【摘 要】 Python程序設計作為計算機科學領域的基礎課程，其教學質量關乎學生的編程能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。為了推動學生向自主學習和個性化學習方向發(fā)展，促進學生全面發(fā)展，并進一步提升課堂教學效率與質量，教師需要更新教育理念，將線上線下混合式教學視為高等教育改革的一個重要方向。基于此，文章將從線上線下混合式教學的角度出發(fā)，探討Python程序設計課程的教學改革策略。

【關鍵詞】 Python程序設計；線上線下混合教學；計算機基礎教學

一、Python程序設計課程的建設發(fā)展歷程

Python，這一由Guido van Rossum于1989年創(chuàng)造的解釋型、高級編程語言，以其簡潔易讀、學習曲線平緩、功能強大等特點，迅速在編程社區(qū)中贏得了廣泛認可。自2016年教育部高等學校大學計算機課程教學指導委員會提出將Python語言作為程序設計課程的教學語言以來，Python在中國乃至全球的教育和編程領域都產(chǎn)生了深遠影響。它不僅推動了Python在中國的普及，還標志著計算機編程語言教學進入了一個新時代。2017年，IEEE Spectrum發(fā)布的編程語言排行榜中，Python首次登頂，這一排名不僅反映了Python在編程領域的廣泛應用，還體現(xiàn)了其社區(qū)支持、創(chuàng)新性和整體影響力。2018年9月，全國計算機等級考試增加了二級“Python語言程序設計”科目，并進行了首次開考，這標志著Python在中國正式納入了國家級的計算機等級考試體系，對推動Python在中國的普及和教育具有重要意義。根據(jù)TIOBE編程語言排行榜顯示，2021年10月Python語言再次排名第一，這反映了Python在全球范圍內的廣泛應用和持續(xù)增長的影響力。無論是作為初學者的入門語言，還是作為專業(yè)開發(fā)者的首選工具，Python都展現(xiàn)出了強大的生命力和廣泛的應用前景。因此，Python語言是計算機專業(yè)非常熱門的課程，并且深受學生歡迎和喜愛。

二、線上線下混合式教學模式的優(yōu)勢

線上線下混合式教學模式充分結合了傳統(tǒng)課堂與數(shù)字技術的優(yōu)勢，為學生提供了更加靈活、個性化的學習體驗。線上教學能夠突破時空限制，使學生隨時隨地都能學習，同時利用豐富的數(shù)字資源增強學習體驗；線下教學則能確保師生間的深度互動，及時解答疑惑，培養(yǎng)學生的社交技能。這種教學模式有效提高了學生的學習成績，激發(fā)了學生的學習興趣。具體而言，其優(yōu)勢有以下幾點：

（一）強調學生的主動性

線上線下混合式教學模式的理論基礎主要建立在建構主義學習理論、多元智能理論以及混合學習理論之上。建構主義學習理論認為，學習是學生主動建構知識的過程，而非被動接受。這體現(xiàn)了線上線下混合式教學模式強調學生的主動性，鼓勵學生在線上自主學習、探索，線下則通過教師的引導和同伴的協(xié)作進一步深化和拓展知識。

（二）表現(xiàn)形式多樣化

多元智能理論認為，每個人都擁有多種智能，而每種智能都有其獨特的發(fā)展方式和表現(xiàn)形式。線上線下混合式教學模式通過線上視頻、互動工具以及線下實踐活動等多樣化的教學方式和手段，激發(fā)學生的學習興趣，發(fā)掘他們的潛能，促進他們全面發(fā)展。

（三）提供豐富的學習路徑

混合學習理論強調線上學習與線下學習的有機結合，以達到最佳的教學效果。線上線下混合式教學模式中，線上學習可以提供豐富的學習資源和個性化的學習路徑，線下學習則能夠確保學生的學習質量和深度。兩者相互補充，共同促進學生的學習進步。

