基于成果导向的高职Python语言程序设计课程教学改革探究

刘丽　高雪

摘要：Python以其简洁的语言结构和开源性的特点使其越来越受到技术人员的重视。文章简述了Python语言的教学优势，并基于成果导向（OBE） 教育理念提出高职Python语言程序设计课程的改革思路，提出了教学模式和教学设计方案，探讨了课程的教学拓展和持续性学习改进方法。

关键词：Python语言程序设计；成果导向; 教学改革；教学设计；持续改进

中图分类号：G642        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2023）01-0160-03

1 引言

成果导向（Outcomes-based Education，OBE） 教育理念是以成果为导向、以学生为中心和持续改进的先进教育理念。在高职教育大力发展以及“新工科”教育背景下，将OBE引入工程类高职教育改革，具有重要的现实意义[1]。国务院发布的《关于印发国家职业教育改革实施方案的通知》中也指出要以促适应产业发展需求为导向，着力培养高素质劳动者和技术技能人才。因此，在高等职业教育过程中，明确学生的学习目的并有效帮助学生取得学习成果是教学改革中最重要的问题[2]。在面向计算机智能控制专业方向的高职学生教育时，为了培养计算机程序设计思维，需开设语言编程课，但目前基于学生基础，课程设计等方面，语言程序设计课程建设存在以下问题：1） 以初中为起点的五年制高职学生课程基础薄弱，学习习惯较差，往往枯燥的语言编程会打击学生的信心，同时意志力的缺乏导致其兴趣极易发生转移；2） 程序设计课程多数还是以C语言为主的传统程序设计，语言结构较为复杂，学生前期理解较慢的情况下很容易放弃；3） 程序设计课程是以语法思维为基础，无论初中为起点的五年制学生还是高中为起点的三年制学生，由于学习习惯较差，即使课堂能理解教学内容，课后的编程练习完成不够，也会导致无法到达预期的学习成果；4） 课堂上采取的案例化教学，多数以完成小程序设计任务为主，无法实现向实用性方向的转变，导致学生“学不致用”，进而无法理解如何使用编程解决实际问题，授课效果较差。基于以上问题，本文从教学内容设计、课程评价标准、教学案例分析以及教学持续改进等方面提出计算机智能控制专业“Python程序语言编程”教学课程改革的思路。

2 Python课程教学设计

2.1 Python语言优势

近年来，Python语言凭借特有的简洁语法和类型，越来越受软件技术人员的喜爱。轻语法和重视问题解决的Python语言相比于Java、C++等在教学内容上更适合学生学习，即使面对基础较为薄弱的高职学生而言，Python语言上手容易，语法结构简单的优势则更为明显，学生不需要花费大量的精力在语法的学习上，更有利于培养其解决问题和逻辑思维能力[3]。

Python语言完全开放源代码，且Python语言的革新遵循着一套规范而有约束力的程序，这使得Python语言可以保持持续的改进，这一点使得其在商业使用中具有非常强大的吸引力和竞争力。2018年9月随着全国计算机等级考试科目中加入“二级Python”，这也确立了Python语言在国内的地位。因此，各大高校相继推出了Python语言编程课，无论是工程类计算机基础还是专业课程教学，Python语言都拥有着巨大的优势。

2.2 Python语言的教学模式

对于零基础的学生在学习一门新的语言编程课程时，应循序渐进地引导学习，具体可分为以下六个步骤：认识语言、读懂程序、模仿编写、独立编写、解决问题以及实训操作。将语言编写的理论学习引入实训课程中独立解决实际问题是有效提高编程教学效果的途径[4]。Python语言因其语法结构简单，学生不需要花费大量时间去钻研语法的学习，在有限的课时里可以较多地引入用于解决实际问题的课程教学，这样可以极大地引发学生的学习兴趣。同时对于动手能力较强，思维比较活跃的学生来说，可以通过引入优秀的教学案例配合学生兴趣，能更有效地调动学生学习的积极性，必然会使编程教学事半功倍。

开展线上线下的混合教学模式可有效地提高教学效果。基于Python语言课程的基础知识理论部分，可采用线上教学如智慧树、慕课、超星等平台进行授课，授课过程中应用录制功能，方面学生课下对不能及时理解的知识点进行课后回顾和复习。线上教学时教师提前上传到平台中，材料中包括课程教学大纲、课件PPT、电子教材等，还可以充分利用平台资源，将与相关学习内容中的难点和重点相关的辅助学习资料上传到平台课程资料中方便学生及时查询。课后设置一定的基础练习题，学生可在线作答，学生的作答结果可实时接收，针对学生不理解的知识点做出及时的反馈。

线下授课主要分为课堂教学和实训教学。课堂教学以案例化和项目化教学为主，指导学生现场进行分组练习，学生可自行分组，每人承担不同的角色任务，过程中教师记录下任务完成情况。实训课程主要考查学生对基础理论课程应用到解决实际问题的能力，课程设置结合人工智能应用，例如通过Python语言编程实现操控机械臂搬运方块，并在过程中实现机器的智能学习等。课后要鼓励学生自主学习，由于Python课程是一门重视实践性和应用性的课程，需要学生不断的练习，并在实践中进行思考，有利于学生对基础知识的掌握。通过布置相关任务作业，使学生达到反复练习和巩固知识的目的。

