王 健，劉惠子

（遼寧師范大學(xué) 計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)學(xué)院，遼寧 大連 116081）

0 引言

在中共十九大吹響建設(shè)教育強(qiáng)國(guó)的號(hào)角后，夯實(shí)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，促進(jìn)實(shí)踐能力提升，強(qiáng)化創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)，推進(jìn)綜合素質(zhì)發(fā)展，逐步構(gòu)建高質(zhì)量計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)體系是落實(shí)新工科人才培養(yǎng)理念的重要方向。教育部于2018 年發(fā)布的《教育信息化2.0 行動(dòng)計(jì)劃》中明確要求各高校要推進(jìn)現(xiàn)代信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合，面向國(guó)家戰(zhàn)略需求，培養(yǎng)高性能專業(yè)人才，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生課內(nèi)外一體化信息技術(shù)技能、應(yīng)用能力的培養(yǎng)［1］。高素質(zhì)應(yīng)用型計(jì)算機(jī)人才的培養(yǎng)對(duì)于加快信息化建設(shè)、提升國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平有著至關(guān)重要的作用。

隨著國(guó)家不斷深入推進(jìn)數(shù)字化進(jìn)程，開源理念得到廣泛傳播與支持，我國(guó)開源事業(yè)也取得了長(zhǎng)足發(fā)展，以集體開發(fā)、合作創(chuàng)新、信息共享為特點(diǎn)的開源社區(qū)發(fā)展勢(shì)頭迅猛。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2018 年，中國(guó)最大的開源代碼托管平臺(tái)碼云共收錄開源項(xiàng)目超46000 個(gè)，推動(dòng)了新一代信息技術(shù)的蓬勃發(fā)展，進(jìn)而催生出自由、開放、共享的開源生態(tài)［2-3］。其中，Python 語(yǔ)言具有應(yīng)用廣泛、開源兼容、代碼簡(jiǎn)潔高效、豐富庫(kù)資源等特點(diǎn)，以其為基礎(chǔ)構(gòu)建的項(xiàng)目也日益增多，為借助開源項(xiàng)目開展Python 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程創(chuàng)造了有利條件。

本文結(jié)合Python 語(yǔ)言的特點(diǎn)及計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，探究在開源共創(chuàng)理念下的數(shù)字化教學(xué)方法，針對(duì)Python 程序設(shè)計(jì)中的綜合實(shí)踐環(huán)節(jié)提出一種基于開源項(xiàng)目的混合式教學(xué)模式，以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的方式助力學(xué)生實(shí)踐能力與創(chuàng)新思維的發(fā)展，以期探尋提升學(xué)生專業(yè)能力和計(jì)算思維的有效路徑。

1 相關(guān)研究

1.1 開源項(xiàng)目研究

開源項(xiàng)目是指其在一定的框架基礎(chǔ)上，使用者可依據(jù)自身需求進(jìn)行修改的項(xiàng)目［4］。這里的開源項(xiàng)目既包括開源硬件也涵蓋開源軟件。美國(guó)是最早將開源項(xiàng)目應(yīng)用于教學(xué)的國(guó)家，后來這種教學(xué)方法在德國(guó)盛行，并在軟件學(xué)院得到了廣泛應(yīng)用。中國(guó)開源運(yùn)動(dòng)的序幕始于龔敏博士回國(guó)后帶回的Linux 等開源軟件［5-6］。伴隨著開源運(yùn)動(dòng)在中國(guó)的推進(jìn)以及GitHub、Source Forge 等開源社區(qū)日益成熟普及，如何將開源軟硬件和開源社區(qū)的資源與教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合并應(yīng)用于實(shí)際教學(xué)中成為越來越多教育者思考的問題。例如，章宗長(zhǎng)等［7］從準(zhǔn)備、設(shè)計(jì)與實(shí)施三階段詳細(xì)介紹了軟件工程課程中利用開源項(xiàng)目開展實(shí)踐的具體方法；覃國(guó)蓉等［8］探究并實(shí)踐了開源項(xiàng)目在Java 教學(xué)中的具體應(yīng)用；沈忱［9］詳細(xì)闡述了開源硬件融入人工智能課程的開發(fā)策略及課例經(jīng)驗(yàn)，其從理論探究到具體實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)開源項(xiàng)目融入到教學(xué)中能較好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情與興趣，在培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維、綜合能力等方面起到了良好作用。

