基于“四融入”的Python程序设计课程思政教学探索

2024-11-02陈东

大学教育 2024年19期

［摘要］在大学计算机公共基础课教学中融入思想政治教育，打造大学计算机公共基础课课程思政，是引领课程思政教育理念转变与模式创新的新途径。以Python程序设计课程为载体，从课程教学内容设计、理论教学环节、实践环节和教学评价四个方面入手，提出课程思政“四融入”，实现课程思政从显性到隐性的转化，拓展课程的广度和深度。

［关键词］课程思政；思政元素；Python程序设计；教学探索

［中图分类号］G642.0 ［文献标识码］A ［文章编号］2095-3437（2024）19-0097-05

习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上指出，要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人……要用好课堂教学这个主渠道，思想政治理论课要坚持在改进中加强，提升思想政治教育亲和力和针对性，满足学生成长发展需求和期待，其他各门课都要守好一段渠、种好责任田，使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应［1］。这些论述说明，课程思政与思政课程的核心内涵都是育人，都是解决高校培养什么样的人、怎样培养人、为谁培养人这个问题的重要手段。

课程思政不是把专业课变成思想政治课，而是要在专业课中融入思政元素，实现立德树人。如何将思政元素融入课程内容，将立德树人贯穿课堂教学全过程，推动思政课程与课程思政同向同行，构筑育人大格局，既是新时代中国高校面临的重要任务之一，又是高校教师需要思考和践行的任务之一[2]。

Python语言作为一门程序设计语言，以其“简单、优雅、明确”的设计哲学[3]，被越来越多的国内高校纳入大学计算机基础课程，成为大一学生的公共基础课。将思政教育与 Python程序设计课程教学相融合，将思政元素融入Python程序设计课程的教学内容设计、理论教学环节、实践教学环节及教学评价四个环节，实现课程思政“四融入”，让Python程序设计课程的课程思政来源于课程，又反哺课程。从教师的角度来看，在“受业解惑”的基础上实现了“传道”；从学生的角度来看，在学习编程理论知识和提高编程能力的同时，知晓了要成为什么样的人，为什么要成为这样的人以及如何成为这样的人。

一、Python程序设计课程教学内容设计融入思政元素

Python程序设计课程作为公共基础课，其教学内容通常包含两部分内容：编程基础和专题拓展。编程基础部分包含数据类型，流程控制、函数和模块、文件和异常等内容；专题拓展部分一般包含中文文本分析、数据分析及可视化、网络爬虫等内容。笔者通过对教学内容进行总体的思政设计，明确每一章的思政切入角度，将思政的目标贯穿课程的每一章，保证了课程思政在课程教学中的连续性。教学内容思政设计见图1。

二、Python程序设计课程理论教学环节融入思政元素

理论教学环节是教师教书育人的最重要的环节。笔者根据思政目标，有机融合立德树人目标与课程目标，主要通过“思—学—悟”方式，在理论教学环节进行课程思政。

（一）“思”：问题导入法

“思”指思考问题。教师在上课时抛出一个问题，引导学生思考问题的答案，引起学生的兴趣，提高学生的专注度，为课程知识点的展开做好铺垫，也为后面的课程思政埋下伏笔。以下列举4个问题作说明。

问题1：第一次课的时候，介绍课程的教学安排，包括理论教学和编程实验两个部分，且分配的学时约为1∶1，课程为什么要如此安排？

问题2：AlphaGo战胜围棋职业顶尖高手后，人类在围棋领域战胜人工智能的概率几乎为0，如何看待人和人工智能（AI）的关系？

问题3：2020年，武汉全民核酸检测，检测规模约1000万，从采样到出结果，耗时约19天，向世界展现了中国核酸检测速度。但随着检测结果的公布，网上也出现了质疑的声音，有人觉得不可能这么快出结果，你觉得可能吗？

问题4：有人说《三国演义》里的诸葛亮不是男一号，曹操才是，你觉得呢？

学生可以通过教学平台软件发表自己对以上问题的看法。通过对学生看法的总结，可以看到“理论和实践相结合的重要性”“人工智能背后更关键的是人”“谣言最大的克星是科学”“用数据说话，不要想当然”是学生的主流思想动向和价值追求。问题导入法引导学生对身边的问题进行深入思考和讨论，激发学生内在的学习动力，培养学生的思辨能力。

