课程思政背景下Python程序设计教学案例研究

王昕 齐金山

摘要：Python是高校工科非计算机专业学习的必修课程。课程思政是新时代背景下党中央为了促进高校思想政治工作的一项新举措。文章在此背景下通过建立Python教学内容中的字符串处理方法与大学生行为语言之间的融合关系，从而让非计算机专业的工科学生一方面能够用大学生日常行为语言通俗易懂地去理解字符串处理方法的内涵，进而激发学生对编程技术的兴趣；另一方面借用字符串处理方法的机理及其云运行环境，去启示大学生在大学之芳华的人生阶段中，要让自己成长为爱国、具有家国情怀、自律、积极进取、德智体美劳等全面发展的新时代青年人。将价值引领寓于知识传授过程中，推进课程思政建设，提升育人实效。

关键词：Python；课程思政；教学案例；教学方法；大学生行为语言

中图分类号：G642        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2022）31-0152-03

1 问题的提出

Python语言简单易学、功能强大，尤其在机器学习、大数据等方面的应用，使其成为非常受欢迎的编程语言之一[1]。Python语言的内容包含：Python 概述、Python 语言基础、程序流程控制、函数和代码复用、组合数据类型、文件和数据格式化、程序设计方法论、科学计算与可视化等（见图1所示）。从图1可知，Python语言需要掌握较多的编程语法规则等内容，这对于从来没有接触过编程的非计算机专业的工科学生而言，学习难度很大。尤其受学时的限制，学生最终只具备Python基本编程能力，未能进一步深入探讨，也未真正发挥出该门语言功能强大的优势[2]。

课程思政是新时代背景下党中央加强高校思想政治工作的新要求[3]。2016 年12 月，习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上强调： “高校思想政治工作关系高校培养什么样的人、如何培养人以及为谁培养人这个根本问题。要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人，努力开创我国高等教育事业发展新局面。”课程思政不是增开一门课也不是增设一项活动[4]，而是要求所有课程的知识传递都体现出思想政治教育元素，所有教学活动都发挥出立德树人的功能[5]。

在此背景下，笔者在教授Python这门课程的过程中，发现单纯用专业性的术语去解释所涉及的专业词汇以及技术问题，非计算机专业的工科学生很难真正理解其含义。因此，本文研究通过一个教学案例即字符串处理方法——迭代与赋值共存之方法，把通俗易懂的学生行为规范语言融于相关问题的解释中，不仅可以有效地提高教学效果，而且融合性的解释语言所折射出的行为规范对学生应如何科学有效地度过大学四年美好之芳华时光也有着重要的启示意义。把课程思政教育拓展到Python教学过程中，也是课程价值观功能实现的一种有效形式和基本路径[6]。

2 教学案例设计

教学案例的设计基本原则就是要向学生灌输这样一种思想：学习Python编程就是为了“用”。“用”是出发点也是立足点，设计教学案例时紧扣“用”，从而引起学生共鸣，激发学生编程兴趣。本文以字符串处理方法——迭代与赋值共存之芳华的教学案例为例阐述了整个设计过程。

2.1 案例设计思路

教学案例所涉及的教学内容包括理解与熟练应用常用的字符串处理方法，如str.join（iter）、str.lower（）、str.upper（）、str.split（sep=None）、str.count（sub）、str.replace（old，new）、str.center（width，fillchar）、str.strip（chars）等方法。在進行有关教学活动设计时需要考虑Python编程如何“用”的问题，具体包括：首先，用通俗易懂的语言引入需要讲解的常用字符串处理方法；其次，用专业术语与大学生行为特征语言分别解释常用字符串的含义；第三，用具体常用字符串的案例，解释如何使用常用字符串处理的方法，其采用的解释语言为专业术语与大学生行为特征语言相互融合的语言；第四，用提问的形式让学生回答相关问题，回答所采用的语言形式为上面所强调的语言形式；第五，对学生回答问题的情况进行相关评述与总结。具体考核评价指标有：学生能够用专业术语理解常用字符串处理方法的含义；学生能够用大学生行为语言形象地去理解常用字符串处理方法的含义；学生能够熟练使用常用字符串处理方法；学生能够在具体的编程中熟练使用字符串处理方法；学生能够理解字符串处理方法规律与学生芳华人生阶段所应有的行为规律之间的内在联系及其意义。

