閔 源，許春冬

（江西理工大學(xué)信息工程學(xué)院，江西 贛州 341000）

21世紀(jì)，可以稱之為人工智能的時(shí)代，在此時(shí)代背景下，如何培養(yǎng)專業(yè)基礎(chǔ)扎實(shí)，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力強(qiáng)，綜合素質(zhì)高的復(fù)合型應(yīng)用型人才[1]，是各大高校重點(diǎn)關(guān)注及不斷努力的方向。人工智能技術(shù)并非獨(dú)立存在于工科類專業(yè)之中，它與生物學(xué)、信號(hào)處理、數(shù)字通信原理等學(xué)科相互交叉、彼此融合，延伸出眾多新的研究領(lǐng)域。計(jì)算機(jī)編程則是將眾多學(xué)科與人工智能進(jìn)行融合的必要手段。在600多種編程語(yǔ)言中，Python具有語(yǔ)法簡(jiǎn)潔、粘性擴(kuò)展、通用靈活及類庫(kù)豐富等優(yōu)點(diǎn)，在學(xué)科交叉融合及工程計(jì)算等方面具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，受此影響，許多高校紛紛開(kāi)設(shè)了Python相關(guān)課程?！禤ython程序設(shè)計(jì)》課程具有內(nèi)容豐富、理論結(jié)合實(shí)際、思維發(fā)散等特點(diǎn)，但目前大多數(shù)開(kāi)設(shè)該課程的高校依舊保留著與C++課程類似的灌輸式授課方式，這使得工科類學(xué)生在課程學(xué)習(xí)的過(guò)程中往往會(huì)感覺(jué)枯燥乏味。如何讓學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程的過(guò)程中，同時(shí)掌握時(shí)代背景下的新技能和較高興趣地獲得乏味的基礎(chǔ)理論知識(shí)，是課程教學(xué)改革及培養(yǎng)復(fù)合型應(yīng)用型人才的關(guān)鍵。

1 課程教學(xué)改革與實(shí)踐

課程教學(xué)改革與實(shí)踐的目標(biāo)就是夯實(shí)學(xué)生理論基礎(chǔ)，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)及創(chuàng)新能力，以及樹(shù)立正確的世界觀、人生觀、價(jià)值觀，最終培養(yǎng)出國(guó)家需要的復(fù)合型應(yīng)用型人才。為實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，我們從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、教學(xué)實(shí)踐三個(gè)方面進(jìn)行課程的改革與實(shí)踐。

1.1 確定合適的教學(xué)內(nèi)容

（1）有目標(biāo)的選取課程配套教材。工欲善其事，必先利其器，一門課程最終能讓學(xué)生獲得多少有用的知識(shí)，很大程度在于教材的選定。我們既針對(duì)培養(yǎng)復(fù)合型應(yīng)用型人才這一目標(biāo)，又為了能和國(guó)內(nèi)外知名高校的Python程序設(shè)計(jì)課程實(shí)現(xiàn)接軌，結(jié)合江西理工大學(xué)的實(shí)際情況，從Python程序設(shè)計(jì)的眾多教材中，最終選擇北京理工大學(xué)嵩天老師的《Python語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》（第2版）作為本校Python課程的使用教材。該教材具有結(jié)合實(shí)際、各類知識(shí)點(diǎn)描述清晰、由淺入深的特點(diǎn)，適用各類初學(xué)Python的學(xué)生學(xué)習(xí)，同時(shí)，可以結(jié)合各工科類專業(yè)具有差異的方面，形成不一樣的授課方式，既能夠?yàn)楦咝＝處熦S富課堂內(nèi)容提供相關(guān)資料，又能夠?yàn)榕囵B(yǎng)復(fù)合型應(yīng)用型人才打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（2）引導(dǎo)并激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識(shí)。Python程序設(shè)計(jì)是一門編程語(yǔ)言課程，大多數(shù)高校依然沿用C++等開(kāi)設(shè)時(shí)間較為長(zhǎng)久，且一般為教師單方面“灌輸教學(xué)”方式來(lái)教授Python程序設(shè)計(jì)，這將導(dǎo)致工科類學(xué)生在學(xué)習(xí)相關(guān)課程時(shí)感到乏味，無(wú)法將之與實(shí)際生活相結(jié)合，總有一種空中樓閣的感覺(jué)，最終，致使學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高、掌握不了理應(yīng)掌握的技術(shù)。因此，教師應(yīng)通過(guò)專業(yè)的獨(dú)特性與Python程序設(shè)計(jì)課程的融合來(lái)進(jìn)行內(nèi)容的教學(xué)，在課程基礎(chǔ)理論知識(shí)講述前，設(shè)置與其專業(yè)相關(guān)的問(wèn)題，引導(dǎo)并激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識(shí)，令其帶著問(wèn)題在課程中尋找答案，保持高昂的興趣進(jìn)行理論基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)。例如，在金融專業(yè)班級(jí)進(jìn)行分支結(jié)構(gòu)的內(nèi)容傳授時(shí)，可以課前設(shè)置幾個(gè)問(wèn)題：（1）假如某個(gè)用戶需要進(jìn)行貨幣的兌換，相應(yīng)的匯率是什么，可以用什么途徑來(lái)獲取相應(yīng)匯率？（2）應(yīng)該輸入什么樣的格式，才能讓用戶清楚了解所需要進(jìn)行兌換的貨幣以及轉(zhuǎn)換后的貨幣表示方式呢？（3）怎樣才能利用查詢到的匯率，將對(duì)應(yīng)的貨幣轉(zhuǎn)換成目標(biāo)貨幣呢？通過(guò)理論知識(shí)講解前的問(wèn)題設(shè)置，引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生自主思考的意識(shí)，激發(fā)其自主學(xué)習(xí)的能力，使得學(xué)生可以帶著問(wèn)題學(xué)習(xí)，結(jié)合講述的分支結(jié)構(gòu)理論知識(shí)思考相應(yīng)的解決方法。