（二）“学”：案例贯穿法

“学”学习知识。教师在理论教学时融入典型案例，让学生在学习案例的同时，思考案例的现实意义及其蕴含的思政元素。以下列举4个典型案例作说明。

案例1 自由与规则的统一（标识符的命名规则）

案例描述：Python中标识符的命名规则为每个标识符必须以字母、汉字或者下划线开头，后跟字母、汉字、数字或者下划线的任意序列，且Python中严格区分大小写字母。

思政元素分析：命名规则中出现的“必须”“严格区分”代表的是规则，而“任意”代表的是自由。这就是自由与规则的统一在课程中的体现。

案例2 “天天向上”的力量（循环结构）

案例描述：1951 年，毛泽东主席的题词“好好学习，天天向上”成为激励一代代中国人奋发图强的经典语录，那么“天天向上”的力量有多强大呢[4]？

案例代码实现及结果如图2所示。

思政元素分析：每天进步一点点（1%），一年以后的能力状态将达到初始值状态的37.78倍，这就是“天天向上”的力量。从学生看完结果发出的惊叹声可以看出，或许“坚持”的种子已经在学生的心中种下了。

案例3 谣言止于智者（列表）

案例描述：检测规模动辄上千万，从采样到出结果的时间很短，如何实现快速检测？带着这样的疑问，通过Python的列表为学生解惑。

案例代码实现及结果如图3和图4所示。

思政元素分析：通过程序的优化，把原本一个一个样本检测变成10个样本混在一起检测，检测次数降低近90%，效率提高近90%，通过算法的讲解，让学生明白中国核酸检测速度科学可行，不仅消除了学生的疑虑，引导学生不信谣、不传谣，而且让学生有消除谣言的底气，既能提升学生的学习兴趣，又可以培养学生的计算思维。

案例4 掷骰子游戏（模块和函数）[5]

案例描述：赌场有一种游戏称为“幸运7”，游戏规则是玩家丢两个骰子，如果其点数之和为7，玩家就赢4元；如果点数之和不是7，玩家就输1元，这样的规则是否公平？

思政元素分析：用一段简单的代码演示了掷骰子游戏，观察多次模拟得到的结果。学生会好奇结果为什么都接近0.166这个值。经过引导，学生便会理解这个案例中蕴含的概率问题，明白没有人喜欢输，每个人都想赢，但是输赢并不受玩家的意志所控制。这个案例也警示学生不要沉迷于游戏中的抽奖，更不能参与赌博。

（三）“悟”：开放问题法

“悟”指拓展问题。在经历了“思”和“学”两个环节，学生只停留在解决现有问题这个层面是不够的，要让学生进一步吸收和拓展所学的知识。比如“天天向上的力量”案例中，如果变成5天向上2天休息，该如何调整代码，向上的力量会打几折？又如核酸检测可以通过混检提高检测速度，保持检测准确性的情况下，最大支持混检数是多少？再如假如玩家有10元筹码，如果玩赔率为4的掷骰子游戏，请学生设计一个程序，模拟玩家筹码的变化状态并统计玩家输光所有筹码所需要玩的总局数。

拓展案例既不会使学生拘泥于课堂所学，又不会觉得无从下手，让学生既对所学内容有了了解，又对其中蕴含的思政元素有更深的体会。

三、实践环节融入思政元素

学好程序设计语言没有捷径，必须多练，所以实践教学环节既是学生编程能力提升的必经之路，又是学生综合素养提升的重要环节[6]。在实践教学环节融入思政元素，笔者从三个方面做了尝试。

（一）优化编程实验内容

对基于理论教学引入的思政案例进行扩展，进一步巩固理论教学案例的效果，让学生深入体会其中蕴含的道理。如“天天向上的力量”的案例，在学生编程实验中，把问题变成“三天打鱼，两天晒网”该如何实现，结果会什么样？再换成“5天向上，2天休息，希望一年后能力和天天向上保持一致，那要努力到什么程度，一年后的水平才能与每天向上1%取得的效果一样呢？”通过多种情况的对比，既可以让学生在动手编程时加深对所学知识的理解，又可以深入地体会案例中蕴含的道理——坚持的力量[7]。

