戴振華　潘學(xué)文

摘要：長(zhǎng)期以來，非計(jì)算機(jī)專業(yè)對(duì)于是否開始程序設(shè)計(jì)課程存在爭(zhēng)議，對(duì)于開設(shè)哪門程序設(shè)計(jì)語言課程也存在不同意見，課程的教學(xué)目標(biāo)也不是很明確，導(dǎo)致學(xué)生程序設(shè)計(jì)應(yīng)用能力跟不上時(shí)代步伐。隨著互聯(lián)網(wǎng)+和人工智能等技術(shù)的發(fā)展，原先以《C語言程序設(shè)計(jì)》為主導(dǎo)的非計(jì)算機(jī)專業(yè)程序設(shè)計(jì)課程已經(jīng)凸顯了諸多問題，而《Python語言程序設(shè)計(jì)》課程由于在人工智能和大數(shù)據(jù)領(lǐng)域有著無可比擬的優(yōu)勢(shì)日漸受到各大高校的關(guān)注，湖南科技學(xué)院就是基于這個(gè)大環(huán)境，對(duì)非計(jì)算機(jī)專業(yè)程序設(shè)計(jì)類課程進(jìn)行改革，以適應(yīng)社會(huì)對(duì)大學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力需求。

關(guān)鍵詞：Python語言;教學(xué)改革;混合式

中圖分類號(hào)：G642? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2022）08-0135-02

1 引言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，信息革命再度開啟，大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)成為當(dāng)今主流技術(shù)，簡(jiǎn)單地以語法講解程序設(shè)計(jì)課程的模式已經(jīng)越來越不適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展需求，迫切需要改變以《C語言程序設(shè)計(jì)》為代表的入門級(jí)程序課程，取而代之的是跟當(dāng)前熱門技術(shù)結(jié)合緊密的《Python程序設(shè)計(jì)》課程。前幾年，還只有少數(shù)的高校以《Python程序設(shè)計(jì)》課程為基本程序設(shè)計(jì)語言，但以北京理工大學(xué)為代表的高校不斷地推進(jìn)該門課程的教學(xué)與改革，課程教學(xué)效果達(dá)到了預(yù)想的目標(biāo)，很容易結(jié)合不同專業(yè)開展教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升大學(xué)生程序設(shè)計(jì)應(yīng)用能力。Python語言能逐漸被接受，究其原因，是因?yàn)镻ython語言有其自身特出的特點(diǎn)，主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面[1]：

（1）語法簡(jiǎn)單，不需要花費(fèi)大量時(shí)間講解數(shù)據(jù)類型，沒有 C 語言當(dāng)中的指針、地址等學(xué)生感覺比較難于理解的內(nèi)容，降低了入門學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)知識(shí)難度，使學(xué)習(xí)者可以更專注于解決問題本身，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)信心。

（2）容易進(jìn)行混合編程，在其程序代碼中可以方便插入其他語言的代碼，這樣對(duì)于解決某些具體問題顯得更簡(jiǎn)單。

（3）有強(qiáng)大的第三方庫支持，已經(jīng)有超過十幾萬個(gè)第三方庫覆蓋了諸多應(yīng)用領(lǐng)域，計(jì)算生態(tài)進(jìn)一步形成，這樣就可以支持有興趣愛好的同學(xué)進(jìn)一步向Python高級(jí)編程邁進(jìn)，真正激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)的內(nèi)生動(dòng)力。

（4）Python語言更容易與專業(yè)相結(jié)合，在非計(jì)算機(jī)專業(yè)程序語言課程中具有極大的優(yōu)勢(shì)，可以快速實(shí)現(xiàn)實(shí)用有趣的程序，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)語言課程的積極性。

