高职Python程序设计课程教学改革实践探析

张利华

（河源职业技术学院，广东 河源 517000）

0 引言

Python 是一种采纳了极简主义的面向对象程序设计思路,易学、易用、易维护，它拥有几乎覆盖图像处理、Web 开发、大数据、云计算、人工智能等技术领域的第三方库。因此，Python语言程序设计现已作为各高职院校计算机类专业的专业必修课,在整个教学体系中占有非常重要的地位。为了提高Python 语言程序设计教学效果和培养学生的实践应用能力,针对当前学生理论知识掌握欠缺、动手编程应用能力差,以及以教师为核心教学课堂，无法激发学生的学习主动性和培养自主学习能力等方面的课堂教学情况,学校对Python 程序设计语言进行教学改革，建立了依靠于“超星学习通”教育网络平台的线上线下混合式教学模式,强化了“学业通”的课前、课中和课后三阶段的教与学,采用了项目驱动、案例式等多种教学方法,结合分阶段分层次的教学改革方法,并优化了课程考核方式,使学生在实践中更加得心应手,教学效果尤为突出。

1 采用线上线下混合教学模式，激发学生的自主学习能力

由于Python课程基础知识点较广、实践性强的特征,而高职学生基础薄弱、学习积极性与兴趣都不足，因此教师在课程中应注重教学方法，以培养学生学习知识的内驱力。传统的教学方法是以教师为主导，采取集中授课的方式，偏重知识点教学，已经背离了Python 实践性强的特征。同时对于被动灌输知识的学习者来说，在整体教学环境中并没有学习的积极性,也不利于提高学习者的独立学习意识和实际运用技能[1]。计算机和互联网的飞速发展开启了全民在线学习的新时代。尽管学生可以充分利用碎片化的时间在线学习，但老师无法针对他们的学习过程和反馈的问题予以有效的引导和帮助。所以纯粹的线上学习无法彻底取代传统的教学。线上线下混合教学模式是指利用数字化模式整合了传统课堂教学方法,把现实的老师当面教学课堂和虚拟的学校网络课堂有机地结合,进行以学生为主,老师为辅的自主学习和协同教学有机地结合、线上线下结合的新教学模式。在混合教学模式的设计中,充分体现了学习者的基础优势,通过以超星学习通作为线上学习平台，把Python教学的关键知识点拍摄成教学影片,以微课教学任务为主线,辅以测试、专题小组讨论和项目操作。而线下教学则以学生的学习需求为基础，结合线上自主学习反馈结果，通过案例型教学、项目化驱动教学、讨论式教学，以充实课堂并增加学生学习吸引力,促进知识的内化[2]。这种模式一方面适应学生碎片化的阅读习惯,另一方面又可以帮助认知水平不够的孩子进行课前预习、课后复习,重复观看微课，加深对基础知识的掌握；另一方面基础较好的学生可以更深入课程学习单元，培养编程技能，增强主动学习意识。

