创新创业背景下Python程序设计课程教学设计与探索

2023-04-05王婷田晨何建华

创新创业理论研究与实践 2023年3期

王婷，田晨，何建华

（1.南京财经大学管理科学与工程学院，江苏南京 210023；2.南京大学天文与空间学院，江苏南京 210023）

2021年9月，国务院办公厅发布《关于进一步支持大学生创新创业的指导意见》，明确了对高校教师提升创新创业教育教学能力的要求，通过改革教学方法和考核方式将学术前沿与实践经验融入课堂[1]。创新创业教育是以培养具有创业基本素质和开创个性的人才为目标，以培育在校大学生的创业意识、创新精神、创新创业能力为主的教育。在以学生为本的教育理念下，“任务驱动”的教学方法有利于激发学生的学习兴趣和提高学生自主学习的积极性[2]。

在新文科时代，数字化逻辑思维在经管类专业学生培养体系中的作用也愈发突出。信息技术已成为社会经济管理问题的重要研究方法和研究范式，培养一批掌握大数据、人工智能技术的高端经管人才，是当前财经院校的重要使命[3]。随着时代背景的信息化，计算机编程能力也已经成为高校学生未来就业的重要竞争力，计算机编程课程也在经管类高校中受到越来越多的重视[4]。

目前，部分财经类院校在计算机编程的教学中还存在以下几个方面问题：

（1）财经专业学生平均编程思维和动手编程能力相对较弱。财经类院校经管类专业主要有管理学、经济学、金融学、会计学和市场营销等专业，文科生在这些专业中占比较大，相较于理科生，他们往往具有较强的语言想象能力和较低的逻辑思维能力。

（2）传统财经院校计算机编程课授课内容过于陈旧，鲜有与财经专业知识相融合的授课内容。由于学生缺乏编程思维，财经专业对计算机编程课的授课目标要求也不高，部分教师选择的课程内容难度过低。

（3）当前经管专业计算机编程课的课堂是“满堂灌”的模式，学生上课的积极性和动力不足[5]。学生和教师之间以及学生之间缺少语言的交流和思维的互动，学生只是被动接受知识，本是课堂主体的学生缺乏参与感，不利于激发学生课堂学习的创新。

（4）当前经管专业计算机编程创新创业教育质量缺乏科学有效的评价[6]。高校创新创业评价的结果缺少信度和效度，这会导致教学质量无法得到保证。

创业被认为是孵化创新和推动经济增长的长期驱动力[7]。财经领域的问题日益综合化、复杂化，推进学科专业交叉融合，培养财经人才宏观思维是专业发展的趋势。2021年3月，教育部发布《新文科研究与改革实践项目指南》[8]，各高校及各地方教育主管部门迅速反应。在新文科背景下，学科专业的知识整合、交叉融合发展是新文科建设的必然选择。依托财经学校品牌优势学科专业，开展“财经特色文科专业+新兴应用专业”改造，走特色发展之路，提高人才培养质量和竞争力。

综上所述，基于当前财经类院校程序设计教学现状，结合经管类专业学生自身的特点，将高校专业课程与创新创业的项目和竞赛有机结合，以提升学生自主学习意识和动手能力为目标，探索适用于经管类专业学生的计算机编程语言课程教学新模式，是一个十分重要的研究课题。

1 以项目和竞赛为驱动的课程教学改革

1.1 课程教学内容改革

新教改将Python 程序设计教学内容分成基础内容和课程延伸两部分，在内容选择上贯彻基础内容精简、课程延伸系统整合基础模块的理念。在长时间的教学观察中，对于没有编程经历的经管类专业学生，如果在编程课的前6 次课中没有形成计算机编程的逻辑思维，学生可能会逐渐放弃该门课程的学习，甚至产生抵触情绪，抱怨计算机编程太难和拒绝重新尝试。有效激发大学生创新创业的意识和精神是创新创业教育的首要任务[9]。

Python 里面包含了大量不同功能的内置函数，但这些内置函数都是以函数功能相对应的英文单词或单词的缩写词命名的（例如，求和函数sum 和积分函数integral 等），通过联系函数名字的语义自然会想到函数的功能。另外，还有一些内置函数具有相同的名字，但参数个数和返回值不同，使用方法大同小异，只需讲解或在例题中提及常见的几十种内置函数，向学生指出采用语义联系的方式记忆函数功能，这反而是经管类学生的强项。当编程用到时，还可以通过计算机命令查找所有内置变量和内置函数。