近年來，Python 以開源兼容、具有豐富擴(kuò)展庫(kù)的優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用于機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能等領(lǐng)域，深受創(chuàng)客運(yùn)動(dòng)、創(chuàng)新企業(yè)以及世界高校的歡迎，這也促進(jìn)了Python 開源項(xiàng)目的產(chǎn)生，愈來愈多的學(xué)校開始借助開源項(xiàng)目開展Python課程的學(xué)習(xí)。例如紐約工業(yè)大學(xué)Boyan 等［10］為促進(jìn)學(xué)生的泛在學(xué)習(xí)，將Python 的學(xué)習(xí)建構(gòu)在一個(gè)開源編程環(huán)境中；秦維超等［11］嘗試將Python 雙重循環(huán)知識(shí)點(diǎn)與開源硬件Micro：bit 相結(jié)合，從而促進(jìn)學(xué)生對(duì)雙重結(jié)構(gòu)的理解與掌握。綜上所述，以開源項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)Python 課程的學(xué)習(xí)具有強(qiáng)化學(xué)生實(shí)踐操作能力、深化專業(yè)知識(shí)理解等優(yōu)點(diǎn)。

1.2 Python課程

在教學(xué)實(shí)踐方面，Python 程序設(shè)計(jì)課程面臨著諸多挑戰(zhàn)。從教學(xué)方式和方法的角度來看，目前Python 課程多采用填鴨式講授方式，教師在教學(xué)中過于注重語(yǔ)法和原理的講授，導(dǎo)致很難在有限課時(shí)內(nèi)兼顧理論與實(shí)踐的教學(xué)，縮短了上機(jī)實(shí)踐的時(shí)間，使其成為理論課程的附屬，容易使學(xué)生失去學(xué)習(xí)興趣。除此之外，教學(xué)實(shí)例普遍沿用多年前簡(jiǎn)單抽象的老例子，內(nèi)容存在一定的滯后性，技術(shù)變革帶來的先進(jìn)性與已有教學(xué)模式之間產(chǎn)生了很強(qiáng)的張力，導(dǎo)致所學(xué)內(nèi)容與市場(chǎng)需求產(chǎn)生脫節(jié)，不僅不能滿足技術(shù)革新的需求，而且忽略了利用編程語(yǔ)言對(duì)學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)方面的訓(xùn)練，缺少對(duì)其計(jì)算思維、綜合能力的培養(yǎng)［4，12］。從學(xué)生角度來看，有限緊湊的教學(xué)時(shí)間和抽象繁多的授課內(nèi)容之間的矛盾不斷激化，使課堂實(shí)踐環(huán)節(jié)多以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，學(xué)生機(jī)械地搬運(yùn)代碼，對(duì)算法的理解只停留在表面，導(dǎo)致學(xué)而不會(huì)用、聽懂容易編碼難的現(xiàn)象層出不窮，大大降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

