Python程序设计课程思政教学案例的设计与实施

摘要：以Python程序设计课程为研究对象，探索了一种用课程知识点将相关连贯的若干实例整合成案例，以案例为载体实现课程知识点与思政元素的多触点融合，让学生在学习过程中，既能吸吮专业知识，又可启发学生去思索课程知识点中蕴藏的思想闪光点，自觉、自愿地将其根植于内心。

关键词：Python;程序设计;课程思政;教学案例;思政元素

中图分类号：G642        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2022）17-0126-02

1 引言

课程思政是指在通识课、专业课的教学过程中融入思政元素的教学实践活动，是落实立德树人根本任务的重要抓手，是坚持全员、全方位、全过程育人的有效机制，是隐性思政、大思政教育的具体体现[1-3]。课程思政强调在显性进行课程知识教学的过程中隐性地进行思想政治教育，将挖掘的各种思政元素融入课程教学中，使学生在學习相关课程知识的过程中悄无声息地把思政课程所传授的内容反刍、消化，并内化为自己的价值观、人生观和世界观[4]。

Python 程序设计语言具有简洁、开源、高效和庞大的计算生态等特点，使其在大数据、数据分析和人工智能等领域得到广泛使用，快速成为最热门的程序语言之一，很多高校也纷纷把它作为公共课和某些专业的专业课进行开设[5]。教师在教学实施过程对学生思想的引导既不能像思政课程一样显性进行，也不可能如通识课程一样有丰富的对接点。结合笔者的教学实践经验，采用案例教学是一种切实有效的途径，通过精心打磨的案例，将甄选出的思政元素融入专业知识点中，从而在教学过程中实现教师和学生思想无息地碰撞，学生在学习、掌握课程知识点的同时，将案例中蕴含的思想政治教育理论知识、价值理念以及精神追求内化为自己的人生观、价值观和世界观。

2 典型案例设计

在诸如Python 程序设计这样的专业课程教学中，如果采取显性、强加的方式，一味追求上出“思政味”，不会取得太好的效果，还有可能影响学生对课程知识点的吸纳[6]。因此，在开展“课程思政”时教师应致力于设计出富含思政元素的专业教学案例，在恰当的教学节点中嵌入思政内容，让学生在接受专业教育的同时，利用对专业知识的认可，达到对思政教育内容的确认和巩固，从而达成思政教育目标[7-8]。在教学实践中，探索了一种以教学案例为载体，以案例教学驱动的课程思政实施新思路。一个案例由多个实例组成，各实例将前后衔接相关的知识点和其中蕴含的思政元素绞合为一个链，课程知识点和挖掘的思政元素多触点融合。随着案例中各个实例的层层演进，学生通过“学中思”“做中思”，将案例中蕴藏的思想政治理论多角度、多层次地烙入内心。

案例1：求最大公约数

本案例要求编程求出两个正整数的最大公约数，整个案例由4个连贯的实例组成，分别采用从前穷举法、从后穷举法、更相减损法和辗转相除法实现，同时用几组测试数据简单分析每种方法需要循环的次数，进而引入算法时间复杂度的初步概念，最后用1万组10，000以内的随机正整数测试每种方法所需运行的时间，得出辗转相除法的运行效率略好于更相减损法，而远远优于穷举法，如表1所示。

本案例的课程知识点要求学生掌握循环结构、time库常用函数的使用，了解算法时间复杂度的概念及意义。

本案例蕴含的思政元素有三点：其一是对于求最大公约数这个问题，先后采用从前穷举法、从后穷举法、更相减损法和辗转相除法来实现，算法不断优化，运行效率不断提升，从中让学生体会无论是程序设计，还是完成其他事情，都要秉承精益求精、追求卓越的工匠精神。其二是重温习近平总书记关于“找到全社会意愿和要求的最大公约数是人民民主的真谛”的讲话，从中深入理解我党提出的政治协商、统一战线、民族团结和人类命运共同体的出发点和落脚点。其三是更相减损法出自我国古代的《九章算术》，说明我国古代在数学上已有相当的成就，从而激发学生的爱国热情和民族自豪感，增强文化自信。

案例2：绘制国旗

本案例要求绘制中华人民共和国的国旗，整个案例由4个相互关联递进的实例组成。实例1要求学生查询五角形的形状规范和红五角星对中国革命的意义，用turtle库函数和顺序结构画一个红五角形。实例2引导学生用循环结构实现五角形的绘制。实例3进一步要求编写一函数能绘制指定颜色和倾斜角度的五角形。实例4要求学生通过查询中华人民共和国国旗标准，利用上一实例定义的函数绘制五星红旗。

本案例的课程知识点要求学生掌握turtle库绘图函数的使用，掌握顺序结构、循环结构的特点及实现方式，掌握函数的定义、调用方法。

本案例蕴含的思政元素主要有两点：一点是通过了解红五星和国旗的故事和其中包含的丰富革命精神，通过自己动手编程绘制红五星和国旗，使爱党、爱国和爱军的革命情怀得以在学生的心中得到升华，精神得以洗礼，进一步坚定信念。另一点是绘制五角形从顺序结构到循环结构，再到函数，让学生明白做事流程化、结构化和模块化的重要性和意义，培养学生善于观察事物，从中总结、归纳规律，按规律办事的思维。

