Python程序设计课程“线上+线下”混合式教学改革与实践
2023-04-29张铭璐王丽丽
张铭璐?王丽丽
摘要:以Python程序设计课程为例,对“线上+线下”混合式教学模式进行剖析,针对存在的问题,提出课程改革的一些思考和想法。采用案例教学法,依托职教云和蓝桥云课等在线教学平台,增强师生之间的互动,提高学生的学习兴趣和实践能力,最终达到提高教学质量的目的,同时将思政教育融入课堂教育教学全过程,实现全程全方位育人。教学实践表明,这些改革能较好地提高课程的教学效果,为改进国内高职院校程序设计类课程教学提供参考。
关键词:Python;混合式教学;案例教学法;职教云;蓝桥云课
一、前言
目前,“线上+线下”混合式教学模式已成为课程教学的主流手段之一,依托于超星尔雅学习通、职教云等线上学习平台,帮助学生线上自主学习,结合线下教学实现翻转课程、混合式教学。但目前采用混合式教学模式也仍然存在一些问题。本文以Python程序设计课程为例,对“线上+线下”混合式教学模式进行剖析,分析存在的问题,并提供一种有效提高混合式教学质量的方法。
二、Python程序设计课程的发展历程
近年来,Python语言在全球引起了广泛的关注,在IEEE Spectrum编程语言排行榜以及TIOBE排名上都位于前列。Python是一个开源语言,它的语法简单,功能强大,具有丰富的第三方库,可以高效开发各种应用程序。目前,国内外众多高校的人工智能、云计算应用技术、软件技术等专业都将Python程序设计作为专业必修课,也有高校将Python程序设计作为本专科学生的计算机基础课[1]。克拉玛依职业技术学院 从2021年春季学期开始,在信息工程系的所有专业开设了Python程序设计课程,作为编程入门语言课程。学习一门语言,并不仅仅是学习如何编程,而是学习如何分析问题和解决问题,培养学生的计算思维。Python是一门实践性和应用性很强的课程,要求学生能够熟练运用Python技术,解决生活中遇到的各种问题,进而胜任企业软件开发的要求,它丰富的内涵使学生感到知识范围比其他课程广泛,而且不易把握重难点[2],仅靠课堂时间不能进行深入探索,因此,该课程的授课方式采用“线上+线下”混合式教学模式。
三、Python程序设计课程混合式教学模式存在的问题
目前,“线上+线下”混合式教学的组织形式一般分为三个阶段:课前准备、课堂教学和课后巩固。课前准备和课后巩固环节一般通过职教云、学习通等线上学习平台发布一些教学资源和任务,帮助学生做好课前预习和课后复习,而课堂教学则以学生为主,教师主要负责引导和答疑,帮助学生解决在学习过程中遇到的问题,实现翻转课堂。Python程序设计课程通过“线上+线下”混合式教学模式,培养学生的实际开发能力,学生能够运用所学的Python知识编写简单的小程序,同时,线上学习还能提高学生的自主学习和独立思考能力,翻转课堂的应用也能让学生的表达能力得到很好的提升,但仍存在一些问题亟待解决。
(一)高职学生水平参差不齐、自律性较差
虽然Python程序设计课程采用了“线上+线下”混合式教学,但教学效果并没有达到预期。克拉玛依职业技术学院高职学生水平参差不齐,有些学生没有任何编程基础,再加上学生的自律性差,线上学习有时只是应付了事,缺乏学习兴趣和主动性。因此,课堂上只能是以教师讲解为主,将线上知识点拿到课堂重新学习,学生则是模仿教师的操作“照葫芦画瓢”,参照案例中的代码机械地敲键盘,遇到实际问题不知从哪里打开突破口,一脸茫然,不能运用所学知识和编程思维去解决问题[1]。如何引导自律性不太高、配合性比较差的学生主动参与实践过程,提高编程的兴趣,是Python程序设计教学实践需要研究的问题。
(二)线上学习多以理论知识为主,缺少在线实验平台