（3）注重課程整體性的同時(shí)要有所取舍。所有課程都具有課時(shí)量限制，不可能將課程涉及的內(nèi)容在課堂中都追根究底，因此，教師進(jìn)行基礎(chǔ)理論知識(shí)的講授時(shí)，應(yīng)保證課程的循序漸進(jìn)、由易到難，也應(yīng)保證課程各章之間的關(guān)聯(lián)性，可以不完全按書籍編排順序進(jìn)行教學(xué)，但也不能將整本書拆得零零散散且毫無(wú)章法地進(jìn)行講解。此外，還應(yīng)有一定的取舍，教師講授哪些內(nèi)容？哪些內(nèi)容需要同學(xué)自己課后學(xué)習(xí)？通過(guò)什么方式進(jìn)行學(xué)習(xí)？這些都是在課程內(nèi)容確定時(shí)應(yīng)該考慮的問(wèn)題。以學(xué)習(xí)Python程序設(shè)計(jì)的循環(huán)結(jié)構(gòu)為例，首先，在循環(huán)結(jié)構(gòu)的講解階段，關(guān)于計(jì)算框圖的相關(guān)原理和具體流程是初等教育的內(nèi)容，因此，可以對(duì)框圖計(jì)算的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行舍棄。其次，在進(jìn)行循環(huán)結(jié)構(gòu)的其他理論知識(shí)講解前，可將前面章節(jié)實(shí)現(xiàn)的較為基礎(chǔ)且具有一定重復(fù)性的代碼作為鋪墊，指出這段代碼具有重復(fù)累贅的缺點(diǎn)，然后開(kāi)始講述循環(huán)結(jié)構(gòu)的遍歷循環(huán)及無(wú)限循環(huán)相關(guān)理論，接著講述循環(huán)結(jié)構(gòu)的高級(jí)使用方法，再通過(guò)循環(huán)結(jié)構(gòu)將前面章節(jié)具有重復(fù)性的代碼進(jìn)行改寫，實(shí)現(xiàn)相同的功能，保證編寫的程序向更好的簡(jiǎn)潔性與可讀性不斷靠攏。最后，布置相關(guān)作業(yè)時(shí)可以將舍棄的框圖部分加入，以達(dá)到讓學(xué)生自學(xué)的目的。注重課程整體性的同時(shí)有所取舍，不僅可以減少教師的工作量，同時(shí)也可以加強(qiáng)學(xué)生自學(xué)能力的鍛煉。

