石利平

摘?要：為響應(yīng)習(xí)近平總書(shū)記關(guān)于課程思政的號(hào)召和教育部《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》指示，Python程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程積極開(kāi)展課程思政教學(xué)探索。以Python程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)可視化單元為例，通過(guò)勤勞之星統(tǒng)計(jì)和繪制政府工作報(bào)告詞云圖兩個(gè)案例，結(jié)合教學(xué)重難點(diǎn)、課程思政設(shè)計(jì)思路和教學(xué)目標(biāo)，在教學(xué)過(guò)程有效融入課程思政，提升教學(xué)質(zhì)量，有效發(fā)揮課程育人作用。

關(guān)鍵詞：課程思政；數(shù)據(jù)可視化；程序設(shè)計(jì)；Python

中圖分類(lèi)號(hào)：TB?????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A??????doi：10.19311/j.cnki.16723198.2024.09.089

Python程序設(shè)計(jì)課程是我校所有計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的公共專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，是數(shù)據(jù)分析、網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)和互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)爬取等專(zhuān)業(yè)課程的前導(dǎo)課程，授課面大影響廣，是開(kāi)展課程思政很好的載體。數(shù)據(jù)可視化是Python程序設(shè)計(jì)中重要的一部分，數(shù)據(jù)可視化是指將數(shù)據(jù)通過(guò)圖表的方式展現(xiàn)出來(lái)，利于用戶(hù)快速、準(zhǔn)確地理解所要表達(dá)的信息，提高溝通效率。數(shù)據(jù)可視化是python程序設(shè)計(jì)課程中重要的教學(xué)單元，該單元的教學(xué)目的是讓學(xué)生會(huì)應(yīng)用matplotlib、Wordcloud來(lái)展示列表或字典數(shù)據(jù)，深化學(xué)生對(duì)列表和字典數(shù)據(jù)類(lèi)型的理解和應(yīng)用。

1?數(shù)據(jù)可視化單元教學(xué)目標(biāo)及設(shè)計(jì)思路

1.1?數(shù)據(jù)可視化教學(xué)單元的知識(shí)與技能目標(biāo)

（1）鞏固和加強(qiáng)字典和列表兩種重要組合數(shù)據(jù)的創(chuàng)建方法。

（2）熟練應(yīng)用字典和列表的常用方法。

（3）會(huì)使用字典實(shí)現(xiàn)詞頻統(tǒng)計(jì)。

（4）會(huì)使用柱形圖和詞云圖等圖表展示列表和字典數(shù)據(jù)，能熟練設(shè)置常用圖表的參數(shù)。

1.2?數(shù)據(jù)可視化教學(xué)單元課程素質(zhì)目標(biāo)

（1）培養(yǎng)學(xué)生耐心細(xì)致、精益求精的工匠精神。

（2）加強(qiáng)勞動(dòng)最光榮觀念，弘揚(yáng)勞動(dòng)精神。

（3）激發(fā)學(xué)生愛(ài)國(guó)愛(ài)黨情懷。

（4）激發(fā)學(xué)生科技報(bào)國(guó)的家國(guó)情懷及使命擔(dān)當(dāng)。

1.3?本單元課程思政主要路徑

（1）案例素材選擇。選擇思政元素豐富的案例素材——“勤勞之星”選票文檔和《2022年中國(guó)政府工作報(bào)告》文檔，有效融入愛(ài)勞動(dòng)、愛(ài)黨愛(ài)國(guó)情懷教育，使課程思政潤(rùn)物無(wú)聲、貼切自然。

（2）案例實(shí)現(xiàn)。在案例的設(shè)計(jì)、代碼調(diào)試和實(shí)現(xiàn)中培養(yǎng)學(xué)生積極的心態(tài)、耐心細(xì)致和精益求精的工匠精神，激發(fā)學(xué)生科技報(bào)國(guó)的使命擔(dān)當(dāng)及家國(guó)情懷。