隨著 Python 程序?qū)W習(xí)的逐漸升溫，一些高校也開始著手開展 Python 語言教學(xué)，但一般是對(duì)于專業(yè)學(xué)生開設(shè)的程序課程，對(duì)于非計(jì)算機(jī)專業(yè)開展Python 教學(xué)還不多[2]。隨著Python 教學(xué)改革不斷推進(jìn)，相信越來越多的學(xué)校會(huì)轉(zhuǎn)到該門課程學(xué)習(xí)中。

2 程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)現(xiàn)狀

“以教師、教材、教室、機(jī)房為中心”的傳統(tǒng)被動(dòng)接受式學(xué)習(xí)模式在教學(xué)方式上更注重語法的教學(xué)，忽視問題導(dǎo)向，導(dǎo)致教師教學(xué)完成后，學(xué)生感覺不到太多收獲。究其原因是其忽略了學(xué)生的獨(dú)立主動(dòng)的思考性和能動(dòng)性，沒有突出學(xué)生創(chuàng)新、創(chuàng)造素質(zhì)能力的培養(yǎng)，教學(xué)與實(shí)際需求脫節(jié)。通過多年教學(xué)實(shí)踐，筆者發(fā)現(xiàn)程序設(shè)計(jì)類課程教學(xué)上存在如下需要解決的問題[3]：

（1）相關(guān)專業(yè)院系對(duì)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)類課程培養(yǎng)要求提高，而實(shí)際上教學(xué)內(nèi)容與新時(shí)代大學(xué)生計(jì)算機(jī)能力的要求相脫節(jié)，造成預(yù)期落差大。

（2）各學(xué)校安排的教學(xué)內(nèi)容較為單一，教學(xué)前沒有進(jìn)行系統(tǒng)討論，教學(xué)過程中沒有針對(duì)學(xué)生的知識(shí)水平、接受能力、學(xué)習(xí)特點(diǎn)來實(shí)施不同的教學(xué)，學(xué)生計(jì)算思維能力沒有得到明顯提高，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)完程序設(shè)計(jì)語言后，不知道該課程究竟有什么用，怎么用，在哪些地方用。

（3）對(duì)于高校程序設(shè)計(jì)類課程，學(xué)生的學(xué)習(xí)期待在不斷增長(zhǎng)。學(xué)生喜歡關(guān)注熱點(diǎn)問題，如對(duì)人工智能、網(wǎng)絡(luò)爬蟲等計(jì)算問題十分關(guān)心，想通過程序設(shè)計(jì)課程的學(xué)習(xí)來接觸這些知識(shí)，而原先以《C語言程序設(shè)計(jì)》為代表的學(xué)習(xí)不能很好地結(jié)合熱點(diǎn)問題，長(zhǎng)此以往，學(xué)生會(huì)慢慢失去學(xué)習(xí)積極性。

（4）傳統(tǒng)程序設(shè)計(jì)教學(xué)模式已經(jīng)很難適應(yīng)社會(huì)對(duì)人才新思維的要求，特別在互聯(lián)網(wǎng)+、大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)飛速發(fā)展時(shí)代，對(duì)人才的計(jì)算機(jī)能力要求又提升了一個(gè)臺(tái)階，于是，兼顧興趣和創(chuàng)新的教學(xué)模式已經(jīng)變得非常迫切，但大部門高校的教學(xué)方案和目標(biāo)嚴(yán)重脫離社會(huì)需求，已經(jīng)不能適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要，導(dǎo)致學(xué)生不想學(xué)，老師不想教。

分析以上問題得出：激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，建立個(gè)性化學(xué)習(xí)模式，結(jié)合社會(huì)需求，提高其創(chuàng)新思維顯得非常重要。隨著大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)程序設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)從以知識(shí)驗(yàn)證為主的問題求解轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫦驅(qū)嶋H問題解決為主的計(jì)算求解。這些需求倒逼高校對(duì)程序設(shè)計(jì)類課程進(jìn)行一系列改革，基于“Python語言”課程的混合金課建設(shè)研究就是在這樣的背景下提出的。