2 通过理论与实践紧密融合，锻炼学生的动手实践能力

Python程序设计课程包括数据类型、列表、元组、字典、集合、字符串、分支结构、循环结构、函数、文件、面向对象、异常处理等较多的理论知识。在实际的教学过程中,教师往往忽略了Python语言的简单易学、程序设计难度极大简化、第三方库的丰富应用等的特点。因此如果教师在课堂教学中仍按照数据类型、程序结构、函数等传统程序设计语言的理论知识顺序开展,主要针对程序设计语言的每一个理论知识点详细讲授,注重对语言细节的讲解,那么在教学时就会忽略每个章节中结合实际应用的具体案例,尤其是综合了若干章节中重难点应用的具体案例,无法体现Python程序设计的趣味性与实用性,学生往往缺乏与实际应用密切结合的沉浸式体验过程。对于基础薄弱的高职学生来说,传统的教学模式、晦涩的语法理论知识、枯燥的例题解释,均导致理论与实践脱节,无法引起学生的学习兴趣和积极探索的好奇心。Python 作为一门理论与实践并重的课程,对学生掌握程序设计思想与方法、锻炼编程实践能力,具有至关重要的作用。目前高职的Python 课程教学普遍重理论轻实操,甚至有一些老师现学现教,导致学生即使听懂了理论知识,但却不知道什么时候用,以及如何使用。因此在教学实践中应回归学生的主体身份、老师主要发挥指导功能,把学习理论知识和项目实践紧密结合一起。学习Python 程序设计语言,一方面学习Python 语言程序设计方法和基本理论知识与技能根底[3]。Python语言根底学习主要以简单有趣的案例展示为主,先激发学生的浓厚兴趣,进而分析实现案例功能所涉及的知识点,使学生明确学习目标,进而辅以验证性的实验。案例引领知识的教学方法能有效地引导学生一步一步完成验证性实验。在此过程中学生对知识点的记忆与理解是通过自己的实践验证得出,而不是靠单向灌输和机械的记忆知识。理论与实践相结合的教学应培养他们实践操作技能的同时,激发好奇心，驱使学生学习知识的内驱力,帮助他们逐步弄清楚程序设计思维,掌握Python语言,锻炼程序逻辑思维,提升程序设计的思路。另一方面学习在程序设计实践中如何把实际应用与Python 第三方库相联系,使他们能够选用合适的第三方库与技术去处理具体问题。从而懂得如何克服困难,引发其学习欲望,进而学会库的学习方法,养成主动学习的能力,为其终身求学打下基础。

3 使用多元化的教学方法，挖掘学生的知识学习潜力

目前很多高职学校的程序设计教学仍然停留在以PPT 教学为主的集中授课方式,学生仍然处在被动的学习中,不利于培养他们的独立自主学习意识,因此在课堂教学中须采用多元化的教学方法,以进一步挖掘他们的知识学习潜力。1)课堂教学要选择趣味性、实用性的项目案例,让学习者能够持续保持强烈的学习积极性。例如在教学中,可采用"绘制多彩多角星"的项目,内容划分为绘制一个等边三角形、快速绘制一个多角星、绘制三色多角星、自动设置角星特征和绘制多星环绕等五个案例任务,并重点围绕turtle库的应用进行研究教学。Turtle 库是一种简洁、易用的绘图库,学习者通过指挥画布上的小乌龟绘制线条、画圆、填色等活动,了解并掌握知识点。任务一如何绘制一个等边三角形?可学习模块的导入与其功能函数的调用;关键字与变量标识符的使用;整型、实型与字符串常量的使用;基本运算符的使用与表达式的创建与计算,以及顺序结构化程序设计思想。任务二如何快速绘制一个多角星?可学习循环结构化程序设计方法与for 循环语句,以及range()内置函数的使用。任务三如何绘制三色多角星?可学习分支结构化程序设计方法,比较与逻辑运算符有关的计算规律,if单分支、双分支和多分支的语句形式,以及for 与if 语句的混合结构。任务四如何自行设置角星特征?可学习输入输出语句,int()等类型转换函数,任务五如何绘制多星环绕?可学习循环嵌套等混合结构。在这些生动有趣的实践课程指导下,更能抓住学习者的关注点,提高听课效果。2)项目驱动教学法。为完成几个章节的教学内容,将每个技术应用中的知识点都拆分成了几个任务,而每个任务又都从具有趣味性的难题解答开始,通过全面、完整、循序渐进地逐步进行对知识点的介绍,让学习者们能学以致用、融会通贯。例如对于Python 基础知识、分支结构与循环结构三章内容可以开发一个房贷计算器工具。针对字符串、组合数据类型和函数三个知识点,要求设计一种具备新增、删除、更改、查看学生数据和退出操作能力的简易版学生信息管理系统,能够有效、准确的管理学生信息,降低管理者的操作成本。3)小组活动讨论式教学法。本课的实践性强,教师一味在三尺讲台上对学生理论灌输,并不能提高学习效果,所以老师应该提升课堂中的互动性,多提供交流的平台,例如在课堂上可根据他们最关心的本学科话题,对他们进行提问。除了师生交流以外,生生互动也为一有效的交流手段,教师在布置任务后,可让学生组成小组,以小组合作的方式来解决问题,各小组间也可以互相竞争。因为小组活动可以使学生相互讨论分享经验,帮助他们掌握Python语言的结构和用法,也可以让学生有机会共同完成一项大型项目,从而加深学生对Python语言的熟悉程度。

