李 麗，王大勇，易 俗，殷慧文

（遼寧大學(xué) 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110036）

1 問(wèn)題分析

大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程是高校大學(xué)生的必修課程，也是將來(lái)學(xué)習(xí)和工作中應(yīng)用最廣泛的一門(mén)課程，承擔(dān)著培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維和計(jì)算機(jī)技能的重要任務(wù)。計(jì)算機(jī)知識(shí)更新快，內(nèi)容涵蓋廣泛，教學(xué)內(nèi)容更要緊跟時(shí)代步伐，培養(yǎng)學(xué)生掌握學(xué)科前沿和應(yīng)用性的技術(shù)，才能對(duì)其今后的學(xué)習(xí)和工作起到良好的促進(jìn)作用[1-2]。

目前大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課也面臨著諸多問(wèn)題：一方面，隨著課外輔導(dǎo)機(jī)構(gòu)針對(duì)低齡學(xué)生的計(jì)算機(jī)教育不斷升溫，大學(xué)生入學(xué)時(shí)的計(jì)算機(jī)水平將會(huì)在一定時(shí)期內(nèi)不斷提高；另一方面，學(xué)生間的計(jì)算機(jī)水平差距也會(huì)逐漸加大，因?yàn)槿雽W(xué)前的計(jì)算機(jī)教育普遍存在常識(shí)性、基礎(chǔ)操作性等特點(diǎn)，而計(jì)算機(jī)高階教育只針對(duì)于個(gè)別群體或個(gè)別學(xué)生，另外，地區(qū)性差異也是加大學(xué)生計(jì)算機(jī)水平差距的一個(gè)重要因素。

入學(xué)時(shí)進(jìn)行計(jì)算機(jī)水平測(cè)試固然是一種解決辦法，但多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)告訴我們，經(jīng)過(guò)高考選拔考試入學(xué)的學(xué)生，在不考慮主觀因素的情況下，同等專(zhuān)業(yè)的學(xué)生其學(xué)習(xí)能力是相近的。很多入學(xué)前很少接觸計(jì)算機(jī)的學(xué)生，在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的追趕學(xué)習(xí)后，會(huì)減少差距甚至出現(xiàn)反超，因此單憑入學(xué)時(shí)的計(jì)算機(jī)水平測(cè)試就決定學(xué)生的計(jì)算機(jī)水平是不科學(xué)的。我們可以通過(guò)課上知識(shí)的調(diào)整對(duì)學(xué)生計(jì)算機(jī)水平的差異進(jìn)行協(xié)調(diào)，而對(duì)于一些在計(jì)算機(jī)方面特別優(yōu)秀的學(xué)生，可以在社團(tuán)、競(jìng)賽等環(huán)境下進(jìn)一步提高能力。

第二個(gè)比較顯著的問(wèn)題是文科學(xué)生對(duì)程序設(shè)計(jì)課程的學(xué)習(xí)能力和興趣程度相對(duì)較弱。教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，經(jīng)管類(lèi)的文科學(xué)生在掌握較難的計(jì)算機(jī)問(wèn)題時(shí)有良好的表現(xiàn)，而文史哲、語(yǔ)言類(lèi)的學(xué)生則相對(duì)較弱，但對(duì)于趣味性較強(qiáng)的問(wèn)題，整體表現(xiàn)都有所提升，因此，在通識(shí)教育中，富有趣味性的教學(xué)案例在教學(xué)環(huán)節(jié)中也十分重要，特別是一些能夠循序漸進(jìn)引導(dǎo)學(xué)生逐級(jí)深入學(xué)習(xí)的教學(xué)案例，對(duì)于教學(xué)工作有著很好的促進(jìn)作用。

Python 語(yǔ)言輕語(yǔ)法、重解決問(wèn)題，具有簡(jiǎn)單易學(xué)、易用、直觀、適用范圍廣的特點(diǎn)，因此特別適合非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)。Python 語(yǔ)言還具備豐富的生態(tài)庫(kù)，非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生可以借助該語(yǔ)言解決各類(lèi)本專(zhuān)業(yè)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用問(wèn)題[3]。為促進(jìn)文科專(zhuān)業(yè)學(xué)生程序設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，Python 課程在內(nèi)容設(shè)置方面應(yīng)注重多元化設(shè)計(jì)，可以采用多位教師專(zhuān)題授課、多種教學(xué)模式混合、多層次教學(xué)案例應(yīng)用等形式。課堂案例需要根據(jù)學(xué)生的接受程度深入淺出、逐級(jí)加深，特別是要抓住學(xué)生的興趣點(diǎn)，使其更積極主動(dòng)地投入Python 語(yǔ)言的學(xué)習(xí)中。