课程线上学习主要采用职教云平台,学生通过观看微课视频、课件等教学资源完成课前预习,也会设置一些测试题来保证学生的学习质量;课后,通过平台发布作业,进行拓展练习。但对于程序题,学生往往无从下手,或者写了几行代码后发现错误,又不知如何修改,往往只能等课堂上教师讲解后再完成,缺少一个好的在线实验平台。
(三)教学评价方式不够完善
目前,学生的考核评价仍是由平时成绩和期末成绩两部分组成,平时成绩包括出勤率、作业的完成情况和课堂表现,期末考试采用上机考试的方式,题目从题库中随机抽取,题型包括选择、判断、程序填空和编程题等。这种评价方式对学生的学习过程没有起到有效的监督和评价,不能满足混合式教学模式的要求,没有将线上学习纳入考核范围,因此,不能对学生的综合表现进行客观的考核与评价。
四、Python程序设计课程教学改革方案
(一)采用案例教学法,提高学生编程兴趣
20世纪初,哈佛大学创造了案例教学法。即围绕一定的培训目的,对真实的情景进行典型化处理,形成供学员思考分析和决断的案例,通过独立研究和相互讨论的方式,提高学员分析问题和解决问题的能力。将这种方法应用到Python程序设计教学过程中,改变以往传统程序设计教学中采用水仙花数、百钱买百鸡等经典算法教学方式[3],而导致学生不知所云的现象。
结合克拉玛依职业技术学院 高职学生的特点,将他们在生活中可能见到的现象或问题融入教学案例,提高他们的学习兴趣,比如在讲分支语句时,设计一个摄氏华氏温度转换,或是千焦—大卡转换的案例,学生可以选择一个同类型案例来完成。选择案例后先引导学生进行分析,然后利用IPO(Input,Process,Output)方法辅助编程,同时对其中涉及的最实用的方法和技巧进行讲解,通过这种方式培养学生独立思考以及用程序解决实际问题的能力。一个班级的学生水平参差不齐,学习能力也有差异,因此,对于案例内容还需要由易入难,循序渐进地进行规划与设计,既要照顾到基础差的学生,这部分学生可以通过完成简单的案例,打牢基础知识,提高编程兴趣;也要考虑提高基础好的学生的学习积极性和主观能动性,这些学生可以在完成简单案例的基础上完成一些有难度的案例,提高分析问题和解决问题的能力。同时,可以将基础好的学生和差的学生组成一个学习小组,充分发挥“传帮带”的作用。
采用这种教学方式能够提高学生自主学习、分析问题和解决问题的能力,激发学生的学习兴趣,学会沟通与合作。在教学过程中,可以加入一些奖励机制,比如主动回答问题、积极帮助同学等,对此给予加分,以奖促学,激发学生学习的积极性。
(二)引入蓝桥云课在线实训学习平台,提高学生自主编程能力
目前,Python程序设计课程线上采用职教云平台。学生在课前和课后通过观看职教云平台的微课视频和PPT,做练习题来完成课前预习和课后复习。这些内容以理论知识为主,虽然有一些编程练习,但学生在拿到题目后,要么无从下手,要么从网上能找到类似的答案,但看不懂代码,不会修改,要等到课堂上教师再次讲解后才能完成,缺乏独立思考并解决问题的能力。
蓝桥云课是国内领先的IT在线编程及在线实训学习平台,有专业导师提供精选的实践项目,学习者不需要配置繁琐的本地环境,随时随地可以在线流畅使用。因此,在Python教学过程中,教师使用蓝桥云课作为学生的实训平台,可以在蓝桥云平台创建课程、管理班级以及了解学生的学习情况等。在课程创建后,可以使用云课中的Python语言程序设计实验课资源,包括开始Python之旅、变量和数据类型、运算符和表达式等19个在线动手实验和4个实战场景挑战,如图1所示。