（3）小組討論。通過(guò)小組討論，培養(yǎng)學(xué)生分享、合作精神，加深對(duì)問(wèn)題的理解，拓展解決問(wèn)題的思路。

2?主要教學(xué)方法和教學(xué)手段

本單元的主要教學(xué)方法有主題討論法、案例教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法及思維導(dǎo)圖法。采用思維導(dǎo)圖法復(fù)習(xí)文件、列表和字典基礎(chǔ)知識(shí)，為案例設(shè)計(jì)做好知識(shí)儲(chǔ)備；采用案例教學(xué)法和任務(wù)教學(xué)法相結(jié)合，結(jié)合課程標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)“勤勞之星”票數(shù)統(tǒng)計(jì)和繪制《2022年我國(guó)政府工作報(bào)告》詞云圖，把課程教學(xué)內(nèi)容融入典型案例中，使典型工作任務(wù)向教學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)變；采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，將拓展學(xué)習(xí)任務(wù)有效融入課后任務(wù)中，將學(xué)生自主學(xué)習(xí)與教師導(dǎo)學(xué)相結(jié)合，教學(xué)活動(dòng)由教師單向傳遞信息給學(xué)生轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⒃趲熒g雙向交換；使用主題討論法提升學(xué)生參與課堂教學(xué)的積極性，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的直觀認(rèn)識(shí)，并有效融入思政。

3?數(shù)據(jù)可視化教學(xué)單元教學(xué)過(guò)程

3.1?課前準(zhǔn)備

任課教師在超星學(xué)習(xí)通下發(fā)課前學(xué)習(xí)通知，告知學(xué)生需課前學(xué)習(xí)的微課及相關(guān)知識(shí)小測(cè)，主要包括文件基本操作的復(fù)習(xí)以及數(shù)據(jù)可視化的基本知識(shí)預(yù)習(xí)，目的是為課堂學(xué)習(xí)作好準(zhǔn)備，更重要是讓學(xué)生養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)習(xí)慣，提升自學(xué)能力。老師及時(shí)關(guān)注學(xué)生課前學(xué)習(xí)情況和小測(cè)結(jié)果，及時(shí)回復(fù)課程平臺(tái)上學(xué)生的提問(wèn)，對(duì)個(gè)別自主學(xué)習(xí)積極性不高的同學(xué)給予特別關(guān)注并及時(shí)跟進(jìn)。任課教師根據(jù)反饋和學(xué)生自測(cè)情況，適當(dāng)調(diào)整教案，針對(duì)學(xué)生薄弱點(diǎn)加大教學(xué)力度。

教學(xué)案例的設(shè)計(jì)是課前準(zhǔn)備很重的工作。美國(guó)教育家布魯諾曾說(shuō)過(guò)：“學(xué)習(xí)的最大動(dòng)力乃是對(duì)所學(xué)材料的興趣”，為了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力，“勤勞之星”票數(shù)統(tǒng)計(jì)以本班學(xué)生勞動(dòng)情況統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為素材，有利提高學(xué)習(xí)興趣。選擇《2022年我國(guó)政府工作報(bào)告》為繪制詞云圖素材，有助學(xué)生了解國(guó)家，感受政府對(duì)民生的重視，增強(qiáng)愛(ài)國(guó)情懷，提高學(xué)習(xí)主動(dòng)性。

3.2?課中

3.2.1?解決問(wèn)題

此環(huán)節(jié)，首先師生一起分析課前問(wèn)題，找原因出對(duì)策，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力。利用思維導(dǎo)圖師生一起復(fù)習(xí)文件讀寫(xiě)操作、字典及列表的創(chuàng)建和主要方法，特別強(qiáng)調(diào)詞頻統(tǒng)計(jì)中常用的字典的get（）方法、列表的排序方法和在列表的append（）方法，為后續(xù)學(xué)習(xí)作好充分的準(zhǔn)備。

