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项目式教学在“Python语言程序设计”课程中的应用与实践

2024-10-03鲁迪李粟刘生智徐晶晶

科技风 2024年27期

摘要:应用型人才的培养是当前高校教育的关键,传统的教学模式在学生创新思维锻炼、应用实践能力提升等方面明显不足。为了培养出符合当今社会需求的应用型人才,针对Python编程语言的重要性,首先指出了当前我校Python课程教学存在的问题,然后根据问题提出项目式教学的授课方式,通过改变传统的授课方式,进而培养出符合社会需求的应用型人才。本次教学改革真正做到了以学生为主体,通过项目式教学激发了学生浓重的学习兴趣,调动了学生学习积极性,进而培养了学生的思维能力和实践能力,更加锻炼了学生的团队协作和项目实施能力。

关键词:应用型人才;教学模式;Python编程语言;项目式教学;以学生为主体

1概述

近些年来,随着大数据的普及和应用,人工智能(AI)技术迎来了空前的发展,作为当前最流行编程语言之一的Python语言在高校计算机教学中占据着举足轻重的地位,目前很多高校已经将“Python语言程序设计”课程作为计算机专业和非计算机专业的必修课,越来越多的高校非常重视学生编程思维的培养。但是大多数情况下高校开设的“Python语言程序设计”课程的课时量比较少,再加上在原有课时的基础上还要留出一部分课时作为上机实验。那么如何在现有的课时内,让学生熟练掌握Python基础知识,并具有利用Python语言解决复杂问题的能力,是一个亟待解决的问题。

2项目教学的基本概念

项目教学又称案例教学,主要是以项目为主线、以案例为主导的教学方法,能够有效地增强学生对新知识的学习兴趣,促进学生在项目实践中学习掌握新知识,并有利于培养学生遇到实际问题解决问题的能力。项目教学就是在授课教师的指导下,将一个相对独立的项目交由学生自己处理,并完成相应的方案分析、方案设计、项目实施及最终评价。项目教学的优点是学生通过理论知识与实践相结合,很大程度上提升了学生的学习效率[1]。项目式教学法不仅增强了学生参与学习的兴趣,而且还能够提升学生的自学能力、创新能力和思维能力,并且也能够提升教师知识点的把握以及拓展,有利于教师与学生的相互成长。

2.1Python项目教学特点

项目教学最显著的特点是“以项目为主线、教师为引导、学生为主体”,这种教学方式改变了以往授课过程中“教师讲,学生听”的被动的教学模式,创造了学生主动参与、自主协作、探索创新的新型教学模式[2]。项目教学十分重视学生对新知识的自主探索,这种教学方式与传统灌输式教学不同,需要学生自己去发现问题、分析问题和解决问题。

2.2项目学习的优点

(1)教学虚拟场景,让学生学以致用。在授课过程中教师以任务的方式给学生设置本堂课的项目实训,驱动学生自主学习知识,促使学生完成课程所指定的学习目标。课程中设置的项目案例与学生的平常生活息息相关,或者是直接对生活中的情境进行改造和提炼,学生完成项目案例后,既可以学到相应的知识,又能够熟练运用到实践中去。例如:在Python课程中,学习语言基础时学习了如何导入模块的方法和turtle模块的使用方法,让学生根据任务描述实现项目案例美丽星空的绘制,学生在完成任务的同时即掌握导入模块的方法和turtle模块的使用。

(2)激发学生的学习兴趣,培养探索精神。教师在课堂中通过设置具有挑战性的项目案例,能够激发学生好奇心,引起学生的学习兴趣,学生通过课堂中认真听讲、课下动手查阅相关资料等,完成教师所布置的项目案例,使他们的学习行为得到充分肯定,主动探索新知识的精神得到培养。

(3)培养学生的职业精神。在执行项目案例过程中,项目小组成员分工合理,找准自己的定位,完成自己所负责的工作,在这个过程中充分向大家展示自己的才能。在实践中培养相互合作和履行职责的精神,为将来毕业走向工作岗位奠定了基础。