2.2 案例教学过程

该案例教学过程主要涉及：导入需要讲解的常用字符串处理方法及对应案例，如str.join（iter）与a="，".join（"12345"）；用Python程序设计中所采用的专业性术语解释常用字符串处理方法及案例的含义；借用大学生行为语言解释常用字符串处理方法及案例的含义；用推演法，进一步分析字符串处理方法中所折射出的科学规律与人生芳华之阶段行为规律之间的内在联系；提出相关问题，让学生采用以上步骤中所采用的具有多种特征的语言形式去回答相关问题；评价与总结学生回答问题的相关情况。

典型教学案例讲授步骤如下：

步骤1： 知识点：a=str.join（iter）

步骤2： 知识点讲授（专业术语角度）： iter是一个具备迭代性质的变量，该变量将str字符串插入iter变量的元素之间，形成新的字符串，且新的字符串作为一个值，赋给变量a。

步骤3： 实例：a="，".join（"12345"）

步骤4： 实例讲授（专业术语角度）：str变量的位置被逗号替换（str代表的是字符串类型的变量），iter变量的位置被字符串： "1，2，3，4，5"替换，这样当在Python运行环境中执行"，".join（"12345"）指令时，字符串常量"12345"变成了"1，2，3，4，5"，且把该值赋给了变量a。

步骤5： 技术难点：迭代与赋值

步骤6： 技术难点讲授（专业术语角度）： 迭代是对计算机特定程序中需要反复执行的对象（或者常量，或者一组指令）进行重复，即重复执行程序中的循环，直到满足某条件为止，称为迭代。赋值是将某一常量（数值、字符串等）赋给某个变量的过程，称为赋值。

步骤7： 专业语言角度解释的局限性：很明显，对于从来没有接触过编程非计算机专业的工科学生的同学而言，要从专业语言的角度真正理解以上两个专业词汇的含义，从客观而言，充满着很大的挑战。

步骤8： 讲授（学生行为规范语言角度）：迭代：假设某个学生A，每天6点半左右去图书馆学习，则A每天去图书馆学习的行为称为迭代行为。这里的迭代行为与知识点中所涉及的迭代处理方法从表现形式而言，均具有重复性处理某件事情的属性。由此可见，这两种机理完全不同的行为在表示层达到了融合。赋值：学生A到图书馆学习，前提条件是要有座位。从信息融合表示层面而言，学生坐到座位上的过程相似于一个常量赋给一个变量的过程。这样，可以从本质上对赋值进行及进一步地解释：变量本质上是为了在内存中开辟一个空间，用来存放一个常量，这个过程就是赋值过程。

步骤 9： 融合语言推演-针对实例

a="，".join（"12345"），在以上指令中，逗号"，"分别插入（迭代行为）到字符串"12345"中，生成： "1，2，3，4，5"的过程，相似于学生A每天早上6点半左右去图书馆学习的迭代行为，把生成结果`1，2，3，4，5赋给变量a的过程，相似于学生在早上6点半左右去图书馆学习找位置且坐到位置上的过程。

步骤10： 融合语言推演--针对大学生行为

学生A的學习行为，是迭代与赋值共存的学习行为，在迭代与赋值中，体现了自律（每天早上6点半去图书馆，自律的表现）、积极向上、持之以恒（迭代）的精神风貌。若每个学生像学生A一样，迭代与赋值的共存将令学生的大学之芳华岁月变得更加精彩与美好。

步骤11： 典型案例分析（融合语言进一步推演）

通过从实例与大学生A行为两个角度对迭代与赋值的融合语言推演，让学生深刻地理解了迭代与赋值在其芳华之大学时光中的重要性。需要指出的是：以上指令a="，".join（"12345"）的迭代与赋值与大学生A的迭代与赋值的发生均需要有其支撑的环境。若指令a="，".join（"12345"）脱离其运行环境，则其迭代与赋值行为只能是纸上谈兵。同样的道理，若案例中的大学生A的迭代与赋值行为脱离大学校园，则恰似断了线的风筝，是那样的苍白与无助，纵然内心有着积极向上、锐意进取的求知欲。这个世界原本就没有无根之木，也没有无源之水。每个大学生之所以今天能在这里幸福地学习与生活，离不开伟大的祖国母亲给大家提供的安定、和平、幸福的大环境。因此，每个大学生除了每天努力地学习外，应该在内心深处心怀对祖国母亲的爱，内心深处应具有家国情怀，内心深处应具备高尚的道德情操，让自己在大学这个人生的芳华阶段中，真正成长为一名德智体美劳等全面发展的新时代大学生。