目前許多高校都陸續(xù)開(kāi)展了針對(duì)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)和非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的Python 教學(xué)工作，很多高校教師在推動(dòng)Python 教學(xué)的發(fā)展中也取得了豐碩的成果[4-6]。北京理工大學(xué)的嵩天[1-2]、南京大學(xué)的張莉[7-8]、中南大學(xué)的劉衛(wèi)國(guó)[9]、北京交通大學(xué)的魯凌云、西安郵電大學(xué)的王小銀等多位教師在Python 教學(xué)方面都有著深入的研究。此外，哈爾濱工業(yè)大學(xué)、大連理工大學(xué)、北京師范大學(xué)、北京工商大學(xué)、電子科技大學(xué)、南京郵電大學(xué)、西南財(cái)經(jīng)大學(xué)、上海師范大學(xué)、大連外國(guó)語(yǔ)大學(xué)等高校也都開(kāi)展了面向非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的Python 語(yǔ)言程序課程。

2 多元化教學(xué)模式

多元化的教學(xué)模式可以從幾個(gè)方面進(jìn)行，包括教學(xué)方式的多元化、教學(xué)內(nèi)容的多元化、考核方式的多元化。

2.1 教學(xué)方式的多元化

將教學(xué)方式的多元化分成兩種形式：[1：n]教學(xué)方式和[1+n]教學(xué)方式。

[1：n]教學(xué)方式是指1 到n種教學(xué)方式共存，且比重相當(dāng)，即同比重的教學(xué)方式共同應(yīng)用于教學(xué)；[1+n]教學(xué)方式是指1 種主體教學(xué)方式輔以其他n種教學(xué)方式的融合。

[1：n]教學(xué)方式與傳統(tǒng)的教學(xué)方式相比較變化更大，在實(shí)際應(yīng)用中可能會(huì)涉及許多顛覆性的改變。例如，課堂教學(xué)不再是以教師為主，而是以學(xué)生為主；手機(jī)不再游離課堂之外，而是作為學(xué)習(xí)的一個(gè)重要手段；將課堂講授與MOOC、SPOC、微課、翻轉(zhuǎn)課堂、智慧教學(xué)等形式組合在一起，課堂講授不再是教學(xué)活動(dòng)的重點(diǎn)。

[1+n]教學(xué)方式則更接近傳統(tǒng)形式，只是在原有的100%教師講授為主體的課堂中，適當(dāng)加入一定比例的其他教學(xué)方式，而這些教學(xué)方式可以是一種形式，也可以是多種形式。

由于[1+n]的教學(xué)方式更好操作，特別適合初期改革的應(yīng)用。在實(shí)際教學(xué)中，可以嘗試[1+n]的教學(xué)方式，主體課程采用“電子教室軟件+電子教案+邊講邊練”的教學(xué)方式，部分內(nèi)容輔以微信群、“雨課堂”、分組討論等多種教學(xué)方式。在練習(xí)環(huán)節(jié)，利用微信小程序向微信群發(fā)布課上練習(xí)和課后作業(yè)，可以實(shí)時(shí)獲取學(xué)生的答題情況，方便問(wèn)題的講解，也可以進(jìn)行課上測(cè)驗(yàn)?！坝暾n堂”智慧教學(xué)解決方案可以協(xié)助進(jìn)行簽到、評(píng)價(jià)學(xué)生課上表現(xiàn)、反映課上答題情況、布置預(yù)習(xí)任務(wù)、發(fā)放課件、進(jìn)行課上考核等一系列教學(xué)輔助工作。分組討論應(yīng)用在一些綜合題目中，可以提升學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神，使學(xué)生共同完成一個(gè)指定的任務(wù)，如綜合運(yùn)用多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)或第三方庫(kù)進(jìn)行圖形繪制。

2.2 教學(xué)內(nèi)容的多元化

教師授課不局限于由一位教師由始至終地講授一門(mén)課程，而是可以由多位教師以專(zhuān)題的形式講授。這種講授方式早已存在，但所占比例并不高。教學(xué)內(nèi)容可以根據(jù)學(xué)生的水平進(jìn)行分層次教學(xué)。分層次教學(xué)包括不同課程教學(xué)和同課程分級(jí)教學(xué)。

不同課程教學(xué)是指對(duì)于某一類(lèi)課程，針對(duì)不同的學(xué)生開(kāi)設(shè)不同課程。例如，對(duì)于計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程，可以針對(duì)理科類(lèi)、文科類(lèi)和藝術(shù)類(lèi)的學(xué)生分別設(shè)置不同的課程，常用的課程設(shè)置為程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)、多媒體技術(shù)等。