針對(duì)上述問題，越來越多的研究者開始探索Python 程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)新樣態(tài)。一些學(xué)者從課程定位與需求角度出發(fā)，例如金傳洋等［13］提出Python 程序設(shè)計(jì)課程四階段改進(jìn)措施；呂友波等［14］關(guān)注學(xué)生計(jì)算思維和對(duì)復(fù)雜問題的解決能力，結(jié)合OBE 理念提出Python 程序設(shè)計(jì)課程內(nèi)容設(shè)置實(shí)施方案，以實(shí)現(xiàn)學(xué)生綜合能力的提升；劉寧等［15］對(duì)如何開展Python 課程的混合式教學(xué)進(jìn)行了理論探索與實(shí)踐研究。盡管研究者們對(duì)Python 課程的教學(xué)改革進(jìn)行了探索與研究，但大多數(shù)是對(duì)教學(xué)內(nèi)容與方法的分析，較少關(guān)注教學(xué)設(shè)計(jì)的具體過程，且鮮有人探究開源項(xiàng)目在Python 課程中的應(yīng)用。為此，本文在借鑒已有研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合CDIO 理念構(gòu)建基于開源項(xiàng)目的混合式教學(xué)模式，旨在提升學(xué)習(xí)者的計(jì)算思維和實(shí)踐能力，將其從機(jī)械的教學(xué)活動(dòng)束縛中解脫出來，將教師從“一言堂”教學(xué)的桎梏中解放出來，進(jìn)一步提升課程教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)專業(yè)人才培養(yǎng)向全方面、多層次、高質(zhì)量方向發(fā)展。

2 混合式教學(xué)和開源項(xiàng)目應(yīng)用于Python 課程的可行性與適切性

2.1 混合式教學(xué)

現(xiàn)階段我國(guó)高等教育已具備在線教育經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)代化教育技術(shù)水平。健全的校內(nèi)信息化設(shè)備和完備的數(shù)字化校園建設(shè)為混合式教學(xué)提供了基本條件，而雨課堂、學(xué)習(xí)通、碼云等在線教學(xué)平臺(tái)通過提供智能化與數(shù)據(jù)化的技術(shù)支持服務(wù)，為開展高質(zhì)高效的混合式教學(xué)提供了重要保障。自混合式教學(xué)概念提出以來，全國(guó)高校積極開展線上線下的有機(jī)融合，如劉滿蘭等［12］以產(chǎn)出為導(dǎo)向探索Python課程的混合式教學(xué)方法；趙勝楠等［16］融合CDIO 理念，借助Jupyter 平臺(tái)，以實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目為切入點(diǎn)探究Python 混合式課程改革方案。這種教學(xué)模式注重陳述性知識(shí)與程序性知識(shí)的融合，將線上自主學(xué)習(xí)、線下針對(duì)教學(xué)有效結(jié)合，充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量進(jìn)一步提升。

2.2 開源項(xiàng)目

受益于開源共創(chuàng)理念的深入影響以及新一代信息技術(shù)的飛速發(fā)展和廣泛部署應(yīng)用，以代碼托管、版本控制、分支管理為基本特征的開源平臺(tái)日益成熟普及［6］。其中，GitHub、碼云等代碼托管平臺(tái)相繼推出高校版，為計(jì)算機(jī)教學(xué)提供了良好的教學(xué)環(huán)境和開發(fā)工具，也為Python 課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)帶來了新的契機(jī)。如教師可借助碼云高校版提供的Fork、Pull Request、Issue、Wiki 等功能創(chuàng)建分班管理、教學(xué)任務(wù)布置、學(xué)生作業(yè)在線提交、教師在線檢查作業(yè)以及課程回顧與總結(jié)等多種教學(xué)場(chǎng)景，以靈活高效地開展教學(xué)工作；還可借助代碼在線查看、代碼質(zhì)量檢測(cè)等功能幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)結(jié)對(duì)編程與小組協(xié)作開發(fā)［17］。

GitHub、碼云等開源社區(qū)為高校師生提供了大量有價(jià)值的開源項(xiàng)目。作為最活躍的社區(qū)之一，Python 開源社區(qū)提供了以綜合運(yùn)用Python 類庫(kù)為基礎(chǔ)并面向不同應(yīng)用維度的開源項(xiàng)目，為Python 語(yǔ)言的實(shí)踐環(huán)節(jié)提供了豐富的資源和素材。本文結(jié)合Python 程序設(shè)計(jì)課程的知識(shí)內(nèi)容，從碼云倉(cāng)庫(kù)的推薦中選取了部分開源項(xiàng)目，如表1 所示。開源項(xiàng)目的引入不僅使學(xué)生開闊眼界、與時(shí)俱進(jìn)，也有助于其領(lǐng)會(huì)項(xiàng)目中蘊(yùn)含的先進(jìn)編程內(nèi)容與具體的編程規(guī)范，有效緩解Python 課程實(shí)踐課時(shí)少、知識(shí)更新快的問題。

