下”融合方式完成对理论知识的学习后，通过项目教学法将理论与实践相结合。《Python语言》的实验课以“学生画像”项目为主线，将《Python语言》的理论知识融合到项目中进行实战演练，由企业导师和理论教师共同指导完成项目教学。

（四）采用“1+X+Y”的考核方式

《Python 语言》课程的考核打破传统的一卷定结果的方式，拟采用“1+X+Y”的考核形式。“1+X+Y”考核方式中的1 为理论知识卷面考核，X 为过程性考核，Y为项目综合考核。X考核项目可包括：到课率、阶段测评、作业、读书（课堂）笔记、课堂表现、网络课程学习等考核项目；Y考核项目包括实践项目的分步完成情况和综合完成情况。

《Python 语言》考核方式各部分的比重如下：1 理论考核占40%；X 过程性考核占20%（其中出勤率占5%、平时作业占5%、网络课程学习占10%）；Y 项目综合考核占40%（其中分步完成情况占20%、综合完成情况占20%）。通过考核方式的改革，加强对学生学习过程的监控和管理，进一步提高学生学习的积极性和主动性，培养学生的自主学习能力和独立思考能力，借以改善传统考核方式重结果轻过程的弊端。

（五）采用“学生、教师、学校”三方评价机制

学生课程知识的掌握、技能的习得、教学质量的提高是课程改革的最终目标。《Python 语言》采用学生、教师、学校三方评价机制对课程改革效果进行公开、公平、公正地评价。学生方占40%，主要通过比较试点班级和非试点班级的期末考试成绩、参与与Python 相关的创新竞赛情况、全国计算机等级考试Python 语言的通过率等来评价课程改革后学生的习得情况；教师方占20%，主要通过自评、课程小组成员互评、督导评课等方式对课程改革效果进行评价；学校方占20%，主要通过参与公开课、各种教学竞赛等活动对课程改革的教学效果进行评价。《Python 语言》教学改革效果评价构成见表1。