同課程分級(jí)教學(xué)是指針對(duì)不同專(zhuān)業(yè)、不同層次的學(xué)生，講授同一門(mén)課程，但講授的難度不同。例如，同為計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程，針對(duì)理科生可以講授比較全面的程序設(shè)計(jì)知識(shí)體系結(jié)構(gòu)，而針對(duì)文科學(xué)生就可以刪減一些需要較多理科知識(shí)的內(nèi)容。

實(shí)際教學(xué)中，將教學(xué)內(nèi)容分為3 個(gè)模塊，分別由3 位教師講授。具體內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配見(jiàn)表1。根據(jù)文史類(lèi)、經(jīng)管類(lèi)學(xué)生的特點(diǎn)增減教材中的章節(jié)，教學(xué)內(nèi)容也可以根據(jù)專(zhuān)業(yè)需要的不同進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

2.3 考核方式的多元化

一般的考核方式是平時(shí)成績(jī)+期末考試。平時(shí)成績(jī)一般包括出勤、作業(yè)、課堂測(cè)試等。這已經(jīng)是一種多元化的考核方式，但采用不同的考核手段，效果也有所不同。以出勤為例，可以采用的方式就是多種多樣的，傳統(tǒng)的有按名單點(diǎn)名、電子教室簽到，“雨課堂”“慕課堂”“學(xué)習(xí)通”等平臺(tái)也推出了多種形式的掃碼簽到。目前可作為作業(yè)或測(cè)試考核方式的有紙質(zhì)試卷、電子試卷、電子教室、考試軟件、智慧教學(xué)APP、微信小程序等以供選擇。

表1 內(nèi)容設(shè)置及學(xué)時(shí)分配

Python 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程采用平時(shí)考核及期末考試的考核方式，在考核學(xué)生基礎(chǔ)理論知識(shí)的同時(shí)，重點(diǎn)考核學(xué)生的實(shí)踐操作能力?？己朔绞饺鐖D1 所示，3 位授課教師平均分配平時(shí)成績(jī)，包括出勤和作業(yè)設(shè)計(jì)。作業(yè)設(shè)計(jì)是根據(jù)3 部分的特點(diǎn)分別布置不同難度的作業(yè)題目。利用電子教室、“雨課堂”和微信小程序輔助課堂出勤統(tǒng)計(jì)、課上考核以及作業(yè)提交。期末考試部分則采用考試軟件，對(duì)學(xué)生整個(gè)學(xué)期知識(shí)點(diǎn)的掌握程度進(jìn)行考核。

3 逐級(jí)式教學(xué)模式

在實(shí)際教學(xué)中，可以將教學(xué)內(nèi)容分成3 個(gè)級(jí)別，分別為初級(jí)式教學(xué)、中級(jí)式教學(xué)和高級(jí)式教學(xué)。

初級(jí)式教學(xué)內(nèi)容用于平衡學(xué)生間的計(jì)算機(jī)水平差異。對(duì)于計(jì)算機(jī)水平較為薄弱的學(xué)生，初級(jí)階段的內(nèi)容用于入門(mén)，而對(duì)于計(jì)算機(jī)水平相對(duì)較強(qiáng)的學(xué)生，初級(jí)階段的內(nèi)容用于將以往零散的計(jì)算機(jī)知識(shí)系統(tǒng)化。

中級(jí)內(nèi)容用于進(jìn)一步平衡學(xué)生間的差距，并注重教學(xué)案例的逐級(jí)式深入，以及案例的新穎性和趣味性，使學(xué)生更有意愿參與學(xué)習(xí)中。

高級(jí)階段注重學(xué)生水平的整體提升，并針對(duì)不同專(zhuān)業(yè)的學(xué)生進(jìn)行不同內(nèi)容的教育。

逐級(jí)式的教學(xué)模式可貫穿整門(mén)課的教學(xué)工作，也適用于某一知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)工作。

Python 程序設(shè)計(jì)教學(xué)中以小型案例的形式進(jìn)行講解，以逐級(jí)深入的方式進(jìn)行滲透，既能夠平衡學(xué)生間差距，又能鞏固學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握。這種教學(xué)模式也是綜合了教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和學(xué)生意見(jiàn)的結(jié)果。

在教學(xué)過(guò)程中設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單而且關(guān)聯(lián)的實(shí)例，可以讓更多的非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)學(xué)生更容易掌握理科的編程課程。短小精悍的實(shí)例使學(xué)生更容易完成，增強(qiáng)其參與感的同時(shí)，更容易提升學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和取得一些小成就的滿足感；而這種滿足感又會(huì)帶動(dòng)學(xué)生積極地參與程序設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，兩者相輔相成，相互促進(jìn)。課上用到的一些典型實(shí)例如下。