1.2 與時(shí)俱進(jìn)的教學(xué)方式

教學(xué)方式的改革與創(chuàng)新，一直是課程教學(xué)過(guò)程最為重要的環(huán)節(jié)。如何改進(jìn)教學(xué)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)復(fù)合型應(yīng)用型人才的目標(biāo)，也是當(dāng)前時(shí)代背景下的一個(gè)重要課題。本文列舉了兩種與時(shí)俱進(jìn)的教學(xué)方式：結(jié)合“思政教育”的教學(xué)和進(jìn)行新型“翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)，利用這兩種教學(xué)方式更能豐富課堂內(nèi)容、提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和引導(dǎo)正確的三觀。

（1）結(jié)合“思政教育”的教學(xué)。在人工智能時(shí)代，高等教育依舊要高舉立德樹(shù)人的旗幟，只有將“德智體美勞”全面發(fā)展的理念貫徹到教學(xué)中，才能為國(guó)家與社會(huì)培養(yǎng)出復(fù)合型應(yīng)用型人才。雖然“課程思政”[3]于2016年就在全國(guó)高校思想政治工作會(huì)議上被提出，但目前思政教育與課程融合的程度不盡理想，很多高校教師沒(méi)有經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的培訓(xùn)，也不具備專業(yè)的政治理論素養(yǎng)，在思政教育方面，只能將政治理論生搬硬套至課堂之中，脫離實(shí)際，令學(xué)生反感，反而導(dǎo)致了負(fù)面效果，既令課程知識(shí)的傳授程度降低，又無(wú)法很好地引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立正確的三觀。因此，在將思政教育與專業(yè)課程相結(jié)合時(shí)，應(yīng)做到悄無(wú)聲息和步步為營(yíng)，要讓學(xué)生在接收基礎(chǔ)理論知識(shí)的同時(shí)，補(bǔ)充了相關(guān)思想政治精神食糧。在Python程序設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)教學(xué)方式（如板書授課、PPT授課等方式）中應(yīng)融入國(guó)際形勢(shì)、社會(huì)主義核心價(jià)值觀等思政課程的元素，實(shí)現(xiàn)在傳授基礎(chǔ)理論知識(shí)的同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立正確的三觀。以Python程序設(shè)計(jì)的turtle繪圖標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)為例，在教導(dǎo)學(xué)生如何編寫繪圖程序時(shí)，可以教導(dǎo)學(xué)生在做事情過(guò)程中，應(yīng)該保持嚴(yán)謹(jǐn)、循序漸進(jìn)的態(tài)度，將每一個(gè)步驟考慮清楚再進(jìn)行編程，而在編寫程序出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，可以教導(dǎo)學(xué)生應(yīng)該發(fā)揚(yáng)不畏困難、吃苦耐勞的精神，樹(shù)立他們能迎難而上、敢打敢拼的作風(fēng)，此外，還可以讓學(xué)生自主尋找?guī)в姓芰?，且是自己想要繪畫的圖片，從整個(gè)利用編程語(yǔ)言進(jìn)行繪畫的過(guò)程中，教導(dǎo)學(xué)生應(yīng)該發(fā)揚(yáng)善于觀察、善于發(fā)現(xiàn)美的能力。