Table 1 Partial Python based project list表1 部分基于Python的項(xiàng)目清單

3 基于開源項(xiàng)目的混合式教學(xué)模式構(gòu)建

秉承以生為本、學(xué)為中心的教學(xué)理念，基于新一代信息技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和社會(huì)人才培養(yǎng)的現(xiàn)實(shí)需求，構(gòu)建基于開源項(xiàng)目的混合式教學(xué)模式，結(jié)構(gòu)如圖1 所示。該模式著眼于教師與學(xué)生兩大對(duì)象，以開源項(xiàng)目為載體，以任務(wù)為驅(qū)動(dòng)，融合線上線下多種教學(xué)方法，采用多元評(píng)價(jià)方式開展Python 程序設(shè)計(jì)課程的學(xué)習(xí)，促進(jìn)教師“導(dǎo)”與學(xué)生“學(xué)”深度融合。

具體來說，該模式的第一部分為教學(xué)準(zhǔn)備，即教師在充分了解學(xué)情、學(xué)習(xí)目標(biāo)、內(nèi)容的基礎(chǔ)上選取適切的開源項(xiàng)目和教學(xué)資源，并進(jìn)行設(shè)計(jì)與開發(fā)，以支持后續(xù)教學(xué)活動(dòng)的開展；第二部分為課堂教學(xué)設(shè)計(jì)，圍繞課前、課中、課后3 個(gè)階段進(jìn)行具體教學(xué)設(shè)計(jì)。其中，課前的教學(xué)步驟主要在線上進(jìn)行，課后的教學(xué)步驟多采用線上線下交叉融合的方式完成。該模式主要應(yīng)用于學(xué)生完成Python 基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)后的綜合實(shí)踐環(huán)節(jié)，用于指導(dǎo)學(xué)生實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

Fig.1 Blended teaching model based on open source projects圖1 基于開源項(xiàng)目的混合式教學(xué)模式

3.1 教學(xué)準(zhǔn)備

充分的教學(xué)準(zhǔn)備是有效開展課堂教學(xué)的前提，是指教師借助訪談、問卷調(diào)查等方式，對(duì)學(xué)生的學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)、學(xué)習(xí)需求、學(xué)習(xí)內(nèi)容及對(duì)在線平臺(tái)的接受度與操作熟練度情況等進(jìn)行充分的調(diào)查與分析。在充分分析學(xué)習(xí)要素的基礎(chǔ)上，教師結(jié)合實(shí)際調(diào)研結(jié)果選取合適的開源項(xiàng)目，并從知識(shí)內(nèi)容、難易程度、進(jìn)度安排等方面對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)與改造。作為學(xué)生開展自主學(xué)習(xí)的支架，多樣化的教學(xué)資源設(shè)計(jì)與開發(fā)也尤為重要，教師可通過引入和改造相關(guān)優(yōu)質(zhì)平臺(tái)提供的資源來獲取，也可親自開發(fā)、設(shè)計(jì)課程資源。

3.2 課堂教學(xué)設(shè)計(jì)

