基于学科融合的课程改革探索

赵奇?宁爱军

摘要：学科融合是学科发展的必然趋势，同时也是提高教学水平和教学质量的方法之一。深入剖析了“Python程序设计”课程中如何进行学科融合，分析了当前Python程序设计教学中存在的各种问题，并提出了相应的解决办法。以经济管理类专业为例，阐述了如何在教学中进行学科融合，并通过学科融合逐步提升学生的创新能力和解决实际问题的能力。

关键词：学科融合；Python；课程改革

一、前言

目前，在教学中单一学科内容已经不能满足教学发展的需要。学生在学习过程中需要掌握本学科的相关知识，并且还应具备同其他学科交叉融合的能力，即学生们需要通过本学科所学知识对其他学科中遇到的问题进行求解。这种综合素质才是学生日后走入社会所必备的技能。因此，学科融合是大学教育发展的必然趋势，其目的是将多个学科资源进行有效整合，以解决实际问题，并且在问题探究的过程中全面培养和训练学生的综合素养[1]。

“Python程序设计”课程是一门专业性非常强的基础课程。在学科融合背景下，更应该发挥其应用型语言的特点，将课程教学内容融入其他学科，以培养学生利用工具解决实际问题的能力。

二、传统编程语言授课方式存在的问题

2022年起，天津科技大学开始为全校非计算机专业部分学院大一新生开设“Python程序设计”课程，课程主要内容包括通过教师授课讲解相关知识并通过程序演示进行课堂教学，同时鼓励学生利用机房自主编写程序并以完成实验的方式深入理解。该课程评估方式由过程性考核分数与期末考试成绩共同组成。经过一年的教学后，发现该课程存在以下几个问题：

（一）与传统編程语言存在较大差异

在之前的教学中，主要教授C语言和VB语言，这两种编程语言与Python存在较大差别。在教学中，C语言通常通过求解数据问题讲解相应知识点，因此在课程中包括了较多数学问题求解的内容。与C语言不同，Python作为一种轻语法的编程语言，其语法结构较为松散，且具有丰富的第三方库，很多问题可以通过调用第三方库解决，因此在教学中应更侧重于引导学生如何使用Python解决实际问题，将Python作为一种工具用来解决问题。

（二）学生畏难情绪较大

由于本课程主要面向全校非计算机专业的学生，学生们普遍认为程序设计对于自己的专业发展和专业需求没有关联，对于Python的应用前景缺乏一定的了解和重视，因此在学习编程时会有畏难情绪。由于学生的知识和认知主要局限于本学科领域内，当面对较为复杂的问题时，常常会感到不知所措，甚至所学的知识无法应用于解决实际问题，因此会产生一定的挫败感，甚至觉得课程没有什么用处。

（三）学生学习积极性不高

目前在教学中，仍然采用传统的编程教学模式，即教师讲授编程语法，学生跟随教师进行相应语法知识点的练习。这种教学方式容易让学生感到枯燥难懂，其参与度低，学习积极性差。学生在学习过程中，只是对教师讲授的知识点进行了简单练习，无法透彻理解程序，并且缺乏深入研究程序的兴趣。这种教学方式无法调动学生学习课程的积极性[2]。

（四）没有明确Python的优势

Python与C语言有很大的不同，C语言具有较为严格的语法结构，且在授课中更侧重于抽象概念的建立，常常被用来通过解决数学问题来讲解课程。而Python的语法结构较为松散，具有丰富的标准库和第三方库，可以大量减少计算代码编写，更像是一种应用工具。因此，在教学中更应侧重于讲授如何使用Python作为工具解决专业问题，引导学生思考如何运用Python进行分析和解决问题，而不是单纯地讲解代码编写的复杂度。