圖1 考核方式

實(shí)例1：利用turtle 庫(kù)，按照例1—例5，從繪制一個(gè)正方形開(kāi)始，逐層深入，最后繪制出一個(gè)魔方圖形。

例1 繪制一個(gè)正方形。

例2 繪制一個(gè)正方形并填充顏色。

例3 繪制3 個(gè)正方形。

例4 繪制3 個(gè)正方形并填充不同顏色。

例5 繪制魔方（9 個(gè)正方形）。

繪制魔方教學(xué)實(shí)例如圖2 所示，例1 利用單層for 循環(huán)繪制了一個(gè)正方形，該形狀是組成后續(xù)形狀的基本形狀；例2 是向例1 中的形狀填充顏色，主要用到了fillcolor( )、begin_fill( )和end_fill( )；例3是在例2的程序外又加了一層for循環(huán)，并利用goto( )作合適的位移；例4 利用列表和random 庫(kù)中的choice( )函數(shù)共同完成隨機(jī)顏色的填充；例5 是在例4 基礎(chǔ)上繼續(xù)加一層for 循環(huán)，并繼續(xù)利用goto( )作位移。實(shí)例1 由簡(jiǎn)入繁、逐層深入，在原有實(shí)例基礎(chǔ)上不斷提出新的問(wèn)題，使學(xué)生更容易理解嵌套程序的結(jié)構(gòu)和含義、循環(huán)中列表的使用、random 庫(kù)和列表之間的關(guān)系等內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生深入學(xué)習(xí)。

圖2 繪制魔方教學(xué)實(shí)例

實(shí)例2：用3 個(gè)實(shí)例逐層深入，引導(dǎo)學(xué)生理解異常類(lèi)型標(biāo)注的重要性以及多種異常的處理方式，如圖3 所示。

圖3 異常類(lèi)型教學(xué)實(shí)例

教學(xué)中還側(cè)重turtle 庫(kù)的舉例，在順序結(jié)構(gòu)、分支結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)、組合數(shù)據(jù)類(lèi)型、各種庫(kù)的介紹中都可借助turtle 繪圖。多種圖形的繪制，更容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生的作業(yè)就充分體現(xiàn)了他們對(duì)圖形的熱愛(ài)。學(xué)生通過(guò)對(duì)分支結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)，結(jié)合turtle 庫(kù)以及random 庫(kù)和列表的相關(guān)知識(shí)，繪制了豐富多彩的圖形，如圖4 所示。

圖4 學(xué)生作業(yè)

4 教學(xué)效果分析

在Python 程序設(shè)計(jì)實(shí)際教學(xué)中應(yīng)用多元化的教學(xué)模式和逐級(jí)式的教學(xué)案例，取得的教學(xué)效果如下。

出勤考核滿分人數(shù)為53 人，滿分率為94.64%。作業(yè)提交情況為第一次作業(yè)56 人，第二次作業(yè)55 人，第三次作業(yè)55 人。作業(yè)提交率為98.81%?？偝煽?jī)?cè)?～59 分的人數(shù)為2 人，60～69 分之間的人數(shù)為4 人，70～79 分之間的人數(shù)為28 人，80～89 分之間的人數(shù)為14 人，90～100 分之間的人數(shù)為8 人。

對(duì)總成績(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得到圖5 所示的總成績(jī)分布圖，結(jié)果符合正態(tài)分布。

通過(guò)考查學(xué)生的出勤、作業(yè)和期末總成績(jī)，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在出勤率和作業(yè)提交率方面較為突出，側(cè)面反映了學(xué)生對(duì)這門(mén)課的興趣較濃厚?？偝煽?jī)?cè)诜险龖B(tài)分布的前提下，高分值人數(shù)比重較高。

圖5 總成績(jī)分布

5 結(jié) 語(yǔ)

多元化的課程模式和逐級(jí)式的教學(xué)內(nèi)容更容易提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，平衡學(xué)生入學(xué)時(shí)的知識(shí)差距，培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維，整體提升學(xué)生的計(jì)算機(jī)技能。后續(xù)工作將進(jìn)一步增加Python 班級(jí)數(shù)量和班級(jí)人數(shù)，達(dá)到逐步推廣的目的，并逐漸加強(qiáng)學(xué)生在程序設(shè)計(jì)方面的深入學(xué)習(xí)和專(zhuān)業(yè)應(yīng)用。