3.2.1 課前階段

課前階段主要是利用在線教學(xué)平臺(tái)提供的功能，使學(xué)生依據(jù)教師上傳的資源進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，進(jìn)而掌握相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，自主發(fā)現(xiàn)問題，并對(duì)項(xiàng)目有初步的了解與構(gòu)思，主要包括：①發(fā)布項(xiàng)目、推送資源。教師將選取的項(xiàng)目、制作好的任務(wù)清單以及在線配套的教學(xué)資源發(fā)布到在線教學(xué)平臺(tái)上，學(xué)生通過終端查看任務(wù)清單，明確項(xiàng)目?jī)?nèi)容并自主學(xué)習(xí)課件、視頻等教學(xué)資源，完成預(yù)習(xí)任務(wù)；②創(chuàng)建團(tuán)隊(duì)。教師課前在教學(xué)平臺(tái)上創(chuàng)建班級(jí)并依據(jù)組內(nèi)異質(zhì)原則劃分學(xué)習(xí)小組。每組3～5 人，設(shè)項(xiàng)目經(jīng)理、項(xiàng)目架構(gòu)師、開發(fā)工程師、測(cè)試工程師等角色，通過角色扮演的方式進(jìn)行項(xiàng)目構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)踐與創(chuàng)新，培養(yǎng)學(xué)生各司其職的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。每完成一個(gè)項(xiàng)目，學(xué)習(xí)小組重新劃分；③發(fā)布測(cè)試、答疑解惑。教師針對(duì)預(yù)習(xí)內(nèi)容發(fā)布相應(yīng)測(cè)試，學(xué)生完成測(cè)試內(nèi)容，并將學(xué)習(xí)過程中遇到的問題反饋給教師，尋求教師和同伴的解答；④組織討論、在線研討。教師組織學(xué)生針對(duì)存在的問題及項(xiàng)目需求分析展開討論，解決淺層次問題，完成對(duì)項(xiàng)目的初步構(gòu)思，引導(dǎo)學(xué)生不斷向項(xiàng)目的深層次問題推進(jìn)。

3.2.2 課中階段

課中階段主要是教師依據(jù)在線平臺(tái)提供的數(shù)據(jù)開展精準(zhǔn)教學(xué)，通過協(xié)作學(xué)習(xí)方式開展學(xué)習(xí)，通過完成項(xiàng)目促進(jìn)知識(shí)內(nèi)化，達(dá)到意義建構(gòu)的目的，主要包括：①重難點(diǎn)講授。教師依據(jù)測(cè)試結(jié)果和問題反饋情況，分析學(xué)生共同存在的知識(shí)薄弱點(diǎn)以及教學(xué)重難點(diǎn)，并有針對(duì)性地進(jìn)行講解。學(xué)生結(jié)合教師的講解進(jìn)一步理解相關(guān)知識(shí)，解決課前預(yù)習(xí)時(shí)產(chǎn)生的問題；②組織協(xié)作學(xué)習(xí)。教師結(jié)合線上討論情況，組織學(xué)習(xí)小組對(duì)項(xiàng)目具體功能模塊的算法設(shè)計(jì)進(jìn)行探究。若探究過程中學(xué)生提出的方案存在問題，教師要及時(shí)提出建議；③項(xiàng)目實(shí)踐，共性講解。學(xué)生依據(jù)項(xiàng)目方案進(jìn)行實(shí)踐操作，在上機(jī)實(shí)踐過程中，教師要進(jìn)行巡視，針對(duì)操作過程中出現(xiàn)的個(gè)性問題，教師要給予適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)和糾正；而對(duì)于存在的共性問題，教師要進(jìn)行集中講解并現(xiàn)場(chǎng)演示；④成果展示、知識(shí)總結(jié)。教師組織學(xué)生展示項(xiàng)目成果，相互評(píng)議并進(jìn)行總結(jié)評(píng)價(jià)。橫向比較有利于學(xué)生相互學(xué)習(xí)、打開思路，從多角度對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行分析與反思。