三、Python程序設計課程線上線下混合式教學改革的實踐

（一）教學內容與資源建設

1. 優(yōu)化課程結構

為了更好地滿足學生的學習需求并提升教學質量，教師應致力于優(yōu)化Python程序設計課程的結構。首先，在課程中，教師可以利用網(wǎng)絡平臺制作并發(fā)布優(yōu)質的教學資源，如教學視頻、PPT、教學文檔等，并定期更新以保持內容的時效性和新穎性。其次，教師應注重重點知識點的講授，幫助學生理解和掌握編程的基本概念和技能。同時，通過作業(yè)答疑、快速少量練習等方式加強與學生的互動，以提高學生的學習效果。采用線上提問、線下討論、線上作業(yè)提交和批改等互動教學方式，可以激發(fā)學生的學習興趣，提高學生的學習積極性，同時也有助于教師及時了解學生的學習情況并調整教學策略。此外，在Python程序設計課程中融入課程思政元素，不僅有助于培養(yǎng)學生的社會責任感和創(chuàng)新精神，還可以提高學生的編程實踐能力和綜合素質。具體而言，可以從以下幾個方面入手：一是挖掘課程思政元素，在講述編程思想和方法時引導學生樹立正確的價值觀和世界觀，在探討編程倫理和道德時教育學生遵守職業(yè)道德和法律法規(guī)，以培養(yǎng)學生的社會責任感和公民意識。二是結合實際問題開展案例教學，以增強課程的實踐性和應用性，例如在講述數(shù)據(jù)分析時引入環(huán)境污染、人口統(tǒng)計等社會問題，讓學生運用所學知識解決實際問題。三是強化編程實踐中的團隊合作和溝通能力，通過分組合作、項目實踐等方式培養(yǎng)學生的團隊合作和溝通能力，并結合課程思政元素強調團隊成員之間的互相信任、互相支持以及共同奮斗的精神。

2. 豐富教學資源

豐富Python程序設計課程的教學資源對提高學生的編程能力、計算思維以及解決領域問題的能力至關重要。教師應基于以下教學目標提供相應的教學資源。（1）幫助學生理解計算思維、計算生態(tài)與模塊編程。在課程中，教師應首先引導學生理解計算思維，將大問題拆解為小問題，并運用邏輯判斷、循環(huán)控制、函數(shù)定義等編程方法逐步解決。同時，學生需要了解并掌握這些工具的基本使用，以便在不同的環(huán)境下都能高效地編寫代碼。教師還應介紹模塊的基本概念，并演示如何使用Python的模塊進行代碼組織和管理。（2）使學生熟練使用Python語言，具備獨立開發(fā)Python簡單項目的能力。學生需要進一步熟悉Python語言的語法規(guī)則、數(shù)據(jù)類型、控制結構、函數(shù)定義等。教師可以設計一些實際的項目案例，讓學生將理論知識應用于實踐中以提高編程能力。（3）為后續(xù)的Python高級應用課程的教學打下基礎，使學生學習處理科學計算、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)可視化、網(wǎng)絡爬蟲、機器學習等領域的知識并掌握高級開發(fā)技能。

（二）教學方法與手段創(chuàng)新

1. 采用翻轉課堂模式

借助國家精品線上課程以及與《Python程序設計與高級應用》教材配套的學銀在線課程，通過“MOOC+SPOC+翻轉課堂”的教學模式，全面滲透以學生為中心的教學理念。MOOC（大規(guī)模開放在線課程）以其開放性和大規(guī)模參與的特點，為學生提供了豐富的學習資源，但互動性相對較弱，缺乏個性化教學。而SPOC（小規(guī)模限制性在線課程）作為MOOC的有力補充，通過限制參與人數(shù)和增加互動性，使教學更具針對性和實效性。翻轉課堂則顛覆了傳統(tǒng)教學方式，將知識的傳授與內化過程進行翻轉，讓學生在課前自主學習知識，課堂上則通過討論、實踐等方式深化理解和應用。

在該教學模式下，教師應鼓勵學生在課前通過MOOC平臺進行自主學習，了解基礎知識和核心概念，同時通過SPOC平臺為他們提供更加精細化的學習資源和指導，幫助他們解決學習中遇到的問題。課前，在學習平臺上發(fā)布通知，內容需體現(xiàn)兩個方面：一是課前預習的重要性，要讓學生明白預習是學習過程中不可或缺的一環(huán)，通過預習可提前了解課程內容，掌握基礎知識點，為課堂上的深入學習打下堅實基礎；二是預習內容，主要包括課程的重難點知識，讓學生在學習平臺上查閱并學習即將上課的知識單元內容，預習時重點關注基本概念、核心知識點及其關聯(lián)，為課堂討論和互動做好準備。為方便學生隨時隨地接收學習通知，應利用學習通APP的推送功能將課前預習通知及其他重要學習信息實時發(fā)送至學生的手機端，確保學生已下載并注冊學習通APP，并保持通知功能開啟狀態(tài)，以免錯過重要信息。

課中，要密切關注學生在學習中遇到的問題，鼓勵他們將問題發(fā)布在班級討論區(qū)，以便教師及時了解學生的困惑，并準備相應的講解內容。為幫助學生更好地理解和掌握知識，需開展問題探究式討論，教師不僅要提供問題的答案，還要引導學生自己去發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題，同時還應鼓勵學生積極參與課堂討論，提出自己的觀點和見解。為了鞏固學生的知識，教師應在實驗課程和課堂練習中布置一些有針對性的任務，這些任務應涵蓋課程的重點和難點，幫助學生加深對知識的理解和記憶。