把教学活动转化为实际项目组织教学，让学生能够全过程参与，达到提升学生技能的培养目标[10]。基础内容是编程基础知识点，本课程包括10 次基础知识模块讲解和4 次案例教学。在课程后面设置四堂案例分析课，一方面起到整合前面所讲的10 个模块基础知识点的作用，另一方面开启Python 语言在不同专业领域的深层次探索的大门。案例一主要涉及Python 图形绘制函数库Turtle,通过绘制一朵玫瑰花，熟悉该库函数的工程，并进一步强化函数调用意识。另外，课后习题作业要求学生画出南京财经大学仙林校区风帆造型的校门，激发了学生使用编程软件艺术创造的兴趣和对该门课程的兴趣。案例三主要涉及CSV 文件的读取、Numpy 科学计算数据分析库的使用。案例四帮助学生初步了解机器学习的原理及算法，学习利用机器学习算法解决应用问题的能力，掌握SKlearn 库中常用机器学习算法的基本调用方法。

在课程开展中，高校和教师要为学生打造教育载体，积极引导学生参与企业管理创新、技术创新、项目建设以及其他创新创业相关的内容[11]。全国计算机等级证书是普通高校非计算机类专业本科生证明计算机水平的主流证书，2018年9月，全国计算机二级考试将Python 语言加入其中，这为该门课程提供了一个实践渠道。在课程的第一堂课上，教师就鼓励学生积极备考全国计算机二级考试，并在阶段性基础内容讲解完之后帮助学生画出历年真题中的相关题目，作为学生的课后作业或与学生当堂讨论。新课改在南京财经大学管理科学、工业工程和质量管理三个专业实践，开设时间是大学一年级第一个学期，在后面的学年中我们还考虑了课程效果的追踪，指导学生报名参加“五一”数学建模和 “阿里云”算法设计竞赛等。

1.2 课程教学方法改革

本课程采用任务驱动与课堂讲授相结合的教学方法，任务驱动的目的是培养学生对该课程学习的主动性、自主性和探索创新性，而课堂讲授将课件讲解、现场编程演示与学生上机验证三方面有机结合。任务驱动教学方法要求每个模块的课程都是以发布相关任务为起始，其中任务包括课后做作业、项目实战演练和竞赛等，通过设计问题激发学生学习的动机。具体而言，以任务为主线的教学方法实施过程如下：

（1）发布任务。任务的选择需要秉承应用性、趣味性和针对性三个原则。针对性原则是前提条件，要求每个模块的任务与讲授的课堂内容是匹配的，保证学生对知识点的学习兴趣能够得到充分激发[12]。而应用性和趣味性是驱动的主要动力，例如，当讲到Turtle库时，选择绘制的图片可以是生动有趣的卡通哆啦A梦或是学生每天出入校园看到的学校富有艺术性的校门。（2）课件讲解。通过科学的设计将教学内容模块化，将课堂讲解与微课和慕课等互联网教学模式相结合，方便学生在碎片化和网格化的时间学习。（3）难点操作演示。通过将教师机投放在学生屏幕上，教师将难点逐步演示和讲解，可以更快速地帮助学生理解。（4）学生上机演练。尽量留出一些课堂时间给学生上机演练，保证学生能够当堂消化重点和难点内容。

1.3 课程考核方法改革

物质奖励和评先评优能够营造积极的学习氛围，对促进创新创业教育发展具有重要作用，但仅靠物质奖励和行政力量推动易造成管理和考核的功利性[13]。一方面，本课程既对每堂课课后作业进行严格评价，有等级区分地奖励出色完成作业的学生一些学习用具，如U 盘、蓝牙鼠标、编程书籍和电子书阅读器等。另一方面，大力引导学生参与科研项目和去企业进行实践，指导学生通过计算机编程将学术论文里面的数据分析结果复现，或参与企业横向项目里面的数据分析工作[14]。让学生切实感受到本课程的用处，并根据参与工作量的多少获取实践学分。