王金虹 郭小磊 李丹

（山西中醫(yī)藥大學）

課程建設是高校教學建設的基礎，加強課程建設是提高教育教學水平的重要保證[1]。《教育部關于一流本科課程建設的實施意見》（教高〔2019〕8 號）介紹了關于“一流課程”建設的總體要求、建設內容和實施等內容，三年左右時間將建成萬門左右國家級和萬門左右省級一流本科課程[2]。高等學校特別是中醫(yī)藥院校要大力推進現代信息技術在教學中的深度融合，不斷提高課程的兩性一度，是教學改革的趨勢所在。研究以Python 語言程序設計課程為基礎，結合學校實際，對標線上線下混合式一流課程要求，依托中國大學MOOC、超星學習通和頭歌實踐教學平臺，在學情分析、教學方法、教學內容以及學生考評等方面開展了教學改革研究和探索。

一、理論依據與背景

（一）一流課程

一流課程的建設是高?！半p一流”建設的立足點和抓手[3]。一流課程具有高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度內涵— —“兩性一度”，應以課堂為核心，涉及課堂內外，課程始終以學生為中心、師生角色轉換、多元評價課程為設計原則[4]。

線上線下混合式一流課程是“雙萬計劃”重點建設課程類型之一，混合式教學是將在線教學和傳統(tǒng)教學的優(yōu)勢相互結合、并相互補充的一種教學方式，是以學生主體參與、教師主導活動的混合來實現課程理想的教學效果[2]，以學生為中心，通過線上+線下的教學模式，不斷激發(fā)學生學習動機，極大提升學生學習的主動性、積極性與創(chuàng)造性。

（二）計算思維

計算思維是運用計算機科學基礎概念進行問題求解、系統(tǒng)設計以及理解人類行為的思維活動，本質是抽象和自動化[5]。其包括兩個方面，即建構問題模型，以及用人或機器可以有效執(zhí)行的方式表示問題解決方案[6]。隨著其理論與實踐研究的不斷深入，計算思維逐漸從計算機科學領域走向更寬泛的應用領域。大數據、云計算、人工智能、5G 技術等多種新技術的發(fā)展和應用，助推計算思維與學生批判思維、問題解決能力的密切相關，培養(yǎng)計算思維不僅能提高學生的信息技術，更有助于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識、提高跨學科問題解決能力和創(chuàng)新能力。

二、課程教學改革的構建與實施

山西中醫(yī)藥大學（以下簡稱“我?！保㏄ython 程序設計課程是面向所有本科專業(yè)開設的計算機公共課程，也是學生大學生涯的第一門計算機課，教學目標是使學生掌握語言的基本語法、語句和結構化程序設計的基本思想和方法，了解基本的算法和數據結構、良好的程序設計風格，不斷培養(yǎng)學生運用編程語言解決實際問題的編程習慣和思維能力。通過學習，不斷增強學生的計算思維能力、讓學生學會對現實問題的主動抽象表達，并使用計算機進行問題求解，不斷提高學生的信息素養(yǎng)和運用信息技術解決跨學科實際問題的能力。

課程的教學改革從學情分析、教學計劃、資源建設、教學實施和課程評價五個方面進行構建與實施，每個方面既相互獨立又互相補充，形成的教學鏈，如圖1 所示。

圖1 研究框架

圖2 教學實施貫通課前課中課后全過程

（一）依據學情分析擬定教學計劃

由于我校Python 程序設計課程是面向所有本科專業(yè)開設的公共課程，各個專業(yè)培養(yǎng)目標的不同、學生生源的不同導致學習能力的差異。授課教師在授課前首先會根據所帶專業(yè)班級進行了解摸底，開展學情分析。再確定不同專業(yè)和學生的具體教學目標、擬定教學計劃、制定教學方案，使得教學密切聯系學生的專業(yè)特色、背景及其將來就業(yè)領域。如中醫(yī)、中藥、護理和信管等專業(yè)的案例結合點不同，題目的設計難易點也不同。最后組織教學實施，在教學過程中，一方面通過教學平臺聚焦學生課上的學習狀態(tài)，準確掌握學生“學”的有效性；另一方面利用實踐平臺，及時考查學生的學習結果，判斷學生“最終學得如何”。通過貫穿課前、課中、課后的學情分析，持續(xù)動態(tài)把握學生的學習效果，并動態(tài)優(yōu)化教學計劃，不斷提高教學質量。

（二）課程資源建設注重計算思維和課程思政

結合中醫(yī)藥院校的學生特點，課程在注重語法和程序結構基礎學習的同時，側重于問題抽象、問題求解的思維引導。首先課程選用的教材是北京理工大學嵩天教授團隊編寫的《Python語言程序設計基礎》，教材中含有大量的優(yōu)秀教學案例。其次教研室教師又結合信息技術在醫(yī)藥領域及生活中的密切應用，遴選案例作為補充，形成了豐富的教學案例，特色案例及所在章節(jié)見表1。

表1 特色教學案例與所在章節(jié)

