王璐鑫

（淮北理工學(xué)院 電子與信息工程學(xué)院，安徽淮北 235000）

0 引言

2017 年以來，國家不斷深化產(chǎn)教融合，提出促進(jìn)教育鏈、人才鏈與產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈的有機(jī)銜接，滿足培養(yǎng)應(yīng)用型人才的要求。近年來，隨著云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，Python 語言逐漸成為高校工科專業(yè)培養(yǎng)應(yīng)用型人才最適合的課程，也成為繼《C 語言程序設(shè)計》課程之后高校開設(shè)的又一主流計算機(jī)編程語言課程。

Python 語言是易學(xué)易用的解釋型腳本語言，著重培養(yǎng)學(xué)生使用Python 語言解決實(shí)際問題的能力。傳統(tǒng)的教學(xué)方法以講解知識點(diǎn)為主線，教材內(nèi)的示例程序僅僅是知識點(diǎn)的驗證，既不能將知識點(diǎn)運(yùn)用于實(shí)際的項目開發(fā)，也不能在實(shí)際應(yīng)用中解決具體問題。針對傳統(tǒng)教學(xué)方法的不足，本文探究了項目化教學(xué)在該課程中的實(shí)踐應(yīng)用思路與教學(xué)設(shè)計。

1 Python 程序設(shè)計課程教學(xué)現(xiàn)狀

應(yīng)用型高校開設(shè)Python 程序設(shè)計課程的目的是使學(xué)生通過計算機(jī)解決實(shí)際問題，并且具備一定的技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用創(chuàng)新能力。但是，該課程在教學(xué)過程中普遍存在以下幾個方面的問題。

1.1 教學(xué)內(nèi)容安排不合理，過于側(cè)重理論知識點(diǎn)的講解

學(xué)生在大一已經(jīng)學(xué)習(xí)過C 語言程序設(shè)計，對編程語言中的常量、變量、輸入輸出、數(shù)據(jù)類型、流程控制、函數(shù)等有學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，教師無需照本宣科地將Pyhton 程序設(shè)計課程的教學(xué)知識點(diǎn)再講一遍，學(xué)生積極性不高。如果在教學(xué)過程中不能科學(xué)安排這些教學(xué)內(nèi)容，則會使得教學(xué)效果大打折扣，無法實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)方案中培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目的[1]。

1.2 實(shí)驗內(nèi)容簡單枯燥，不能理論聯(lián)系實(shí)際

高校的Python 實(shí)驗課根據(jù)教學(xué)要求實(shí)現(xiàn)課程內(nèi)知識點(diǎn)的驗證，通常是經(jīng)過C 語言編寫的算法思想，再用Python 語言實(shí)現(xiàn)一遍，理論與實(shí)際脫節(jié)，即便是通過遞歸算法實(shí)現(xiàn)斐波那契數(shù)列，學(xué)生也無用武之地。

1.3 課程內(nèi)容與企業(yè)崗位要求差距過大

課程教學(xué)大綱及教材內(nèi)容與企業(yè)崗位的技能要求匹配，教材內(nèi)容大多是基礎(chǔ)，而教材中對文件的操作、數(shù)據(jù)庫的增刪改查、Web 應(yīng)用開發(fā)以及第三方庫的使用等內(nèi)容卻很少涉及，或者在教學(xué)中由于課時原因設(shè)置為選修內(nèi)容。教材的編寫者多數(shù)是在學(xué)校一直從事科研工作的人，教材部分內(nèi)容過時，與企業(yè)實(shí)際應(yīng)用脫節(jié)。

