王春，肖建于，沈龍鳳，趙兵

（淮北師范大學 計算機科學與技術學院，安徽 淮北 235000）

0 引言

教育部在2017年通過“復旦共識”“天大行動”“北京指南”，提出新工科建設的理念并開啟新工科建設模式［1］.新工科建設對高校的工科專業(yè)人才培養(yǎng)模式提出新的要求，主要有：（1）專業(yè)建設要滿足新經(jīng)濟、新技術、新產(chǎn)業(yè)的需求；（2）課程體系和教學內(nèi)容要滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展對人才的需求；（3）以學生為中心，用新技術改進教育模式［2］.因此，更新課程培養(yǎng)體系和內(nèi)容，改善課堂教學手段和方法，培養(yǎng)學生的自主學習能力，提升學生的動手實踐和解決實際問題的能力對于高校推動新工科建設具有重要意義.

Python語言能夠廣泛運用于人工智能、大數(shù)據(jù)和科學計算等領域，各大高校都把Python語言課程作為計算機類相關專業(yè)的重要編程語言類課程［3］.本文首先歸納應用型本科高校Python語言課程教學中存在的共性問題，針對這些問題開展的教學改革，旨在為該類課程的教學改革提供可借鑒的思路和方法.

1 Python語言課程教學中存在的問題

對于大多數(shù)的應用型本科高校，當前Python語言課程教學存在的主要問題有：（1）授課教師之間缺少溝通和交流，不能取長補短，不能在教學上互相幫助；（2）教師授課以填鴨式教學為主，缺乏與學生的互動交流，教學不能以學生為中心；（3）教師信息化觀念落后，不能充分利用網(wǎng)絡和多媒體資源，教學資源匱乏；（4）教師往往缺乏對學生學習主動性的積極引導，不能做到授人以魚不如授人以漁；（5）現(xiàn)有的考核方式較為單一，大多采用期末試卷筆試加平時考勤的綜合成績評定方式，只能考查出學生對于知識點的接受能力，無法考查出學生對于知識的運用能力，導致學生動手能力較弱.

針對上述問題，有學者提出Python課程教學改革的相關措施.嵩天等［4］從培養(yǎng)計算思維角度闡述Python教學改革必要性.文獻［5-6］提出MOOC結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂的學習模式.也有學者從應用與實踐的視角，探索Python案例教學法［7-9］.徐娟等［10］探索計算機輔助教學來促進學生的學習積極性、主動性和趣味性.有些研究探討如何運用混合式教學模式，合理組織線上和線下資源開展教學［11-12］.王德志等［13］則討論立體化Python教材資源建設的內(nèi)容.已有研究者從教學方式、教學手段、教材規(guī)劃等方面對Python課程教學質(zhì)量的提升給出改善措施，但總體并未形成體系，對于以新工科和教育認證為背景的Python語言課程的改革還遠遠不夠.

2 教學改革措施

2.1 基于課程群打造教學團隊

在組建Python語言課程教學團隊時采用基于課程群的方法，如圖1所示，Python語言程序設計的先修課程為程序設計基礎，后續(xù)課程為機器學習和智能優(yōu)化算法，將這些課程的老師都納入Python教學團隊.程序設計基礎的教師主要負責語言基礎和學生計算思維的培養(yǎng)，機器學習課程的老師則能夠提供項目驅(qū)動和案例式教學的幫助.課程群內(nèi)的教師，可以很好地進行教學內(nèi)容的整合和優(yōu)化，組織在一起進行教研項目的申報和大學生相關學科競賽的指導.這種教學團隊建設，能夠有利于不同課程知識點之間的交叉和遷移學習，并有利于教師知識水平和隊伍專業(yè)素養(yǎng)的提高.

圖1 Python語言課程群

2.2 基于藍墨云班課開展線上線下混合式教學

筆者基于藍墨云班課開展線上線下混合式教學.如圖2所示，對于每一章節(jié)內(nèi)容的學習，首先讓學生通過網(wǎng)絡視頻資源開展預習和自主學習，網(wǎng)絡視頻資源可以是MOOC平臺上的“國家精品課程”，也可以從網(wǎng)絡下載資源到本地并上傳到云班課的資源板塊里.接著，在線下的課堂教學中，教師主要講解章節(jié)內(nèi)容的重點和難點，并對學生自主學習的疑惑之處進行解答.課堂上可通過云班課開展課堂簽到、問卷調(diào)查、分組討論、隨堂測試等互動式學習.進一步，學生課后通過如北京理工大學開發(fā)的Python123平臺開展題庫和實際編程練習.最后，教師通過云班課對學生整個學習周期中遇到的問題開展答疑，并對章節(jié)課程內(nèi)容做相關總結(jié).這種混合式教學模式，可以讓老師及時跟蹤了解學生的學習情況，加強對學生學習過程的管理，學生也能提高學習效率.