通過精心設計的教學案例，以問題驅動，在問題求解中培養(yǎng)和提升學生的計算思維能力，同時也自然融入課程思政教育。如：楊輝三角是由我國南宋數學家首先提出，比法國數學家領先近400 年。再如：我國古代第一部數學專著《九章算術》中描述了最大公約數計算方法“更相減損法”。通過上述案例，既能深化學生對知識點的理解，也能引導學生尋找并發(fā)現規(guī)律、利用程序求解問題，不斷提高計算思維能力，還能引導學生了解中國古代數學的世界成就，傳承中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，增強文化自信。

（三）教學實施貫通課前課中課后全過程

我校Python 程序設計課程的總課時32 學時，其中理論24學時、實驗8 學生。在有限的課時內，為有效提高課程的兩性一度，培養(yǎng)學生的計算思維，課程依托中國大學MOOC、超星學習通和頭歌實踐教學平臺，一方面開展“線上+線下”混合式教學，另一方面強化學生的實踐操作訓練。課程從課前預習、課中講授與討論、課后實踐三個環(huán)節(jié)不斷強化學生對知識的掌握程度及應用能力。

課程采取線上線下混合式教學方式組織，課前預習選用中國大學MOOC 平臺中，與教材配套的國家精品課程《Python 語言程序設計》。在學生預習的基礎上，課中采用講授與互動的方式。首先采用引例導入、實例解析等教學手段，在問題求解中，將問題化繁為簡，通過歸納、遞歸、模擬、約簡等方法，引導學生學習如何求解問題的思維方法，不斷提升學生的計算思維能力。其次在理論課堂中，通過學校網絡教學平臺(http://sxtcm.fanya.chaoxing.com/portal)的“選人”課堂活動組織課堂提問，發(fā)布“隨堂提問”檢驗學生課堂知識掌握程度。

課程采用“理論+實踐”的方式，不斷強化學生的實踐能力。為了彌補課程實踐課時不足的缺陷，課程選擇頭歌實踐教學平臺，圍繞課程知識點設置了10個實驗項目任務及來自實際應用的72 個實踐題目，每個實驗題目設置一個關口。以沖關的方式，讓學生運用所學知識分析并解決問題，體會其中的快樂，不斷激發(fā)學生實踐操作的主動性和自覺性，在實踐中強化學生計算思維訓練。也促使學生自我探索、不斷學習，逐步提高分析問題、使用程序手段綜合解決問題的能力和水平。在問題求解中不斷激勵學生知難而進、堅持不懈，培養(yǎng)學生精益求精、協作共贏的綜合能力。

（四）課程評價采用形成性評價+終結性評價

課程評價是確定課程的教學計劃達到教育目標程度的一個過程[7]，包括評價內容、評價方式、評價目的和評價主體四個方面，是衡量課程建設的價值標準，也是改進課程實踐的重要導向[8]。

為考查學生對課堂知識的接受程度和應用能力，課程評價采用形成性評價+終結性評價的方式開展，其中，形成性評價占比30%，終結性評價占比70%。形成性評價中，課堂考勤、隨堂練習、課堂提問等方式重點考查學生學習活動的參與度，通過實驗報告、項目作業(yè)考察學生學習任務的完成度以及個人活動對他人學習的貢獻度。因教學全過程貫穿于教學平臺中，隨著教學活動的開展，形成性評價已實時動態(tài)地在平臺中產生，課程結束后，再通過在線期末考試，形成學生的課程評價結果，具體見表2。

表2 課程評價

三、教學改革成果

通過教學改革的實施，改善了課程課時少、學生課程參與度低等問題。近三學期學生課程評價如圖3 所示。

圖3 近三個學期學生課程評價

從課程評價可以看出學生學習的參與度、完成度、貢獻度以及技術應用能力有了大幅提升，學習的課程學習積極性不斷提高。在課程結束后組織的課程反饋中，學生認為課程教學方法注重學生思維的引導、注重學生完成任務能力的培養(yǎng)，教學方式新穎、教學手段豐富，為學生提供了思維空間，充分調動學生參與實踐。由此可見，學生對計算思維的理解認識不斷提高、運用計算機分析解決實際問題的能力都有很大的提升、學生的創(chuàng)新意識不斷增強，基本達到了培養(yǎng)學生計算思維和將計算思維融入學生專業(yè)應用的效果。

四、結束語

隨著教育信息化進程的推進，高校教育教學改革面臨著新的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的教學模式已很難滿足新時代高校教育教學要求。本文以Python 語言程序設計課程為基礎，以建設一流課程為目標，以解決課程教學痛點問題為目的，積極構建基于計算思維的線上線下混合式教學模式。實踐表明，將計算思維引入混合式教學，以學生為中心，從學生學情分析、教學計劃擬定、教學資源建設、課程教學實施及課程評價管理等方面進行教學改革與探索研究，可有效改善課程教學中課時少、課堂容量大導致知識傳遞深度不夠、學生課堂參與度低、因材施教難等教學實際問題，有效提高課程的兩性一度。