3 《Python語言》混合金課建設(shè)方案

Python是一種解釋型語言，程序執(zhí)行效率較高[4]，它面向?qū)ο蟪绦蛘Z言，更切合實(shí)際，尤其在人工智能和深度學(xué)習(xí)等應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮了越來越重要的作用[5]，湖南科技學(xué)院原先開設(shè)VB程序語言，后期開設(shè)過C語言，最近幾年主要是開設(shè)Office高級(jí)，這樣對(duì)培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，因此，啟動(dòng)了《Python語言程序設(shè)計(jì)》課程教學(xué)改革。

3.1 《Python語言》課程改革指導(dǎo)思想

借鑒優(yōu)秀高校的程序設(shè)計(jì)類課程教改經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合學(xué)校實(shí)際，通過改進(jìn)Python教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合線上多種教學(xué)平臺(tái)，實(shí)施線上線下混合式教學(xué)，對(duì)形成的教改階段性成果不斷進(jìn)行交流改進(jìn)，分階段、分步驟地開展研究及實(shí)踐工作，最后對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行總結(jié)推廣。

3.2 《Python語言》課程教學(xué)改革目標(biāo)

激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)課程的內(nèi)生動(dòng)力和創(chuàng)造性，通過不斷調(diào)整優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，建立以應(yīng)用為核心的教學(xué)模式，利用Python程序設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)思維和創(chuàng)新能力，理解Python生態(tài)系統(tǒng)，學(xué)會(huì)用第三方庫解決實(shí)際問題，從原先簡(jiǎn)單課程建設(shè)（慕課）到實(shí)施金課建設(shè)（線上線下混合式教學(xué)），從課程閉門教學(xué)到跨校協(xié)同創(chuàng)新，全方位提升課程教學(xué)水平，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維能力和創(chuàng)新應(yīng)用能力的育人目標(biāo)。

3.3 《Python語言》課程改革要點(diǎn)

借鑒歷次程序設(shè)計(jì)類課程改革和其他高校成功改革經(jīng)驗(yàn)，突破原先以語法講解為主的課程教學(xué)模式，進(jìn)行《Python語言程序設(shè)計(jì)》全方位改革設(shè)計(jì)，以適應(yīng)新時(shí)代對(duì)大學(xué)生程序設(shè)計(jì)能力的要求，主要從以下幾個(gè)方面去努力：

（1）改進(jìn)Python教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容，以使教學(xué)更貼近學(xué)生專業(yè)，更貼近學(xué)生，從而有效推進(jìn)個(gè)性化學(xué)習(xí)，提升教學(xué)效果，將程序設(shè)計(jì)課程的有用性和有趣性很好地結(jié)合起來。

（2）如何通過實(shí)施線上線下混合式Python教學(xué)來提升教學(xué)質(zhì)量。

（3）如何有效進(jìn)行教學(xué)效果的分析評(píng)估，進(jìn)而不斷改進(jìn)教學(xué)。

（4）如何突破閉門教學(xué)模式，進(jìn)一步實(shí)施開放式教學(xué)和協(xié)同教學(xué)。

3.4 《Python語言》課程改革具體方案

湖南科技學(xué)院在該門課程上教學(xué)經(jīng)驗(yàn)不足，期望在改革過程中不斷改進(jìn)教學(xué)，經(jīng)過全體教學(xué)人員集體討論，《Python語言程序設(shè)計(jì)》混合金課建設(shè)分成三個(gè)部分：課程內(nèi)容、混合模式、課程平臺(tái)。