3.2.3 課后階段

課后階段主要是教師引導(dǎo)學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)散思維，提升創(chuàng)新意識(shí)。除此之外，教師要借助在線平臺(tái)組織學(xué)生開展線上評(píng)價(jià)，并結(jié)合在線平臺(tái)數(shù)據(jù)對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，主要包括：①布置拓展項(xiàng)目。教師結(jié)合課堂教學(xué)內(nèi)容，借助在線平臺(tái)發(fā)布多主題拓展項(xiàng)目，學(xué)習(xí)小組自行選擇其一。項(xiàng)目經(jīng)理統(tǒng)籌規(guī)劃項(xiàng)目進(jìn)程，與課堂教學(xué)同步進(jìn)行具體功能的實(shí)現(xiàn)。鼓勵(lì)學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行個(gè)性化設(shè)計(jì)，并組織項(xiàng)目展示與評(píng)價(jià)；②資源分享，教學(xué)評(píng)價(jià)。對(duì)于學(xué)習(xí)中存在的問題或在課堂中沒有消化透的知識(shí)，教師在課后可借助在線平臺(tái)上傳知識(shí)總結(jié)和拓展資料，供學(xué)生在課下復(fù)習(xí)鞏固、拓展延伸。教師采取過程化評(píng)價(jià)方式，借助線上教學(xué)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)評(píng)價(jià)場(chǎng)景和形式的多樣化，例如課前依據(jù)學(xué)生的測(cè)試結(jié)果和預(yù)習(xí)進(jìn)度對(duì)學(xué)生展開評(píng)價(jià)；課中對(duì)學(xué)生課堂參與度、思維狀態(tài)、交流互動(dòng)、項(xiàng)目實(shí)踐以及課堂情感等表現(xiàn)進(jìn)行多元主體評(píng)價(jià)；課后對(duì)學(xué)生完成系統(tǒng)學(xué)習(xí)后的學(xué)習(xí)效果、項(xiàng)目成果展開綜合評(píng)價(jià)。無論是課前、課中、課后哪個(gè)階段，教學(xué)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)都要從知識(shí)點(diǎn)的記憶轉(zhuǎn)向項(xiàng)目完成情況，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程、學(xué)習(xí)態(tài)度、項(xiàng)目成果、創(chuàng)新性、團(tuán)隊(duì)協(xié)作等進(jìn)行多維度考核，扭轉(zhuǎn)重理論輕實(shí)踐、重知識(shí)輕創(chuàng)新的現(xiàn)狀。

基于開源項(xiàng)目的混合式教學(xué)模式具有以下幾方面特點(diǎn)：①以在線教學(xué)平臺(tái)為依托，以項(xiàng)目始終貫穿理論與實(shí)踐的教學(xué)邏輯為指導(dǎo)開展Python 課程教學(xué)；②采用原型迭代的思路，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行由淺入深、由易到難的進(jìn)階式設(shè)計(jì)與適用化改造，形成循序漸進(jìn)的教學(xué)體系，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的內(nèi)化與運(yùn)用；③以分組形式模擬實(shí)際環(huán)境與工作，使學(xué)生更明確真實(shí)項(xiàng)目開發(fā)過程，拉近課程內(nèi)容與實(shí)際項(xiàng)目的距離；④在線教學(xué)平臺(tái)的智能化為教師制定教學(xué)內(nèi)容提供了方向，為了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況提供了支持，為開展教學(xué)評(píng)價(jià)提供了科學(xué)依據(jù)。

4 案例設(shè)計(jì)——以網(wǎng)絡(luò)爬蟲項(xiàng)目為例

4.1 教學(xué)準(zhǔn)備

案例設(shè)計(jì)選取“淘寶商品信息爬取”項(xiàng)目并以計(jì)算機(jī)專業(yè)大三學(xué)生為教學(xué)對(duì)象，他們已經(jīng)具備編程語(yǔ)言基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)過前端基礎(chǔ)課程，且熟悉在線平臺(tái)操作。結(jié)合Python課程知識(shí)內(nèi)容和對(duì)學(xué)情的分析對(duì)所選項(xiàng)目進(jìn)行適用化改造，具體分為自動(dòng)爬取網(wǎng)頁(yè)、關(guān)鍵信息爬取、爬取信息的整理和存儲(chǔ)3 部分，針對(duì)不同教學(xué)內(nèi)容對(duì)資源進(jìn)行開發(fā)與設(shè)計(jì)。