（2）進(jìn)行新型“翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)。傳統(tǒng)的“翻轉(zhuǎn)課堂”[3-4]通過(guò)制作課程相關(guān)的教學(xué)視頻，先讓學(xué)生進(jìn)行視頻學(xué)習(xí)，將自身學(xué)習(xí)時(shí)產(chǎn)生的問(wèn)題記錄下來(lái)，在課程中與教師和其他同學(xué)進(jìn)行交流互動(dòng)，在提高學(xué)生參與感與自主學(xué)習(xí)能力的同時(shí)，令學(xué)生可以更大程度了解自身存在問(wèn)題，有針對(duì)性地提升自身專業(yè)素養(yǎng)。但傳統(tǒng)的“翻轉(zhuǎn)課堂”具有一定局限性，該模式要教師提前花費(fèi)大量時(shí)間準(zhǔn)備與教材配套的學(xué)習(xí)視頻，而國(guó)內(nèi)高校中大部分教師都具有一定的科研壓力，所以很多教師認(rèn)為這種模式極為耗費(fèi)精力，令大多數(shù)高校教師都不情愿采取這種教學(xué)模式。此外，這種教學(xué)模式還要學(xué)生的積極配合，對(duì)于每個(gè)專業(yè)班級(jí)中只求應(yīng)試技巧和及格分?jǐn)?shù)的同學(xué)來(lái)說(shuō)，這種通過(guò)課外時(shí)間進(jìn)行提前預(yù)習(xí)的方式，是一個(gè)巨大的“學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)”，久而久之，積欠的學(xué)習(xí)任務(wù)越來(lái)越多，最終選擇不再學(xué)習(xí)，這也將導(dǎo)致教師對(duì)這種積極性不高的學(xué)生所接受知識(shí)的程度掌握不到位，無(wú)法及時(shí)“對(duì)癥下藥”。而新型的“翻轉(zhuǎn)課堂”模式是通過(guò)教師與學(xué)生的身份進(jìn)行轉(zhuǎn)換，讓所有學(xué)生一起進(jìn)行課程PPT的準(zhǔn)備，可以極大程度上降低教師的工作量，同時(shí)可以讓學(xué)生以各自喜歡的方式來(lái)進(jìn)行課程理論知識(shí)的交流，此外，教師還可以對(duì)學(xué)生有誤解部分和遺漏部分進(jìn)行改正與補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)課程理論知識(shí)的傳授。以《Python程序設(shè)計(jì)》課程為例，新型“翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)方式，可以利用好教師與學(xué)生這二者的身份差異進(jìn)行“身份轉(zhuǎn)換課堂”，因?yàn)榻處煹淖罱K目標(biāo)是為學(xué)生傳道授業(yè)解惑，而學(xué)生的任務(wù)也不僅僅是學(xué)習(xí)理論知識(shí)，還應(yīng)該包括各種資源的獲取手段學(xué)習(xí)、辦公軟件的使用方法學(xué)習(xí)等。教師可以通過(guò)“身份轉(zhuǎn)換課堂”將學(xué)生進(jìn)行隨機(jī)分組，再將每次需要講解的內(nèi)容范圍提前給予對(duì)應(yīng)小組的學(xué)生，讓其在預(yù)留課堂十分鐘的前提下準(zhǔn)備好課程相關(guān)PPT，準(zhǔn)備期間可運(yùn)用自己所知道的方式，如慕課網(wǎng)、B站等網(wǎng)站的學(xué)習(xí)視頻等進(jìn)行課程的準(zhǔn)備，最后，教師利用預(yù)留時(shí)間向大家點(diǎn)明相關(guān)組別學(xué)生的優(yōu)點(diǎn)與不足，以及解答其他組別學(xué)生的疑惑，如有遺漏知識(shí)，可以在課程中進(jìn)行補(bǔ)充，最后布置課程內(nèi)容相關(guān)作業(yè)，以此來(lái)檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的掌握程度。

1.3 項(xiàng)目式的教學(xué)實(shí)踐

《Python程序設(shè)計(jì)》課程屬于編程語(yǔ)言類課程，本質(zhì)上是利用計(jì)算思維替代數(shù)學(xué)思維或?qū)嵶C思維來(lái)處理復(fù)雜的事務(wù)。如果只是在課堂中講解理論知識(shí)，并不讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐操作，將會(huì)導(dǎo)致學(xué)生對(duì)課程的內(nèi)容掌握不全面，且無(wú)法靈活的利用所學(xué)理論來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題，而目前大多數(shù)高校實(shí)行的實(shí)踐方式，依舊保持著為學(xué)生安排固定的實(shí)踐任務(wù)，然后集中時(shí)間讓每個(gè)學(xué)生獨(dú)立完成相關(guān)任務(wù)，這種實(shí)踐方式僅僅讓學(xué)生初步掌握基礎(chǔ)理論與有限情況結(jié)合的處理方式。為此，設(shè)計(jì)更加科學(xué)合理的實(shí)踐方式，對(duì)提升學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力，以及提升學(xué)生各方面綜合素質(zhì)就顯得尤為重要。