圖2 線上線下混合式教學模式

2.3 以學生為中心，基于校企共建課程資源協(xié)同育人

新工科背景下要求課程教學必須以學生為中心，重在培養(yǎng)學生獨立學習和自主學習的能力.筆者一直堅持讓學生成為課程的主人并參與到實際教學活動的建設中.教師的任務是從網(wǎng)絡等平臺搜集整合優(yōu)質(zhì)資源供學生學習，比如微信公眾號Python小屋、Python作業(yè)輔導員.此外，教師也提供一些比賽平臺和省級大學生創(chuàng)新項目，讓學生通過參加比賽進一步提升編程能力.學生自主學習的成果，又往往能夠豐富教師的教學案例和教學平臺資源，從而實現(xiàn)師生共建課程.

為能夠讓學生學到的知識滿足企業(yè)就業(yè)需求，學院先后和無錫極客信息技術有限公司、安徽數(shù)家信息科技有限公司聯(lián)合建立企業(yè)實踐基地，并據(jù)此建立校企協(xié)同育人項目.學生有足夠的學時能夠到基地開展實際項目訓練，了解企業(yè)文化，適應企業(yè)環(huán)境，全面提升工作技能，企業(yè)的老師也會來到學院開展課程建設，能夠有效協(xié)助授課教師開展案例和項目式教學.

2.4 基于項目案例式教學激發(fā)學生學習興趣

案例式教學法是一種啟發(fā)式教學方法，該方法一方面能夠讓枯燥的知識實例化和具體化，能夠讓學生深刻了解所學知識的實際運用；同時，這種教學方法能夠讓教師把自己的科研成果與課堂教學進行有機結(jié)合.課程團隊近年來鼓勵采用案例式教學，所采用的案例一些來源于網(wǎng)上，另一些來源于教師自己的科研成果，所講案例涉及到機器學習、演化計算和數(shù)理統(tǒng)計等多個方面.圖3為筆者講述內(nèi)置數(shù)據(jù)類型時采用的好好學習，天天向上案例［14］.案例講解后，學生通過云班課表達自己學習后的啟發(fā)，從圖3中可以看出，學生通過案例不僅學到知識，而且感悟到努力學習的重要性，這很好地起到課程思政的作用.

圖3 基于藍墨云班課的案例教學示例

2.5 基于過程性考核優(yōu)化課程考核方法

課程考核的改革應該拋棄“重結(jié)果，輕過程”的思想，加強對能夠體現(xiàn)學生團隊協(xié)作、克服困難、尋求方法、創(chuàng)新實踐和實際動手能力的學習過程的考查.

課程團隊也基于過程性考核對考試模式進行改革，主要體現(xiàn)在2個方面：第一，增加對學生課堂表現(xiàn)的考查.將學生課堂參與討論的積極程度、實驗課中對項目完成的貢獻情況、章節(jié)單元測驗納入考核體系，這些都可以在藍墨云班課上通過學生的經(jīng)驗值進行體現(xiàn)；第二，針對不同專業(yè)的Python課程開展柔性考核方式.比如對于數(shù)據(jù)科學與大數(shù)據(jù)專業(yè)，其開設的“面向數(shù)據(jù)科學的編程語言（Python）”為必修課，除課程期末試卷考查外，增加實踐環(huán)節(jié)的考核，課程結(jié)束后開設課程設計來考查學生編程實戰(zhàn)能力.而對于計算機科學技術（專升本）專業(yè)，其開設的“Python語言程序設計”為選修課，期末考查學生需獨立設計一個小系統(tǒng)并采用課程報告介紹系統(tǒng)功能和實現(xiàn)過程.這種柔性考核方式能夠如實反映學生運用理論知識解決實際問題的能力.

3 教學改革效果反饋

以2020級計算機科學與技術（專升本）1班的“Python語言程序設計”課程為例，在課程結(jié)束后，對學生進行課程教學模式滿意度問卷調(diào)查.共發(fā)放問卷64分，收回有效問卷64份，調(diào)查結(jié)果如表1所示.

表1 “Python語言程序設計”教學模式滿意度問卷調(diào)查

由問卷調(diào)查以及學生平時的反饋可以看出，學生接受和認可教學改革.通過教學改革，能夠有效利用教學資源，做到以學生為中心，提高學生的學習效率，增強學生的自主學習能力.但是，在教學改革中也遇到一些困難，主要就是有部分學生對課程的興趣依然一般.如何有效地設計教學案例，合理開展差異化教學，進一步激發(fā)學生的學習興趣，是一項長期而艱巨的任務.

4 總結(jié)

新工科建設對應用型本科高校的人才培養(yǎng)提出更高的要求，Python作為高級程序設計語言對于知識應用能力的要求較高.本文針對當前Python教學中存在的問題從教學團隊建設、教學模式轉(zhuǎn)變、教學資源建設、案例式教學方法、課程考核方式方面提出教學改革措施.通過這些措施的實施，能夠有效提升教師的教學質(zhì)量，激發(fā)學生的學習興趣，增強學生的實踐能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識，能夠適應新時代、新經(jīng)濟和新技術的發(fā)展需求.

“互聯(lián)網(wǎng)+”下如何整合優(yōu)化課程資源并開展教材建設，對于提高Python教學質(zhì)量具有重要的意義.此外，在教學過程中如何做到課程思政，以加強學生的思想道德素質(zhì)和社會責任感，也是新工科背景下Python語言課程教學改革的一個重要關注點.