4.2 課堂教學(xué)設(shè)計(jì)

4.2.1 課前階段

教師通過學(xué)習(xí)通平臺(tái)向?qū)W生發(fā)布項(xiàng)目?jī)?nèi)容，闡明自主學(xué)習(xí)任務(wù)，并向?qū)W生提供相應(yīng)的教學(xué)資源，使其對(duì)網(wǎng)絡(luò)爬蟲中的HTTP 協(xié)議、Requests 庫(kù)方法等知識(shí)有初步認(rèn)知。具體學(xué)習(xí)任務(wù)清單如表2所示。

Table 2 Learning task list of Taobao commodity information crawling project表2 淘寶商品信息爬取項(xiàng)目學(xué)習(xí)任務(wù)清單

教師借助碼云平臺(tái)創(chuàng)建班級(jí)并劃分學(xué)習(xí)小組，設(shè)項(xiàng)目經(jīng)理負(fù)責(zé)收集小組的學(xué)習(xí)情況，統(tǒng)籌人員安排，規(guī)劃項(xiàng)目設(shè)計(jì)開發(fā)進(jìn)程。學(xué)生登錄學(xué)習(xí)通平臺(tái)查看項(xiàng)目，依據(jù)任務(wù)清單自主學(xué)習(xí)完成課前測(cè)試并查看結(jié)果。針對(duì)學(xué)習(xí)過程中遇到的問題，鼓勵(lì)學(xué)生借助私信功能尋求教師和同伴的幫助。教師組織學(xué)生針對(duì)爬取淘寶商品信息的需求分析展開討論，幫助學(xué)生順利進(jìn)行項(xiàng)目實(shí)踐開發(fā)。

4.2.2 課中階段

課中，教師對(duì)課前測(cè)試和問題反饋進(jìn)行講評(píng)，理清知識(shí)脈絡(luò)，并重點(diǎn)講授Requests 庫(kù)的get（）方法、post（）方法等和Beautiful Soup 庫(kù)的主要方法。有了對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解，教師組織學(xué)生圍繞實(shí)現(xiàn)網(wǎng)頁(yè)爬取的具體算法展開探究。然后教師借助碼云平臺(tái)將項(xiàng)目中使用的素材、代碼等放置到相應(yīng)文件中并發(fā)布給學(xué)生。項(xiàng)目經(jīng)理可Fork 項(xiàng)目到小組倉(cāng)庫(kù)下，組織成員進(jìn)行實(shí)踐操作并展示實(shí)踐成果。在實(shí)踐過程中，教師需對(duì)存在的共性問題進(jìn)行進(jìn)一步的講解與示范。展示完畢后，學(xué)生相互評(píng)議并暢談感受與收獲，教師進(jìn)行總結(jié)評(píng)價(jià)。

4.2.3 課后階段

根據(jù)網(wǎng)絡(luò)爬蟲的內(nèi)容，項(xiàng)目小組需選取不同主題項(xiàng)目（如豆瓣電影網(wǎng)站評(píng)論數(shù)據(jù)爬取、網(wǎng)絡(luò)圖片爬取和存儲(chǔ)、股票網(wǎng)站關(guān)鍵信息爬取等）進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐并將項(xiàng)目代碼和實(shí)驗(yàn)結(jié)果一同提交至碼云平臺(tái)。教師將課程的知識(shí)總結(jié)和拓展資源分享給學(xué)生，供其進(jìn)一步復(fù)習(xí)鞏固、拓展提升。教師借助學(xué)習(xí)通平臺(tái)組織學(xué)生開展自評(píng)、互評(píng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)自身問題。教師對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)從以下3 個(gè)方面展開：①日常表現(xiàn)（30%），主要依據(jù)課前MOOC 平臺(tái)、Python123 平臺(tái)提供的數(shù)據(jù)以及參與討論交流的情況評(píng)價(jià)；②項(xiàng)目評(píng)價(jià)（40%），主要依據(jù)項(xiàng)目完成度、對(duì)項(xiàng)目的貢獻(xiàn)度、小組協(xié)作交流情況評(píng)價(jià)；③期末測(cè)試（30%），主要通過上機(jī)測(cè)試結(jié)果評(píng)價(jià)。