图2展示了本案例如何将字符串处理方法、迭代与赋值和大学生行为语言之间进行融合的过程，让学生不仅轻易地理解了字符串处理方法、迭代与赋值的含义，而且深刻地感受到若将把字符串处理方法、迭代与赋值以及由其运行的承载环境等技术行为推演到学生的学习、爱国、家国情怀等行动中来，其必然对学生的人生产生深远的影响。另外，让学生很容易理解所讲授的知识点及把知识点熟练地应用于实际的编程中。

本案例在实施过程中主要采用了理论教学法+案例教学法+推演教学法等教学方法。之所以采用这些教学模式，主要考虑到这些原因：编程语言专业术语具有抽象的属性特征；所授课的非计算机专业工科学生的计算机编程基础弱。用学生行为特征语言去解释晦涩难懂的编程语言中的专业术语。

预期所取得的教学效果有：让编程语言专业术语在学生行为特征语言的推演下，去掉了其抽象属性；同时，有助于学生从本质上真正理解其所代表的科学含义；进一步启发了学生对编程语言学习的兴趣；让学生从更深层次理解与懂得了原来编程中的科学规律与学生大学阶段应有的行为特征规律具有相似性，从而让学生更加懂得了自己在大学的芳华人生该如何度过的重要性。

3 总结

本文在分析非计算机专业工科学生在学习Python中存在的诸多问题后，提出了字符串处理方法——迭代与赋值共存之芳华的教学案例，期望用专业术语对编程中的字符串处理方法的解释，能够培养学生计算机编程的专业素养；期望用大学生学习的行为语言去进一步解释编程中的字符串处理方法，让其去掉了抽象属性的一面，具有了直观的特征，从而让学生能够进一步理解其含义与如何科学地应用；期望用字符串处理方法的运行特征以及其运行环境所折射出的规律，对学生如何度过大学之的芳华时光具有重要的启示与激励作用。

Python中涉及大量的专业术语，如何把这些庞杂抽象的专业术语映射成大学生行为规范语言能够解释的语言以及如何科学有效地建立这些庞杂抽象的专业术语与大学生行为特征语言之间的融合关系，依然存在一定的挑战，这也是今后需要努力的一个方向。在课程思政纲领的指引下，进一步挖掘Python中专业术语与大学生行为规范语言之间的融合关系，将价值引领寓于知识传授过程中，推进课程思政建设，提升育人实效[7]。

参考文献：

[1] 朱雄泳，张菲菲，陈忆群，等.新工科《Python程序设计》课程改革探索[J].电脑知识与技术，2020，16（24）：131-133.

[2] 宋鸿梅，曹志民，韩连福，等.Python编程语言实例教学探讨[J].电脑知识与技术，2022，18（2）：158-159，177.

[3] 王玲芝， 杨须栋. 浅谈高校“课程思政”建设的意义[J]. 科教论坛， 2019（12）： 75-76.

[4] 石书臣.正确把握“课程思政”与思政课程的关系[J].思想理论教育，2018（11）：57-61.

[5] 高德毅，宗爱东.从思政课程到课程思政：从战略高度构建高校思想政治教育课程体系[J].中国高等教育，2017（1）：43-46.

[6] 童蔚苹，陈淑燕，杨帆，等.课程思政元素挖掘与教学实践研究——以“Python数据结构与算法”为例[J].教育教学论坛，2021（34）：14-17.

[7] 何秋红.立德树人视域下新工科课程思政建设路径研究[J].闽南师范大学学报（哲学社会科学版），2021，35（4）：143-149.

【通联编辑：王力】

收稿日期：2022-04-19

基金项目：淮阴师范学院校级“课程思政”建设研究项目（No.SZJG024） ；产学合作协同育人项目（202102326010） 资助

作者简介：王昕（1975—），男，甘肃天水人，副教授，博士，主要从事模式识别与智能系统研究以及Python程序设计、Java程序设计等课程的教学与教研工作；齐金山，副教授，博士。