3.2.2?主題討論

教師利用超星學(xué)習(xí)通APP主題討論功能，開(kāi)展主題為“優(yōu)秀大學(xué)生應(yīng)具備的品質(zhì)”的討論，每位學(xué)生至少寫(xiě)出一個(gè)相關(guān)詞語(yǔ)。最后教師將討論結(jié)果以詞云圖形式表示出來(lái)（如下圖1所示），并及時(shí)引入詞頻和詞云圖概念，鼓勵(lì)學(xué)生珍惜大學(xué)時(shí)光，努力將大學(xué)生優(yōu)秀品質(zhì)集于一身，同時(shí)對(duì)個(gè)別學(xué)生不合適的發(fā)言及時(shí)指正和引導(dǎo)。通過(guò)討論活動(dòng)，不僅讓學(xué)生掌握了詞頻和詞云圖概念，也及時(shí)自然有效融入了思政教育，一舉兩得。

3.2.3?案例分析

本單元共有兩個(gè)案例，一個(gè)是繪制“勤勞之星”票數(shù)統(tǒng)計(jì)柱形圖和詞云圖，一個(gè)是繪制《2022年我國(guó)政府工作報(bào)告》詞云圖。通過(guò)案例分析，確定程序主要使用的數(shù)據(jù)類(lèi)型、變量、程序的輸入、文件的打開(kāi)方式、數(shù)據(jù)主要處理過(guò)程、輸出等。案例分析要盡可能細(xì)化到每一步，分析得越透徹，學(xué)生編寫(xiě)代碼就少走彎路，引導(dǎo)學(xué)生案例分析要細(xì)心、考慮周到，深化磨刀不誤砍柴工的道理。

3.2.4?案例實(shí)現(xiàn)

本次教學(xué)利用字典、列表、matplotlib、wordcloud相關(guān)方法實(shí)現(xiàn)程序代碼。因代碼較長(zhǎng)，程序代碼實(shí)現(xiàn)分段完成，教師講授與學(xué)生實(shí)踐交互進(jìn)行。本單元兩個(gè)案例涉及知識(shí)點(diǎn)稍有難度，細(xì)節(jié)多，稍不注意很易出錯(cuò)，程序錯(cuò)誤提示又全部為英文，學(xué)生英語(yǔ)基礎(chǔ)較弱，要保證程序順利運(yùn)行，程序調(diào)試特別需要學(xué)生耐心細(xì)致，教師要及時(shí)鼓勵(lì)、肯定和表?yè)P(yáng)。展示勤勞之星票數(shù)結(jié)果時(shí)，及時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生爭(zhēng)當(dāng)勞動(dòng)之星，樹(shù)立勞動(dòng)光榮觀念。第2個(gè)案例《2022年我國(guó)政府工作報(bào)告》詞云圖，通過(guò)對(duì)“2022年我國(guó)政府工作報(bào)告.txt”文件分詞處理，過(guò)濾非主要詞字，再應(yīng)用詞云工具以我國(guó)地圖為模板顯示結(jié)果，如圖2所示，使學(xué)生感受我國(guó)政府對(duì)民生的關(guān)注，感受中國(guó)擔(dān)當(dāng)，增強(qiáng)學(xué)生民族自豪感，愛(ài)國(guó)愛(ài)黨，厚植國(guó)土情懷，堅(jiān)定自信，好好學(xué)習(xí)，為祖國(guó)的發(fā)展做出個(gè)人的一份貢獻(xiàn)。

3.2.5?交流討論

以小組為單位，學(xué)生在互聯(lián)網(wǎng)上查找資料，討論并改進(jìn)詞云圖的模板、圖表中文字字體等設(shè)置，將各自詞云圖發(fā)布在Python課程網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的“秀秀你的政府工作報(bào)告詞云圖”主題討論區(qū)。此環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)意圖是提升學(xué)生搜索資料和創(chuàng)新能力，增強(qiáng)同學(xué)間的交流，團(tuán)結(jié)互助。

3.2.6?展示評(píng)價(jià)