課后，教師可以使用PTA（程序設計輔助平臺）給學生布置作業(yè)。PTA提供了大量的按知識點細分的各個難度級別的編程題，教師可以根據(jù)學情選取適合的題目。學生可以通過PTA的自動評測功能立即得知自己的代碼是否正確，并及時進行修改和優(yōu)化，從而培養(yǎng)編程能力和解決問題的能力。教師還可以布置綜合性、探索性的作業(yè)或實驗，設計時應緊密圍繞課程的核心知識點，確保學生在完成過程中能夠加深對課堂所學內容的理解和應用。同時，鼓勵學生將不同學科的知識進行有機融合，提升他們跨學科解決問題的能力，培養(yǎng)全面發(fā)展的綜合素質。作業(yè)和實驗應具有一定的實踐性和創(chuàng)新性，讓學生在實踐中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維和實踐能力。例如，教師可以根據(jù)課程內容設計一些具有實際意義的項目式作業(yè)，這類作業(yè)需要學生綜合運用所學知識解決實際問題，從而提升他們的綜合實踐能力。教師還要對學生的作業(yè)和實驗報告進行認真批改和評價，以便及時了解學生的學習情況并調整教學策略。

2. 引入項目驅動式教學

項目驅動式教學是以實際項目為導向，讓學生在解決問題的過程中掌握Python編程技能，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。在項目設計中，應遵循由淺入深、由易到難的原則，既要讓學生能夠在完成項目的過程中獲得成就感，又要保證項目具有一定的挑戰(zhàn)性，以激發(fā)學生的創(chuàng)新能力和求知欲。以數(shù)據(jù)分析項目為例，學生在項目實施過程中需要掌握Python的基本語法、數(shù)據(jù)結構、函數(shù)和庫等知識點，同時還需要學習如何處理數(shù)據(jù)缺失、異常值等問題，以及如何選擇合適的分析方法進行數(shù)據(jù)分析。通過完成這一項目，學生不僅能夠掌握Python編程技能，還能夠提升解決實際問題的能力。為了激發(fā)學生的創(chuàng)新思維，教師可以通過組織學生進行小組討論、開展編程競賽、鼓勵學生參與開源項目等多種措施，讓學生充分展示自己的才華，并引導學生進行項目拓展，讓學生在完成項目的基礎上自主設計新的項目或功能。這樣不僅能讓學生更深入地了解Python編程的實際應用，還能讓他們在實踐中不斷提高自己的編程技能。

3. 實施綜合評價

為了有效融合線上與線下學習，可采用以下評價方式：（1）在線觀看視頻時間：通過記錄學生在線觀看教學視頻的時間，間接評估學生對課程內容的關注度和投入程度，這也能在一定程度上反映學生的學習態(tài)度。（2）單元測試：通過設置線上單元測試定期檢驗學生對課程知識的掌握情況，及時發(fā)現(xiàn)并解決問題。這種評價方式具有及時性和針對性強的特點。（3）參與在線話題討論：通過鼓勵學生參與在線話題討論，評估學生的思考深度、交流能力和協(xié)作精神，同時激發(fā)學生的學習興趣和積極性。（4）探究性作業(yè)完成情況：探究性作業(yè)是線下學習的重要組成部分。通過對學生完成探究性作業(yè)的情況進行評價，可以了解學生對課程內容的理解程度和應用能力。

在評價過程中，應注重將過程性評價與終結性評價相結合，以全面評價學生的學習成果。過程性評價中，通過在線觀看視頻時間、單元測試、參與在線話題討論等方式，對學生的學習過程進行持續(xù)關注和評價。這種評價方式可以及時發(fā)現(xiàn)學生的學習問題并提供及時的反饋和指導，幫助學生改進學習方法和提高學習效率。終結性評價中，則通過傳統(tǒng)的考試形式對學生的學習成果進行總體評價。這種評價方式可以全面檢驗學生對課程知識的掌握程度和應用能力，也能為學生提供一種自我檢驗和自我提升的機會。

四、結語

Python程序設計線上線下混合式教學改革旨在通過優(yōu)化教學內容與資源建設、創(chuàng)新教學方法與手段來提高課程的教學質量和學生的學習效果，針對學生實際情況和教學要求，教師應繼續(xù)探索和完善線上線下混合式教學模式，通過不斷實踐和總結充分發(fā)揮線上教學的優(yōu)勢，為培養(yǎng)新時代的高素質人才奠定堅實基礎。

參考文獻：

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全國高等院校計算機基礎教育研究會“計算機基礎教育教學研究項目”（項目編號：2023-AFCEC-344）。