（五）缺少学科交叉融合

当前课程仍然按照传统编程语言的教学方式，强调Python作为单独的编程语言进行教学，并未将Python与学生所在专业进行有机结合。由于本门课程是全校大一学生的公共必修课程，学生所在专业各有不同，在教学中应当针对学生不同专业的特点，将Python在该专业中的应用前景和案例引入教学中，更能激发学生的学习热情。因此，应当在课程设计中注重与学生所在专业的结合，将Python与学生所学的专业知识相结合，在实践中提高学生的问题解决能力。

通过对非计算机专业学生进行调查问卷，发现学生对开设程序设计课程的认知不足，并且在完成课程学习后，对课程目标了解不充分，无法将所学内容与本学科专业知识相融合，具体情况如表1所示。

三、“Python程序设计”课程中的学科融合难点

学科融合教学是指基于特定的知识点或主题，将多个学科整合在一起进行教学[3]。在学科融合的教学过程中，各个学科都保持自身的学科特点，但是将各自的知识与主体学科进行整合，从而形成相互关联的知识体系。学科融合教学的观点提出了解决某些课程在教学中教学目标不明确、教学思路或方法缺乏创新等问题的方法，同时也明确了学生在学习过程中的目的性，促进学生综合素质的提升和整体发展。

“Python程序设计”课程在进行学科融合教学改革中也面临了一些亟待解决的问题。

（一）如何进行学科融合

虽然Python语言相较于C语言具有轻语法、易学习、应用领域广泛等特点，但仍然是一种编程语言，因此在教学中，需要兼顾编程语言教学基础的教学内容。Python目前已经广泛应用于多个学科中，但在课程中如何将其他学科中的应用作为课程内容的一部分融入课堂，仍然是教学设计的重点和难点。从学生的接受程度和各学院学生特点出发，为教学目标制定合理的教学手段和方法，并逐步融入其他专业学科的内容。

（二）相关学科的专业背景

学科融合不仅要求学生掌握本学科的专业知识，还需要掌握一定的其他学科的专业知识。然而，在学习过程中如何激发学生对这些学科知识的兴趣和学习欲望，是课程设计需要考虑的重要方面。为此，在设计课程内容时，教师需要明确学科融合的目的，让学生在课程学习过程中，了解不同学科之间的内在关联知识。通过与其他学科知识的融合，促进学生对特定学科知识和本学科知识的深入理解。

（三）学科融合的合理性

现在，越来越多的学科之间实现了知识的交叉融合，而教师在设计教学内容时应当考虑学科融合的合理性，不应该强行融合或者进行不合理的融合。这样很难达到促进学生对知识的理解和应用的目的，同时也会导致学生在学习过程中偏离学习目标。

四、经管类专业“Python程序设计”课程教学中学科融合的方法

根据以上“Python程序设计”课程在学科融合中面临的问题，需要在教学中针对这些问题进行合理的教学设计，思考如何通过学科融合提升教学质量，明确教学目标，进而提升学生的学习效果。

下面以经管类专业为例，根据经管类专业特点和学生特色，提出“Python程序设计”课程与经管类专业在学科融合中的几点措施。

（一）改变传统教学模式

传统教学内容在设计时偏向于程序设计语言的语法和原理，更注重逻辑思维能力在编程中的体现，程序题目多偏向于数学求解。对于经管类专业学生，数学问题无法引起学生的兴趣，且学生也难以理解较为复杂的数学求解方法。因此，应结合Python语言的特点，在教学内容设计时降低问题求解的难度，减少数学逻辑类问题求解，对于基本语法通过简单案例让学生了解使用方式即可，在掌握基本使用方法后再逐步增加难度，将课程内容设计偏向于引导学生兴趣，而不是求全求难。

（二）引导学生自主学习

在传统教学中，学生通常处于被动学习的状态，缺乏自主学习意识，因此，难以培养出学生的创新能力。在课程中，可以通过教学案例设计引导学生独立思考，鼓勵学生自主学习，不仅可以提高学生的Python应用能力，还可以激发其探索更广泛的Python应用领域，并培养实践能力，这是提高学生Python综合能力的重要途径。