学生加入课程后,可以在实训平台进行学习和编程,每一个实验都包括实验内容介绍、知识点的讲解、代码练习以及运行效果等内容,按照实验步骤可以一步步独立完成,很适合初学者学习。学生通过多写多练,可以掌握Python的基础语法知识,在每次独立完成一个实验后,学生都会有一种成就感,而这种成就感可以提高他们学习编程的兴趣和自信心,促成良性循环。蓝桥云平台还可以实时监测学生的学习进度、每个实验的完成情况等,对每个学生还会生成总体学习情况数据,这些数据可以作为线上考评的依据。教师根据线上学习反馈的数据,及时了解学生的知识点掌握情况,并有针对性地进行课后辅导和答疑,同时实时更新教学进度和计划,提高混合式教学质量。
(三)构建线上线下相结合的教学评价模式,注重过程性考核
课程改革的最终目标是提高教学质量,让学生更好地掌握专业知识与实践技能[1]。Python程序设计课程采用线上线下相结合的授课方式,这就需要教师对学生线上线下的学习情况进行综合评价与考核。学生的最终成绩除参考传统的考勤、课堂表现、平时作业、期末考试外,还需将学生课前、课后通过职教云和蓝桥云课观看视频情况、测试成绩、实验完成情况等作为过程性考核的依据。为保证教学评价的全面及科学性,课程采用“线上+线下”、过程性与最终性相结合的教学评价模式,将教学评价融入课程教学的每个环节,贯穿整个教学活动的始终。课程成绩具体的评定方案为:过程性评价占总成绩的60%,包括课前、课中和课后三个阶段,涵盖线上线下两部分学习数据;而最终性评价占40%,主要为期末成绩。
这种考核方式能够综合考查学生学习的全过程,不以一次成绩论结果,不仅能够督促学生端正学习态度,认真对待每一次课,还能提高学生线上学习的积极性,真正达到自主学习的目的。
(四)校企合作,共建实训教学资源
企业拥有丰富的软件开发行业经验,并熟知软件开发行业的动态和用人需求,现在越来越多的高校都采用校企合作、专业共建的方式来培养人才。校企合作可以促进教育资源的共享,将学校和企业的资源优势相互结合,提高教育质量和学生的综合素质。同时,学生通过实践也可以更深入地理解所学的理论知识,更好地将理论知识应用到实践中,提高自己的学习能力。
校企合作共建“Python程序设计”课程的教学资源,以企业需求为导向,融入当下前沿知识,对Python教学内容进行重构,制定切实可行的人才培养方案,并有针对性地创建实训教学资源库,激发学生的学习兴趣,培养学生的实际项目开发能力[4]。同时,依托大数据和云计算技术,建立“线上+线下”的数字化新形态课程内容,为学生提供更加丰富的学习资源,在设计案例时融入企业实际工作任务,帮助学生了解行业相关信息,提升岗位认知能力,为学生搭建更好的学习成长平台。
(五)以赛促教,建设技能大赛育人平台
近几年,全国各级计算机竞赛日益增多,其中在自治区职业院校技能大赛中,软件测试、大数据技术与应用、人工智能等赛项都要求使用Python语言去解决问题。以技能大赛为重要载体,促进Python程序设计课程实践性教学的发展,全面提高学生的专业技能,改革学科式培养技能人才的教学方法,调动学生学习的积极性,培养他们的实操能力,使其养成良好的团队合作意识和竞争意识,促进本专业的健康发展。
充分发挥“以赛促教、以赛促学”的导向作用,以工作室导师制模式培养学生,通过积极备赛培养学生的能力,提升指导教师的业务水平。积极承办自治区技能大赛移动应用软件开发、人工智能、大数据技术赛项,为自治区同类院校提供大赛平台,共享资源,更好地为新疆同类院校服务。
(六)融入思政教育,实现全程全方位育人
近年来,国家先后出台了一系列关于高校思政教育的文件,强调要坚持把立德树人作为中心环节,将思想政治教育融入课程教学的各环节、各方面[5],推动学生思想政治素质的全面提升,实现职业技能和职业精神的高度融合。那么,在当前大思政教育背景下,在“线上+线下”混合式教学成为主流的前提下,如何将思政教育更好地融入Python程序设计课程,真正实现育人和育才相统一,是需要思考并解决的问题。