（二）实践答疑环节转变学生角色

通过教学辅助软件，鼓励学生把遇到的问题发到班级课程群，所有学生既可以是问题的提出者，又可以变成问题的解答者，实现共同学习和进步。这样不仅可以提高答疑的覆盖率和效率，而且可以让参与答疑的学生体会成就感，让提问的学生感受集体的智慧和温暖。

（三）设计课程大作业

把学生分成3人一组，通过分工合作，完成大作业所需的分析、编码、联调、测试及汇报答辩等任务。在完成大作业的过程中，小组成员需要经过反复讨论，分析遇到的问题，不断试错，并最终找到解决的办法。另外，小组成员在共担失败的挫折或共享成功的喜悦的过程中，不断提高综合素养和能力。

四、教学评价融入思政元素

教学评价是衡量教学效果的主要手段，也是提升课程思政质量的重要组成部分。构建合理、科学的评价系统，是课程思政的内在要求[8]。根据课程的教学目标和思政目标，把教学评价设计为平时成绩、期末考试成绩和课程大作业等多样化的考核评价方式，加强过程考核，构建形成性评价与结果评价相结合的评价体系。

平时成绩由出勤、平时实验、线上平台的作业和思政类问题组成。出勤率体现了学生的学习态度，平时实验体现了学生理论和实践相结合的能力。在实践答疑环节，学生角色的转变、学生的参与度、提出问题及回答问题的质量，既展现了作为个体所要具备的诚实品格，又体现了学生之间互帮互助的品质。

期末考试成绩由理论测试和编程测试组成，这是对学生所学课程理论知识和编程水平目标达成度的重要评价标准。

课程大作业由大作业报告和现场答辩组成。对学生来说，大作业既是对其所学课程内容的检验，又是对学生内在素养和能力的综合性考查。在大作业的完成过程中，学生除了需要具备课程知识和编程能力，还要具备良好的团队协作能力及遇到问题不言放弃的毅力。现场答辩可以锻炼学生的心理素质。

在课程的教学评价中体现课程思政的理念，本身就是一种课程思政。

五、课程思政教学改革成效

通过对比两个学期的学生教学评价情况，学生对该门课程的教学评价分数显著提升（见表1）。

从表1可以看出，在10个评价指标中，融入课程思政的第二学期，其全部教学评价指标均比第一学期的指标有显著提升。总体评价也从第一学期的93.97提升至第二个学期的96.84，由此可见，按照前述几个方面开展的课程思政教学实践，不仅让学生在课程知识的获得上有了明显的提升，而且增强了学生对课程中蕴含的思政价值的认同感。

六、结语

教师通过巧妙的构思、科学的设计，将思政教育融入教学过程，并借助恰当的课堂教学手段，使得教书与育人合二为一，尽显教学的艺术，体现教学的魅力[9]。课程思政目标的实现，要将思政元素有机地、自然地融入课程，强调在不知不觉中感化学生[10]。

［参考文献］

[1] 张烁.习近平在全国高校思想政治工作会议上强调：把思想政治工作贯穿教育教学过程开创我国高等教育事业发展新局面[N].人民日报，2016-12-09（1）.

[2] 教育部关于印发《高等学校课程思政建设指导纲要》的通知[EB/OL].（2020-06-01）[2024-04-28].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/202006/t20200603_462437.html.

[3] 李静，胡国华.Python语言程序设计课程思政资源挖掘及教学路径探索[J].计算机教育，2020（1）：24-28.

[4] 嵩天，礼欣，黄天羽.Python语言程序设计基础[M].2版.北京：高等教育出版社，2017：74-78.

[5] 赵璐.Python语言程序设计教程[M].上海：上海交通大学出版社，2019：89-90.

[6] 周钢，郭福亮，崔良中，等.基于Python的大学计算机基础课程实践教学改革[J].计算机教育，2020（2）：96-98.

[7] 嵩天，黄天羽.Python语言程序设计教学案例新思维[J].计算机教育，2017（12）：11-14.

[8] 赵广辉.面向新工科的Python程序设计交叉融合案例教学[J].计算机教育，2017（8）：23-27.

[9] 李涛.高校计算机应用基础课程教学中融入思政教育的探讨[J].中国多媒体与网络教学学报（上旬刊），2019（6）：173-174.