（1）高校中的項(xiàng)目式實(shí)踐方式，顧名思義，就是將高校內(nèi)實(shí)踐劃分成一個(gè)個(gè)的項(xiàng)目，利用項(xiàng)目規(guī)劃的方式完成課程規(guī)定的實(shí)踐任務(wù)。教師在實(shí)踐設(shè)計(jì)方面，可以基于所需學(xué)習(xí)的課程理論知識(shí)，結(jié)合自身所接觸的企業(yè)項(xiàng)目、基金項(xiàng)目等，按照項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的模式展開(kāi)教學(xué)實(shí)踐。以《Python程序設(shè)計(jì)》課程為例，首先，教師可以于課前結(jié)合當(dāng)前技術(shù)熱點(diǎn)與時(shí)事新聞[5]，給學(xué)生確定每次實(shí)踐課程的主題，如：利用網(wǎng)絡(luò)爬蟲分別收集全球因疫情死亡與治愈各自的人數(shù)，并設(shè)計(jì)訪問(wèn)界面供用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢等功能、利用turtle庫(kù)和math庫(kù)的結(jié)合，在不與原始標(biāo)志重疊的前提下，為第33屆夏季奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)設(shè)計(jì)一個(gè)你心目中的會(huì)標(biāo)等等。其次，對(duì)所有同學(xué)進(jìn)行分組，每個(gè)小組選出一名小組長(zhǎng)，成員按照小組長(zhǎng)任務(wù)規(guī)劃完成各自的部分，結(jié)合小組所有成員最終實(shí)現(xiàn)的模塊，完成項(xiàng)目規(guī)定的功能制作，教師在批閱完所有小組的項(xiàng)目報(bào)告后，給出評(píng)價(jià)以及排名。最后，可以設(shè)置“身份轉(zhuǎn)換課堂”，讓作品邏輯性強(qiáng)、功能性全的小組作為榜樣進(jìn)行思路講解，讓其他組別學(xué)習(xí)這種編程思維，進(jìn)一步提升自己的編程能力，同時(shí)教師還可以指出該作品的不足，以及實(shí)現(xiàn)作品升級(jí)的大致方向，讓學(xué)生進(jìn)一步了解想要實(shí)現(xiàn)性能優(yōu)越的作品應(yīng)該具備的元素。

（2）高校外的項(xiàng)目式實(shí)踐方式，即學(xué)生可以借助教師所具有的資源，進(jìn)入企業(yè)進(jìn)行專業(yè)相關(guān)的工作實(shí)習(xí)，以聯(lián)合培養(yǎng)的方式提高自身能力素養(yǎng)。以《Python程序設(shè)計(jì)》課程為例，教師可以在課后與專業(yè)相關(guān)的企業(yè)，如利用Python語(yǔ)言編寫算法進(jìn)行物品檢測(cè)、自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域的企業(yè)進(jìn)行合作，讓學(xué)生了解目前市場(chǎng)上流行的技術(shù)以及自身領(lǐng)域較為先進(jìn)的技術(shù)，并且讓學(xué)生掌握好在企業(yè)工作必須具備的能力，為將來(lái)的工作夯實(shí)基礎(chǔ)。實(shí)習(xí)期間，讓學(xué)生完全按照企業(yè)的規(guī)章制度進(jìn)行自身工作，如上班時(shí)間按時(shí)打卡、酬金分配方式為多勞多得等，令他們提前熟悉企業(yè)項(xiàng)目的具體生產(chǎn)流程，并清楚的認(rèn)知到在整個(gè)企業(yè)中上級(jí)所下發(fā)的任務(wù)，自己在其中所扮演的角色是什么，以及最適合扮演的角色是什么，從而找準(zhǔn)未來(lái)的目標(biāo)，將職業(yè)生涯規(guī)劃得更加清晰，為培養(yǎng)復(fù)合型應(yīng)用型人才的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)提供巨大動(dòng)力。

2 結(jié)語(yǔ)

《Python程序設(shè)計(jì)》課程的教學(xué)改革與實(shí)踐是時(shí)代交給我們的重大任務(wù)，雖然我們?yōu)榱伺囵B(yǎng)國(guó)家需要的復(fù)合型應(yīng)用型人才這個(gè)目標(biāo)做了許多努力，也取得了些許成果，但是課程的改革與實(shí)踐是一條沒(méi)有盡頭的道路，只有在遵循教學(xué)規(guī)律的前提下與時(shí)俱進(jìn)，不斷突破思想的禁錮，不斷豐富課程內(nèi)容，不斷提升教學(xué)技術(shù)手段，才能進(jìn)一步拔高我們所培養(yǎng)的復(fù)合型應(yīng)用型人才的各種素質(zhì)，讓培養(yǎng)的人才在更大的舞臺(tái)上具有更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。