2.3 Python教学内容设计

基于OBE教学理念，Python语言课程在设计时应注重全面提升学生的综合职业能力，并将理论教学与项目化教学相结合[5]。理论课教学中，除设计基础类教学外，还应该设计任务式教学，培养学生程序模块化、结构化、流程化的计算机思维和加强学生解决问题的能力[6]。结合项目的任务与要求，讲解完成项目所需的相关知识，使学生对项目有个感性认识，并在完成项目过程中将理论知识得以应用、总结和提高。在每次項目开始时统一给出基本的任务要求，让学生根据自己的理解与能力增加创新设计，以使项目完成更加合理。在任务选择上，可以增加一些趣味性更强的编程实例，例如在项目任务中添加类似设计制作“贪吃蛇”游戏，可以有效提高学生的学习兴趣。

在项目实训教学的过程中，除传授人工智能应用技术的相关知识与技能外，还应关注学生的团队合作、工作态度、创新发挥、沟通表达等综合职业能力。并且通过项目案例的实现，让学生了解、体验人工智能的乐趣，拓展学生的专业视野、提升学生的实践创新能力。例如在桌面机器人编程与应用实训课程中，从人工智能技术入手，引出基础编程工具Python的学习使用。通过Python程序的编写，实现机器从示教学习到深度学习，操控机械臂通过识别二维码和条形码来进行包裹分拣。经实验教学过程的验证表明学生的普遍接受程度较高，实训过程中也表现出了积极的学习态度和兴趣。

3 Python语言教学的拓展和持续改进

3.1 Python语言课程教学拓展

在“互联网+”的背景下，全国大学生技能竞赛，电子信息竞赛等比赛的日益增加，以及将Python纳入计算机二级等级考试等都对工科类高职院校中计算机人才的培养提出了更高的要求和新的方向[7]。同时，在OBE教学理念的驱动下，能够使学生学以致用也是教育发展的必然需求[8]。要让学生认识到，Python语言不仅是一门课程，更是一种应用工具。因此，教学中可以引用相关的竞赛题目，或者二级考试相关内容辅助教学，一方面可以让学生更有目的地进行学习，另一方面也可以为以后参加比赛打下坚实的基础。

另外，教师可以将科研项目融合到课程教学设计中，针对当前计算机人工智能领域的研究热点，选择应用性广，特点突出的项目内容辅助教学。比如可视化处理，人工智能深度学习等方面的延伸学习，可以提高学生的学习兴趣，同时也可以为学生搭建一个良好的科研平台。

3.2 Python课程教学的持续性学习和改进

虽然Python语言结构简单，但并不意味着教师教学方面会比较轻松，相反地应该对教师提出更高的技术要求。尤其是在科技发展迅速，“大数据”时代的背景下，除了要求教师要掌握多种语言的转换，也要求在教学过程中鼓励学生要学会触类旁通。要结合时代背景，技术发展，技能革新等不断提升个人的教学水平，还要针对线上线下结合的教学模式，精挑优秀的教学项目和案例，准备充足而优质的教学资源。同时，要善于利用Python语言的开源代码，不断学习和提高个人的语言编写能力和创新意识，并将其融入教育教学中，鼓励学生开放创新，不断学习，提高分析问题和解决问题的能力。

在学生学习成果评价过程中，基于OBE教学理念，不仅要注重基础知识和编程能力的考核，还要针对基础教学设计相应的课程项目任务，并将项目任务完成情况纳入到期末评价。在项目实施过程中设置多个考核任务点，记录任务过程中遇到的问题，以及问题对应的解决方法。建立基础知识，项目考察，平时表现等多维度的考核制度，可以基本反映学生对基础知识的掌握效果，项目的分析解决能力以及学生的学习态度和团队合作参与度等各方面的情况。根据学生的完成度效果，持续改进教学计划和教学内容，以达到更好的教学效果。

4 结束语

将OBE的教学理念引入到高职课程建设中具有重要的现实意义。在当今“互联网+”以及计算机技术快速发展的背景下，如何培养计算机技术人才，提高学生的职业素养已经成为每个计算机教育者必须面对的问题。以成果为导向，围绕学生学习需求，社会发展需求设计Python语言编程课程是有效的教学方法。

参考文献：

[1] 常建华，张秀再.基于OBE理念的实践教学体系构建与实践——以电子信息工程专业为例[J].中国大学教学，2021（S1）：87-92，111.

[2] 赵震奇.计算思维导向的五年制高职Python程序设计教学[J].电脑知识与技术，2020，16（35）：177-178，181.

[3] 吕勇，王桂娜，张鑫.面向新工科的Python语言案例化教学探讨[J].电子测试，2021（4）：117-118.

[4] 张智，黄俊泽.人工智能背景下的高职院校Python教学探索[J].数码世界，2021（1）：257-258.

[5] 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.

[6] 刘满兰，李建辉，关成斌.基于OBE理念的《Python程序设计语言》课程混合式教学方法探索[J].计算机工程与科学，2019，41（S1）：203-206.

[7] 聂轰.“新工科”背景下构建OBE理念的Python程序设计教学研究与实践[J].电脑知识与技术，2021，17（24）：208-209.

[8] 黄俊莲，呂博学，段雪丽.基于OBE理念的教学改革与实践——以“Python编程与实践”课程为例[J].教育教学论坛，2021（13）：71-74.

【通联编辑：王力】