案例3：中国、印度和巴西GDP及增速对比

中国、印度和巴西都是发展中国家，1980年三国的GDP分别为1，911、1，863和2，350亿美元，三国GDP的差异不大。但到2020年，三国的GDP分别是147，300、26，200和14，440亿美元，中国已跃升为世界第二大经济体，把印度、巴西远远抛在身后。为什么起步相同的三个国家，四十年后经济发展差异如此巨大，背后的原因是什么，中国做对了什么？本案例利用numpy库从CSV文件中读取中国、印度和巴西三国从1980年到2020年间各年的GDP和增长速度数据，并用matplotlib库绘制成双坐标折线图，如图1所示。教师让学生通过观察GDP曲线和增速曲线之间的关系，发现中国GDP长年保持了稳定、较高的增速，四十年从量变到质变，中国经济实现了质的飞跃，而印度的GDP增长速率长年过低，巴西的GDP增长速率不稳定，时高时低，有些年份还出现负增长，随着时间的推移，它们与中国的差距越来越大，从而得出中国改革开放四十年来保持相对较高、稳定的GDP增长速率是中国取得经济奇迹的保证。在此基础上，教师引导学生探讨并得出中国坚持党的领导、坚持走中国特色社会主义道路是中国GDP能保持长期稳定、高速增长的根本原因。

本案例的课程知识点要求学生掌握利用numpy库存取、处理成批数据，学会使用matplotlib库绘制图形、图表。

本案例蕴含的思政元素主要有两点：其一是案例中揭示了量变到质变的唯物主义科学道理，说明只要每个阶段提高得多点，坚持得久一点，最终就会收获本质的改变，引导学生在学习、工作中要相信坚毅的力量，培养不轻言放弃、努力坚持的品质。其二是中国能取得今天的经济成就与中华文明深厚的文化底蕴、坚持的社会制度、党的治国理政理论和选择的道路密切不可分，从而激发学生的文化自信、制度自信、理论自信和道路自信。

案例4：各地“十四五”规划词云

近期，各地都制定和发布了本地区的经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要，明确了未来5年本地区社会经济要实现的目标和工作重点，擘画了未来15年的发展蓝图。本案例让学生利用jieba库对家乡城市经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要进行分词和词频统计，并借助wordcloud库生成词云以展示高频词汇，从而直观解读规划纲要的要点，快速了解家乡的发展方向和重点，如图2所示。

本案例的课程知识点要求学生能利用jieba库进行中文文本分词和词频统计，了解wordcloud库生成词云的工作原理和使用方法。

本案例蕴含的思政元素在于学生通过对家乡经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标纲要的词频分析和词云绘制，可直观、快速地了解家乡发展取得的成就，明晰家乡的产业布局和发展重点，有利于学生做好学业计划和职业规划，激发学生热爱家乡、建设家乡和报效祖国的情怀。

3 结束语

在Python程序设计这样的专业课中实施课程思政，要求教师转变观念，有目的地在教学方法、手段和内容上进行课程思政改革的创新、实践。通过潜心制作的案例可以将课程知识点和蕴藏的思政元素自然、无痕融合，让学生在学习过程中，既能吸吮专业知识，提升自身的编程能力和计算思维素养，又可启发学生去思索知识点中蕴藏的思想闪光点，自愿、自觉地将其根植在内心中，外化为今后行动的指引。实施课程思政是教师提高自身德育水平、政治站位和思想觉悟的过程，是与学生产

生思想上共振、共鸣的过程，也是教师从授课教师蜕变为教育工作者的过程。用知识点将相关连贯的若干实例整合成案例，以案例为载体实现课程知识点与思政元素的融合，为程序设计类课程的课程思政改革探索了一条切实可行的思路。

参考文献：

[1] 把思想政治工作贯穿教育教学全过程——全国高校思想政治工作会议交流发言摘编[N].人民日报，2016-12-09（10）.

[2] 赵继伟.“课程思政”：涵义、理念、问题与对策[J].湖北经济学院学报，2019，17（2）：114-119.

[3] 邓晖.从“思政课程”到“课程思政”——上海探索构建全员、全课程的大思政教育体系[N].光明日报，2016-12-12（8）.

[4] 巩茹敏，林铁松.课程思政：隐性思想政治教育的新形态[J].教学与研究，2019（6）：45-51.

[5] 张娜.Python程序設计课程思政探究与实践[J].电脑知识与技术，2021，17（14）：149-151.

[6] 杨威，汪萍.课程思政的“形”与“质”[J].马克思主义与现实，2021（2）：195-202.

[7] 李静，胡国华.Python语言程序设计课程思政资源挖掘及教学路径探索[J].计算机教育，2020（1）：24-28.

[8] 王亚萍.《Python程序设计》课程思政改革的几点思考[J].智库时代，2020（10）：146-147.

收稿日期：2021-08-27

作者简介：和力（1971—），男（纳西族），云南丽江人，副教授，硕士，主要研究方向为教育信息化、软件工程和大数据分析。