4 通过层次化教学，兼顾不同学习程度的学生

教师需要充分考虑每个学生不同的学习程度,差别看待每个学生。在设计线上自学内容时可将线上自学内容划分为必学与选学二种学习内容类型。必学内容应该是相对简单、容易理解的基本语法内容[4]。教师提前录制以示范为主的教学短视频,在讲解Python语言的基本语法、概念和使用原则时,应该带领学生一步步实现并验证Python 示例程序,让学生自己模仿操作,熟悉并熟练掌握Python语言基础知识,培养学生计算编程思维和逻辑思维。另外,学有余力的孩子也可在课后复习强化第三方库等选学知识。教师还可提前录制重难点的拓展应用知识短视频,引导学生综合利用知识解决问题,旨在提升编程应用的深度和广度,锻炼其对实际问题的考虑和解决才能。进行分层次的自主学习既可减轻基础能力较弱孩子的自学困难,也能提升自主学习意识较强孩子的自学兴趣。在实践课程教学过程中,为适合大多数同学的学习现状,实验作业设置不要太繁杂,但又不要让程度较好的学员没有成就感,可设置对同一个例子的不同要求程序,如填充颜色,一般要求是填一种特定色,高要求则是填一个随机色,以达到对各种程度学生的需求。

5 采用过程性考核方式，重视学生的过程学习与知识积累

传统的教学考核评估的方式一般是老师按照按照一定比重计算学员期末成绩和平时成绩。这种单一的考核方式,会使大部分学生不重视过程学习,只把学习重心放在考前死记硬背的看书和刷题。这种近乎零压力的过程式学习,会使得学员无法牢固掌握知识,更加无法有效地考核学生综合运用Python 语言解决实际问题能力、创新意识和实践操作能力。因此为了增加学生对课程内容的学习积累,学校规定期末考试分数只占为50%,过程考核应占50%。期末考试采取理论考试（20%）和实践机考（30%）的形式实施。过程考核分为线上的课前预习任务和测试(10%)、线下小组讨论与课堂参与(10%)、线下项目任务(20%)和线上阶段性测试与作业(10%)等四方面的考核内容。课前预习任务和测试可利用超星学习通等网络教学工具发布微课教学视频观看任务和预习测验;小组讨论和课堂参加,可以采用组内成员考核与教师评价小组考核两种方式相结合。组内成员考核是组内人员按照组中每一位小组在本小组讨论部分所做的努力打分,在现场按照每一位小组对专题讨论环节的参与度,得出较为公正、科学合理的评价量化成绩;阶段性考评可通过学习通的监考能力可显著提高考评的真实感与公平度;线下项目任务可每次课随机利用课堂中的最后10 分钟左右,由教师现场随机抽查一部分学生（每个学生每学期都应抽到10 次）,对程序的完整性、鲁棒性、创新性等方面评分,尽可能保证评分的合理性与公平性。边教学、边消化、边应用的强化过程学习方式,是对学生的知识点理解、和技能掌握，以及自主学习意识、团体协作意识、实际程序设计意识等综合素质考核,让他们更扎实的掌握知识点,从而有效地提升了他们日常学习的兴趣,学生的学习潜力也就会因为知识点的持续性反复累积而激发起来。

6 结束语

为了培育高层次的技能人才,Python 程序设计课程教学改革要着重提高学生实际技能的训练,训练学生的逻辑思维、分析问题和解决问题的能力,以及项目的应用能力。采用线上线下混合式教学、理论融合实践、层次化教学和过程性考核方式优化了教学过程,可以满足学生的个性化需求,有针对性地提高了学员的主动学习、团队合作意识和编程技能。