此環(huán)節(jié)包括優(yōu)秀作品展示和共性問(wèn)題解決。首先學(xué)生代表展示優(yōu)秀作品，講解主要的參數(shù)設(shè)置。教師及時(shí)肯定學(xué)生的作品，增強(qiáng)學(xué)生的自信，也鼓勵(lì)其他同學(xué)爭(zhēng)取以后有機(jī)會(huì)展示自己的程序。通過(guò)作品展示，開(kāi)闊學(xué)生眼界和思路，增強(qiáng)學(xué)生間的了解，激發(fā)學(xué)生持續(xù)學(xué)習(xí)和創(chuàng)新的熱情；教師引導(dǎo)學(xué)生分析共性問(wèn)題，提升學(xué)生解決程序調(diào)試常見(jiàn)問(wèn)題的能力，最后對(duì)本次課內(nèi)容簡(jiǎn)要小結(jié)，鞏固本次課主要技能知識(shí)。

3.3?課后

課后拓展任務(wù)是對(duì)“道德經(jīng).txt”進(jìn)行詞頻統(tǒng)計(jì)，要求學(xué)生利用互聯(lián)網(wǎng)，查找應(yīng)用其他圖表展示數(shù)據(jù)的方法：如柱形圖、條形圖等，展示出現(xiàn)次數(shù)排名前10的詞，并繪制道德經(jīng)詞云圖。通過(guò)此任務(wù)不僅鞏固了課堂知識(shí)，也加深了學(xué)生對(duì)新技能新知識(shí)的運(yùn)用，有效融入傳統(tǒng)文化，培養(yǎng)學(xué)生探索未知、勇攀科學(xué)高峰的使命感和責(zé)任感的同時(shí)，也學(xué)習(xí)了我國(guó)優(yōu)秀的傳統(tǒng)文化。

4?課程思政教學(xué)效果分析

勤勞之星選票統(tǒng)計(jì)程序設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生崇尚勞動(dòng)、熱愛(ài)勞動(dòng)，弘揚(yáng)勞動(dòng)精神，加強(qiáng)了勞動(dòng)最光榮的觀念；繪制我國(guó)《2022年政府工作報(bào)告》詞云圖案例，引導(dǎo)學(xué)生愛(ài)國(guó)愛(ài)黨，厚植國(guó)土情懷，也使同學(xué)們感受到中國(guó)政府的擔(dān)當(dāng)，感受到黨和政府對(duì)民生的關(guān)切，激發(fā)了學(xué)生愛(ài)國(guó)愛(ài)黨熱情，提升了學(xué)生學(xué)好Python的決心和熱情，樹(shù)立科技報(bào)國(guó)的信念；大學(xué)生優(yōu)秀品質(zhì)主題討論發(fā)言，96%的學(xué)生發(fā)言詞都積極上進(jìn)滿滿的正能量，生動(dòng)體現(xiàn)了當(dāng)代大學(xué)生的優(yōu)秀品質(zhì)。課程學(xué)習(xí)氣氛好，學(xué)生學(xué)習(xí)認(rèn)真積極，體現(xiàn)現(xiàn)代大學(xué)生積極向上的精神面貌；兩個(gè)案例的制作，學(xué)生很感興趣，耐心細(xì)致，追求完美，全部都提交了作品，有不少同學(xué)還做了兩份，優(yōu)秀的作品占近6成，體現(xiàn)了精益求精、追求卓越的工匠精神，部分優(yōu)秀作品如下圖3所示。

5?課后反思

Python程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程思政從細(xì)微處下功夫，充分結(jié)合Python應(yīng)用的特色和學(xué)生學(xué)情，更精確找準(zhǔn)課程思政的切入點(diǎn)，更有效融入思政，思政更有效，覆蓋課程面更廣；在大學(xué)生優(yōu)秀品質(zhì)主題討論中，有個(gè)別學(xué)生的發(fā)言不是特別恰當(dāng)，教師及時(shí)給予了指正，但因備課時(shí)沒(méi)有充分預(yù)判到這種情況，導(dǎo)致應(yīng)對(duì)有些倉(cāng)促有點(diǎn)小遺憾。凡事預(yù)則立，不預(yù)則廢，以后備課盡可能多進(jìn)行學(xué)生情況的課堂預(yù)設(shè)，使教學(xué)設(shè)計(jì)更有彈性，教師也能更胸有成竹應(yīng)對(duì)各種突發(fā)情況，使教學(xué)效果達(dá)到最佳。

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