（1）在課程內(nèi)容教學(xué)中，建議按獨(dú)立單元來設(shè)計(jì)教學(xué)任務(wù)，對(duì)每個(gè)單元設(shè)定一個(gè)明確的問題或目標(biāo)。每個(gè)單元教學(xué)過程中逐步引入新的程序設(shè)計(jì)要素、新的第三方庫，對(duì)教學(xué)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行有效擴(kuò)展，以適應(yīng)更高層次學(xué)習(xí)。根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況，動(dòng)態(tài)調(diào)整知識(shí)點(diǎn)和能力訓(xùn)練方案，不斷優(yōu)化教學(xué)。建議Python教學(xué)課程內(nèi)容單元主要有：?jiǎn)卧?：Turtle創(chuàng)意繪畫。單元2：Turtle繪畫進(jìn)階：參數(shù)化、遞歸和分形。單元3：中文文本處理初步。單元4：中文處理進(jìn)階：關(guān)鍵字提取與主題提取。單元5：網(wǎng)絡(luò)爬蟲初步。單元6：網(wǎng)絡(luò)爬蟲進(jìn)階。單元7：數(shù)據(jù)分析研究與可視化。

（2）在單元內(nèi)容的實(shí)施進(jìn)程中結(jié)合混合教學(xué)模式，主要采用如下混合模式教學(xué)。階段一：設(shè)定目標(biāo)或問題、講解相關(guān)知識(shí)，線上平臺(tái)發(fā)布作業(yè)。階段二：結(jié)合學(xué)生專業(yè)，通過豐富的平臺(tái)實(shí)現(xiàn)學(xué)生自學(xué)、創(chuàng)意、設(shè)計(jì)、編程實(shí)現(xiàn)。階段三：若干次線下討論課后，學(xué)生展示作品，老師同步點(diǎn)評(píng)、提問、學(xué)生記課堂筆記。階段四：?jiǎn)卧虒W(xué)效果的總結(jié)和反饋。

（3）Python主要教學(xué)平臺(tái)的選擇?；旌鲜浇虒W(xué)一般要使用多種平臺(tái)進(jìn)行混合，在《Python語言程序設(shè)計(jì)》混合金課建設(shè)過程中，得到了學(xué)校的大力支持，主要的教學(xué)平臺(tái)有：①北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院的Python教學(xué)平臺(tái)Python123實(shí)踐平臺(tái)，具體網(wǎng)址是：http：//python123.io。②中國(guó)大學(xué)MOOC和愛課程教學(xué)平臺(tái)。③超星教學(xué)平臺(tái)和學(xué)校內(nèi)部課程中心教學(xué)平臺(tái)。

3.5 《Python語言》課程改革實(shí)施步驟

《Python語言》課程改革建設(shè)主要分成三個(gè)階段，每個(gè)階段設(shè)定一定的目標(biāo)和任務(wù)，完成后才能進(jìn)入下一階段，逐步推進(jìn)，重在落實(shí)，三個(gè)階段主要目標(biāo)任務(wù)如下：

第一階段：切實(shí)推動(dòng)Python語言課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式的改革，從課程到教材、理念到實(shí)踐、線下到線上、等級(jí)考試進(jìn)行全方位改革，形成與社會(huì)發(fā)展相適應(yīng)的程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)內(nèi)容體系、混合模式和平臺(tái)。

第二階段：在教學(xué)改革實(shí)施過程中，更加注重學(xué)生能力的培養(yǎng)，教學(xué)質(zhì)量的提高以及教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)與其他高校的協(xié)同。

第三階段：總結(jié)推廣階段，對(duì)該課程的建設(shè)進(jìn)行分析研究，通過對(duì)成功經(jīng)驗(yàn)和不成功經(jīng)驗(yàn)的分析確定下一步改進(jìn)的措施，為后續(xù)改革和其他課程的改革積累經(jīng)驗(yàn)。

4 結(jié)束語

本文結(jié)合湖南科技學(xué)院非計(jì)算機(jī)專業(yè)程序設(shè)計(jì)類課程教學(xué)分析該課程教學(xué)普遍存在的一些問題，提出開設(shè)《Python程序設(shè)計(jì)》課程的原因，介紹了開設(shè)這門課程的背景，并結(jié)合學(xué)校實(shí)際，闡述了該課程實(shí)施混合式改革的必要性，提出課程改革的目標(biāo)和采取的一系列措施，最后對(duì)課程改革的方案進(jìn)行了說明。

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