该课程并不是单纯地直接去讲思政内容,而是将思政元素自然融入教学案例和教学活动过程中,形成一套完整的思政体系,真正实现“润物细无声”的效果。通过选择一些具有正能量,能够激发学生爱国爱岗之心的案例,培养学生的爱国情怀,树立正确的社会主义核心价值观;通过分小组讨论,培养学生团队协作能力,形成互帮互助的良好学习氛围;通过线上平台的学习,培养学生独立自觉的学习态度,提高学生的逻辑思维能力;在指导学生的过程中,培养学生精益求精的品质和认真严谨的工匠精神[5]等,让学生从学习中学会做人的道理,真正实现全程全方位育人。
五、课程改革创新
Python程序设计课程“线上+线下”混合式教学改革,结合本专业人才培养需求以及学生情况,采用职教云、蓝桥云课线上教学平台将Python程序设计课程打造为“线上+线下”混合式课程,搭建了课外学习与课堂教学的沟通桥梁,其教学改革的创新包括:
1.针对目前高职院校学生的特点,利用电脑、手机等多媒体平台,提高学生学习的积极性和主动性,培养学生自主学习的能力。
2.采用蓝桥云课在线教学实践平台,使学生能够根据引导,独立完成实践项目,在提高学生逻辑思维能力的同时,也提升了学生学习编程的自信。
3.在信息技术快速发展的环境下,将各种网络资源进行有效整合和利用,校企共建不断充实和完善课程的教学资源,为学生搭建更好的学习成长平台。
4.采用线上教学平台,教师能够实时跟踪、掌握学生的学习情况,并及时调整教学计划,不断进行教学反思,提高整体教学效果[6]。
5.将思政教育融入课程教育教学全过程,坚持把立德树人作为中心环节,真正实现全程育人、全方位育人。
六、结语
本文对Python程序设计课程进行了教学方式和评价体系的改变,通过两个学期两个班的教学实践对比发现,学生不仅期末考试的成绩提高了,学习编程的积极性也提高了,愿意通过编程解决学习中的问题。采用案例教学法,结合职教云和蓝桥云课在线平台,提高了教学质量,通过设置更加贴近生活的实践练习,提升学生的实践能力,培养学生的计算思维,同时将思政教育融入课程教育教学全过程,培养堪当民族复兴重任的时代新人。实践表明,本文提出的Python程序设计课程“线上+线下”混合式教学改革新方法符合职业院校培养高素质职业能力人才的要求,对国内其他院校该课程的教学质量改进具有借鉴意义。
参考文献
[1]冀全朋,严海升.Python程序设计课程教学改革与实践——基于项目教学模式[J].西南师范大学学报(自然科学版),2021,46(11):90-95.
[2]罗平娟,吴晓刚,李珏,等.Python程序设计线上线下混合式课程教学体系改革研究[J].电脑知识与技术,2021,17(17):126-127+137.
[3]柳青.Python系列课程的案例教学实践[J].电脑知识与技术,2018,14(15):133-134+138.
[4]张雪莲.以职业需求为导向的Python程序设计教学改革研究[J].计算机时代,2022(3):86-88+91.
[5]虞菊花,常兴治.课程思政视角下在线开放课程建设探索与实践——以Python程序设计基础课程为例[J].常州信息职业技术学院学报,2023,22(1):47-50.
[6]任翠池,陈庆惠,李汉挺.线上线下混合教学模式在《Java程序设计》课程中的应用与实践[J].电子世界,2019(2):55+57
基金项目:1.《Python程序设计》课程线上线下教育融合难点研究(课题编号:KZY2022-23);2.中国高校产学研创新基金(课题编号:2021RYC02001)
作者单位:克拉玛依职业技术学院