2 項目化教學(xué)思想與內(nèi)涵

項目化教學(xué)是師生共同為完成項目工作而進(jìn)行的教學(xué)活動，在教學(xué)中將理論和實(shí)踐有機(jī)結(jié)合起來，重點(diǎn)是以企業(yè)項目開發(fā)流程為主線，以實(shí)現(xiàn)具體的功能為目的，讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握課程的知識點(diǎn)，不僅僅要學(xué)習(xí)書本上的理論知識，也要將知識點(diǎn)進(jìn)行應(yīng)用。教師要善于根據(jù)學(xué)生情況、學(xué)習(xí)路線圖將大項目劃分成一個個小項目，在小項目中融入知識點(diǎn)，讓學(xué)生循序漸進(jìn)地在項目中邊學(xué)邊做，總結(jié)思考。項目化教學(xué)要遵循“以學(xué)生為中心、以成果為導(dǎo)向”的培養(yǎng)原則，讓學(xué)生可以在實(shí)際工作中靈活運(yùn)用課堂上學(xué)到的知識[2]。

對比以教師講授為主的傳統(tǒng)教學(xué)，項目驅(qū)動教學(xué)中教師以問題分析為主，借助 Python 語言類庫豐富、功能強(qiáng)大的特點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)際問題出發(fā)，以企業(yè)或社會實(shí)際需求為切入點(diǎn)，構(gòu)建需求模型，完成功能設(shè)計，通過程序的編寫與調(diào)試，達(dá)到解決問題的目的。項目引導(dǎo)教學(xué)模式其主旨更符合高校應(yīng)用型人才培養(yǎng)的思想，有利于提高學(xué)生運(yùn)用計算機(jī)解決實(shí)際問題的能力[3]。

3 Python 程序設(shè)計課程項目化教學(xué)設(shè)計

3.1 由易到難，漸進(jìn)式項目驅(qū)動學(xué)習(xí)

在開展項目驅(qū)動教學(xué)過程中，要根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況進(jìn)行漸進(jìn)式項目學(xué)習(xí)，由易到難，如果開始就以綜合應(yīng)用類項目驅(qū)動，效果往往適得其反，不僅沒有提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，反而使學(xué)生產(chǎn)生畏難情緒，影響教學(xué)效果。

在整個教學(xué)過程中根據(jù)學(xué)生的專業(yè)、特點(diǎn)、興趣，選擇適合學(xué)生的項目，將項目分為基礎(chǔ)類、進(jìn)階類和綜合應(yīng)用類。

（1）基礎(chǔ)類：案例式，主要目的是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，與辦公日常應(yīng)用結(jié)合，讓人從繁瑣、機(jī)械的勞動中解放出來，讓學(xué)生打消學(xué)習(xí)無用的念頭。

（2）進(jìn)階類：小項目，從具體任務(wù)出發(fā)，通過編程實(shí)現(xiàn)任務(wù)要求，讓學(xué)生在小項目中獲得成就感，激發(fā)學(xué)生自學(xué)的興趣。

（3）綜合應(yīng)用類：大型項目，結(jié)合企業(yè)的生產(chǎn)需求和軟件工程思想，包括需求變更、系統(tǒng)測試、版本管理等，使學(xué)生的能力在項目團(tuán)隊中獲得認(rèn)可，增強(qiáng)其集體榮譽(yù)感。

Python 漸進(jìn)式教學(xué)中的經(jīng)典項目舉例及用到的第三方庫、完成項目需了解的其他知識見表1。

表1 Python漸進(jìn)式教學(xué)項目舉例

3.2 綜合類項目分組教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊精神

教學(xué)內(nèi)容設(shè)計是教學(xué)設(shè)計的重要環(huán)節(jié)，教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計是探討項目式教學(xué)的重點(diǎn)，選擇的項目要緊扣教學(xué)大綱和教學(xué)內(nèi)容。此外，項目的選取還要考慮學(xué)生自身的情況，不同專業(yè)的學(xué)生要選擇不同的項目，同類項目也要有不同難度的任務(wù)要求。