3Python语言程序设计教学现状

3.1课程介绍

Python语言作为一门高级的跨平台解释型编程语言,可提供丰富的第三方库,具有良好的可扩展性和可移植性。Python语法简洁,但功能强大、编写简单、且可读性好,因此Python语言常被人们称为“胶水语言”,随着机人工智能(AI)等技术的不断发展,已经成为国际上最流行的程序设计语言之一。目前Python语言已被越来越多的程序开发者、科研工作者、高校教师和计算机专业的学生所接受。

3.2学情分析

“Python语言程序设计”是一门专业基础课,目的是培养学生的编程能力和逻辑思维,为后续相关专业课程夯实基础。课程授课对象是电子商务学生,了解到他们在学习课程之前没有编程基础,但是在与他们沟通中发现他们学习新知识热情高涨,并且喜欢探索。鉴于学生喜欢探索新知识,教师在授课过程中可以增加学生编程实践的时间,这样可以培养学生将现实问题转化为编程问题的能力[3]。通过前期对学生的学情数据分析,教师应当充分发挥学生善于沟通交流和喜欢探索的特点,要让学生在学习中感受到程序编写的乐趣。

3.3教学存在问题

“Python语言程序设计”课程作为我校电子商务专业本科学生的必修课之一,使用的教材是大众化的Python程序设计基础教材。教师在授课过程中存在诸多问题,没有以学生为主体。就目前“Python语言程序设计”课程教学的情况来看,大多数教师在授课过程中依然采用比较传统的填鸭式教学方法,授课方式单一,学生处于被动接受新知识的状态,这种授课方式很难调动学生的主观能动性,不利于学生自主学习。另外,本门课程设置共48学时,其中理论授课占了32学时,上机实验占了16学时。课程的授课时间紧、任务重,教师没有充足的时间带领学生编写教材中所有的程序案例,大部分程序案例仅仅是在PPT课件贴图展示,这种教学方式很难达到课程大纲要求的教学效果。

3.4考核体系存在问题

课程考核是课程的教学成果的重要体现,不仅仅能够客观地反映教师教学效果和学生的学习程度,而且还能够调动学生的学习兴趣,促进课程教学目标的保质完成。“Python语言程序设计”是高校计算机的核心课程之一,其具有较强的逻辑性和实践性等特点。课程不同,那么采用考核评价体系也应当不同,然而,大多数教师在对学生进行“Python语言程序设计”课程考核时,仍然使用平时+期末的考核方式,其中平时主要依据的是学生的考勤,以及课堂表现和作业完成情况,期末依据是通过考试来完成。教师在平时考核中基本是以学生的日常到课率和课堂提问部分学生等指标对学生进行考核,无法做到对学生实现全过程和全方位考核,导致激励学生学习效果不明显。最后,授课内容脱离实际,尤其是课程教学内容与学生专业不匹配,从而导致学生所学课程无法融入该课程培养体系。

4课程内容设计与实施

4.1设计教学内容

为了提高学生的Python编程思维能力,调动学生的主观能动性,激发学生的学习乐趣,培养出符合当前社会所需求的应用型和创新型人才,本课程采取项目式教学方法进行授课,在课程中的每一个章节设计了一个项目案例。这些项目案例融入了章节所涉及的知识点,通过带领学生进行项目实战,让学生逐步熟悉并完成项目的所有步骤,引导学生在实战中发现问题、分析问题和解决问题[4]。

现实的项目案例场景有助于提高教师教学效率。在本次的“Python语言程序设计”教学改革中,采用项目式教学思路,把理论知识与实践相结合,对课程内容进行设计,对课程的教学内容进行分类划分,授课内容紧扣教学目标。从课程的教学目标出发,将整个Python课程的章节内容划分为6个项目案例(如图1所示),这样能够使学生在学习新知识的同时也能不断巩固旧知识,达到学以致用的效果。