5 教學(xué)過程中需注意的問題

5.1 項(xiàng)目選擇的原則與適切性

優(yōu)質(zhì)的項(xiàng)目是保證教學(xué)效果的核心，因而在項(xiàng)目選擇時(shí)需滿足以下4 個(gè)原則：①盡可能全面涵蓋Python 課程相關(guān)知識(shí)點(diǎn)；②要與學(xué)生的知識(shí)水平相匹配；③具有一定的代表性和趣味性；④緊密結(jié)合生活實(shí)際。選定的開源項(xiàng)目不能直接應(yīng)用到教學(xué)中，因此教師需了解項(xiàng)目結(jié)構(gòu)與框架，對(duì)其進(jìn)行適用化設(shè)計(jì)和改造，使其既保持實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目的可操作性和真實(shí)性，又要符合學(xué)生由易到難、由簡(jiǎn)到繁的認(rèn)知規(guī)律［8］。

5.2 項(xiàng)目的典型性與規(guī)范性

作為貫穿整個(gè)學(xué)習(xí)過程的開源項(xiàng)目，教師在選取時(shí)不僅要注意項(xiàng)目是否涵蓋教學(xué)內(nèi)容、是否具有一定的新穎性和趣味性，最重要的是關(guān)注項(xiàng)目是否具有代表性，項(xiàng)目編寫是否具備規(guī)范性。通過開源項(xiàng)目，學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的同時(shí)能夠?qū)W習(xí)到專業(yè)程序代碼的編寫規(guī)范，體現(xiàn)出實(shí)用為主、夠用為度的理念。

5.3 教師提升教學(xué)素養(yǎng)

開源項(xiàng)目雖然節(jié)約了成本，但其通常只提供最終源代碼，用于教學(xué)還需要進(jìn)行大量適用化改造和設(shè)計(jì)，這就需要教師不斷提升自身教學(xué)素養(yǎng)。具體而言，教師需要加強(qiáng)智能素養(yǎng)、專業(yè)技術(shù)能力、教學(xué)信息和數(shù)據(jù)的收集分析能力、外語(yǔ)能力的培養(yǎng)，如此才能夠充分了解項(xiàng)目中的結(jié)構(gòu)與框架，把握學(xué)生的先驗(yàn)知識(shí)水平、學(xué)習(xí)態(tài)度等，設(shè)計(jì)開發(fā)出更適切的項(xiàng)目促進(jìn)教學(xué)研有機(jī)結(jié)合，達(dá)到最優(yōu)教學(xué)效果。

6 結(jié)語(yǔ)

信息產(chǎn)業(yè)不斷擴(kuò)大的現(xiàn)狀迫切要求計(jì)算機(jī)專業(yè)人才具備自主學(xué)習(xí)、團(tuán)結(jié)協(xié)作、融合創(chuàng)新的綜合能力，而傳統(tǒng)教學(xué)模式難以適應(yīng)社會(huì)發(fā)展對(duì)于新型專業(yè)人才的培養(yǎng)需求。針對(duì)當(dāng)前Python 程序設(shè)計(jì)課程在實(shí)際教學(xué)中所表現(xiàn)出的阻礙教學(xué)成效提升的關(guān)鍵問題，本文結(jié)合開源項(xiàng)目的開放性與個(gè)性化特征構(gòu)建了基于開源項(xiàng)目的混合式教學(xué)模式，為新工科背景下學(xué)生綜合實(shí)踐能力的提升提供了新思路。未來將進(jìn)一步擴(kuò)大實(shí)踐研究，細(xì)化各類數(shù)據(jù)分析并不斷改進(jìn)與完善，以持續(xù)優(yōu)化教學(xué)效果。