因此，項目選取在接近企業(yè)真實(shí)項目的同時，還需要涵蓋教學(xué)知識點(diǎn)，并注意難度適當(dāng)。本文以數(shù)據(jù)科學(xué)中的經(jīng)典應(yīng)用項目XX 數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)為例，詳細(xì)介紹數(shù)據(jù)項目化教學(xué)的流程。通過該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各網(wǎng)站電影數(shù)據(jù)的獲取、儲存，通過數(shù)據(jù)清洗、分析，最終在Web 頁面中展示，具體的項目分工和分組見表2。

表2 班級各小組的任務(wù)分工

因為綜合應(yīng)用類項目涵蓋的內(nèi)容較多，教師需要帶領(lǐng)學(xué)生分析該項目的需求與設(shè)計工作，完成任務(wù)分組，各小組通過版本管理工具Git 共同開發(fā)，對于一些難以實(shí)現(xiàn)的任務(wù)，需要有項目經(jīng)驗的教師集中解析，一些較為簡單的任務(wù)可以交給學(xué)生自主研討。開發(fā)過程中會產(chǎn)生階段性成果，如爬取的數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫、通過Flask 后端生成JSON 數(shù)據(jù)格式、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析可視化圖表等，而學(xué)生的考核評價則是以階段性成果為依據(jù)。

3.3 混合式教學(xué)，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識

混合式教學(xué)是傳統(tǒng)教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)總結(jié)反思后的融合式教學(xué)，是將傳統(tǒng)的線下教學(xué)和新興的線上教學(xué)有機(jī)融合形成優(yōu)勢互補(bǔ)，把學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)由廣度學(xué)習(xí)引向深度學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步優(yōu)化教學(xué)的目標(biāo)[4]。

多數(shù)高校Python 教學(xué)一般安排32 學(xué)時或48 學(xué)時，包含16 學(xué)時或24 學(xué)時實(shí)驗課，為緩解課時不足問題，線上運(yùn)用“自主學(xué)習(xí)+研究學(xué)習(xí)+小組協(xié)同”相結(jié)合的模式，線下運(yùn)用“集中講授+翻轉(zhuǎn)課堂+團(tuán)隊討論”相結(jié)合的模式，將學(xué)習(xí)知識點(diǎn)與項目任務(wù)相融合，依據(jù)知識遷移理論，建立了逐層遞進(jìn)、逐級深化的學(xué)習(xí)體系。

在項目式教學(xué)過程中，教師成為項目的主導(dǎo)者，目的是引導(dǎo)學(xué)生從項目要解決的問題出發(fā)，將大問題分解成小問題，讓學(xué)生通過自我學(xué)習(xí)和創(chuàng)新思維解決問題，不斷提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)成就感，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性。

3.4 總結(jié)回顧，遵守法律法規(guī)，樹立職業(yè)道德

項目教學(xué)完成后，還需要進(jìn)行總結(jié)回顧。首先，要進(jìn)行系統(tǒng)測試，完善功能，調(diào)優(yōu)性能，讓學(xué)生明白Python 語言學(xué)習(xí)并非僅僅是編碼，還有其他各方面知識的綜合，如項目部署、服務(wù)器高并發(fā)、高可靠測試等；其次，對學(xué)生在項目中的考核與評價要有量化的標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)；最后，學(xué)生將來從學(xué)校走向工作崗位，技術(shù)僅僅只是學(xué)習(xí)的一個方面，更重要的是遵紀(jì)守法，樹立良好的職業(yè)道德才是學(xué)習(xí)的根基。

4 結(jié)語

云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的興起使Python語言成為高校培養(yǎng)應(yīng)用型人才最適合的課程。本文提出將項目化教學(xué)應(yīng)用于Python 課程進(jìn)行教學(xué)設(shè)計，選取了數(shù)據(jù)分析與展示系統(tǒng)作為項目化教學(xué)的教學(xué)項目，在教學(xué)中讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主導(dǎo)者，提高學(xué)生的自學(xué)能力和創(chuàng)新能力，為高校應(yīng)用型人才培養(yǎng)提供思路。