（三）根据学生专业特色选择教学案例

根据学科融合的特点，在“Python程序设计”课程中应该根据学生专业特点选择适合经管类学科的案例，让学生亲身体验Python在学科专业领域的应用。但是，在设计这些案例时，要避免简单粗暴地套用案例。教学案例的主要目的是帮助学生掌握知识点，而不是为了介绍某个经管类专业知识，因此，在案例设计时，应该将Python与案例有机结合，而不是生硬地捆绑在一起。

（四）以数据分析项目作为课程考察目标

学科融合的目的最终是为了让学生可以利用本学科知识，并将本学科知识灵活应用于交叉学科之中。为了实现这个目的，在“Python程序设计”课程中，可以以数据分析项目作为课程的最终考核方式。在完成数据分析报告的过程中，学生不仅需要学习Python程序设计知识，还需要相关项目的专业知识。因此，学生在完成报告的过程中需要从分析目的、分析方法、问题求解、实现过程等几个方面入手。这样不仅可以提升学生分析问题、解决问题的能力，还可以提升学生跨学科思维的能力，从而提高学生的综合素质。学生在完成项目的过程中，不仅加深了对相关知识点的掌握，同样培养了分析、协作、规划等高阶思维能力[4]。

（五）学生成绩综合评定

传统的期末考卷形式并不适合于考核学生在学科融合中的综合素质。因此，为了保证学生成绩的公平性，针对学生的综合能力，可以将最终成绩划分为三个部分。

首先，过程性考核分数。过程性考核包括学生的出勤情况、课堂表现、课后作业情况以及随堂测试情况。这部分成绩重点考查学生日常的学习情况，主要用于督促学生课堂学习。

其次，期末测试分数。期末测试用于考查学生课程中知识点的掌握情况，可以采用选择题的题型方式，重点考查学生对知识点的理解。

最后，数据分析项目分数。最终项目分数用于考查学生的综合素质，包括学生在完成数据分析项目时所需要的分析问题能力和解决问题能力。为了保证数据分析项目能够真实体现每个学生的水平，可以由各组组长根据每位同学的贡献程度按比例分配分数。这样既可以保证每个学生在数据分析项目中的得分真实体现其水平，又可以区分学生成绩，避免有些学生在小组中无贡献而获得分数。采用这种方式，可以更全面地考核学生的综合素质，同时也可以鼓励学生在学习过程中付出更多的努力和时间。

经过课程改革探索，再次对学生进行调查问卷，发现学生对课程目标更加明确，学习兴趣也得到较大提升，对Python程序设计知识与本专业知识如何进行融合也有了初步了解，具体情况如表2所示。

五、结语

在现今的教学中，单一学科内容已经无法满足教育的要求。学科融合已成为教学水平提高和课程质量提升的必然趋势，“Python程序设计”课程也不例外。本文从问题提出到问题解决，探讨了一种基于学科融合的“Python程序设计”课程改革方案。课程改革的结果不仅提高了学生的Python编程能力，同时也加强了分析问题、解决问题的能力，从而为培养学生的创新能力和提高学生的学习兴趣起到了积极作用。

参考文献

[1]韦学飞.学科融合的价值、目标与途径[J].教育理论与实践，2021（17）：7-10.

[2]陈颂丽.“新文科”背景下基于项目任务式的Python课程教学改革研究[J].计算机应用文摘，2023（01）：35-37.

[3]车紫辉，李爱华.学生整体发展：学科融合的逻辑起点[J].教育理论与实践，2021（20）：7-9.

[4]殷群.学科融合教育：智能时代育人方式新样态[J].上海教育科研，2021（01）：92-96.

基金项目：天津市普通高等学校本科教学质量与教学改革研究计划项目“面向新一代信息技术的计算机基础课程教学改革”（课题编号：B231005710）

责任编辑：王颖振、周航