图1教学项目和学习任务

4.2项目教学内容实施

“Python语言程序设计”项目式教学的实施方案有以下五个主要步骤:明确项目目标、相关知识铺垫、项目计划制订、项目实施和项目评价[5],项目式教学流程如图2所示。

4.2.1明确项目目标

教师在授课过程中提出本节课的项目任务要求,并且对项目的目标和知识点进行讲解分3VKyII0ZmfAEdlhXeXOf9vV8Phj+N+5el8e5lYdoE2c=析,讲解过程中着重强调涉及的重点和难点,让学生明白该项目需要做什么,过程中使用了哪方面的知识点,做的过程中掌握什么技能,以及最终达到什么样的标准。

4.2.2知识铺垫

教师给学生铺垫和引入与解决完成本项目有关的概念、理论知识和原理方法等。

4.2.3项目计划制订

学生需要借助网络查阅与该项目的相关资料,然后制订项目计划,完成课堂任务书和实施方案,明确所在小组分工,教师给予学生提供相关建议。

4.2.4项目实施

要求学生根据拟订的方案和规定流程完成任务,教师在此过程中要指导并适时提供咨询和建议。

4.2.5项目评价

教师对项目的应用特点、关键步骤、主要理论知识点进行点评,帮助学生进一步增强对知识点的理解和掌握。

图2项目式教学流程

4.3项目的评价与考核

“Python语言程序设计”作为我校电子商务专业的专业课程,如果采用传统的考核方式已经不能满足课程的需求,那么授课教师平时在授课过程中应该加大本课程的考核力度。基于项目式教学的模式设计,把授课时的知识点有机融入项目式教学中去,教学过程中对学生着重强调“学中做,做中学”,着重强调学生的学习能力、创新能力和团队协作能力等。项目式教学的考核是整个课程教学不可或缺的一个环节,这个过程中除了教师作为主体根据学生完成项目的结果评定外,还应该让学生做到自我评价和小组互评,从而保证项目评价的全面性。在小组项目答辩的过程中,要给予每个小组同学充足的展示时间去展示自己的成果,这就要求小组不仅要向大家展示自己的项目成果,还要将小组成员在完成项目时的分工和所做出的贡献进行展示,最后小组成员对项目进行评价分析,指出在完成项目时自己的优势和存在的不足,并针对其中的不足提出下一步小组的改进意见。教师再根据综合情况进行定性的评价,在评价的同时要对学生所完成的项目给予肯定,并且还要不断激励学生,提高学生的自信心,调动学生的积极性,项目考核评价表如下表所示。

结语

传统的“Python语言程序设计”课程教学已无法满足当今社会发展的需求,特别是针对目前我校电子商务的学生所进行的教学方法和考核方式改革已经迫在眉睫。本次把Python语言程序设计教学模块化设计了与之相关的实训项目,并且将该教学设计应用到日常的Python课堂教学中,在教学课程中探究了学生创新素质的培养。

参考文献:

[1]刘素霞,陈佛连.项目式教学在高职Python程序设计课程教学改革的应用探索[J].电脑知识与技术,2023,19(16):145148.

[2]卢景.Python语言课程的项目式教学模式分析[J].集成电路应用,2023,40(04):277279.

[3]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):9095.

[4]张建宁.项目教学法在JavaWeb程序设计教学中的运用[J].中国高新科技,2021(08):151152.

[5]胡辉,马驰.项目驱动的Python程序设计课程教学模式[J].福建电脑,2023,39(08):109112.

资金资助:新疆科技学院教改项目(JGPT2311)

作者简介:鲁迪(1991—),男,河南周口人,工程硕士学位,助教,研究方向:嵌入式系统。

*通讯作者:徐晶晶(1995—),女,汉族,新疆喀什人,硕士研究生,助教,研究方向:大数据分析。