摘要：為落實(shí)立德樹人根本任務(wù)，探索將思政融入Python程序設(shè)計(jì)課程案例式教學(xué)過程，研究以愚公移山、政府工作報(bào)告詞云分析等實(shí)際案例為例，設(shè)計(jì)了融入思政元素的案例式教學(xué)模式。通過問卷調(diào)查和教學(xué)實(shí)踐表明，思政元素融入Python課程取得顯著成效。學(xué)生對課程滿意度平均達(dá)4.91，不僅增強(qiáng)了學(xué)習(xí)興趣，還提升了學(xué)生的編程能力與思想政治素養(yǎng)，為理工科Python課程開展課程思政提供了可借鑒的教學(xué)模式和實(shí)踐路徑。

關(guān)鍵詞：思政視域；Python；程序設(shè)計(jì)；案例教學(xué)

中圖分類號：G642" " " 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2025）18-0133-03

開放科學(xué)（資源服務(wù)） 標(biāo)識碼（OSID）

0 引言

2019年，中共中央、國務(wù)院印發(fā)的《中國教育現(xiàn)代化2035》提出，要更加注重德育優(yōu)先和全面發(fā)展[1]。2020年，教育部發(fā)布的《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》強(qiáng)調(diào)，將課程思政建設(shè)作為落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的戰(zhàn)略舉措[2]。隨著課程思政的全面推進(jìn)，如何在理工科課程中有效融入思政教育，培養(yǎng)學(xué)生的價值觀和社會責(zé)任感，成為高校教育研究的重要問題。

作為一種新興解釋型語言，Python以“簡單、優(yōu)雅、明確”的設(shè)計(jì)哲學(xué)迅速崛起，并長期位于TIOBE編程語言排行榜前列[3]。Python程序設(shè)計(jì)課程不僅聚焦于編程技能和數(shù)據(jù)處理，還蘊(yùn)含豐富的思政教育資源，為課程思政的實(shí)施提供了廣闊空間。本文基于“思政+案例”的教學(xué)模式，探索在該課程中融入思政元素的具體路徑。通過典型案例設(shè)計(jì)和實(shí)踐驗(yàn)證，分析該模式對提升學(xué)生編程能力和思想政治素養(yǎng)的成效，為該課程的課程思政建設(shè)提供參考。

1 課程思政教學(xué)實(shí)施路徑

在Python課程教學(xué)中，思政教育的融入不僅有助于提升學(xué)生的編程能力，還能培養(yǎng)其社會責(zé)任感和價值觀。通過精心設(shè)計(jì)的教學(xué)內(nèi)容與方法，將思政元素與專業(yè)知識有機(jī)結(jié)合，為學(xué)生提供全面的成長路徑。

教學(xué)設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)思政內(nèi)容與專業(yè)知識的緊密結(jié)合。每一章節(jié)的編程技能教學(xué)都與社會責(zé)任、歷史使命等思政內(nèi)容相對應(yīng)。例如，在《Python語言簡介》中，通過介紹“Python之父”吉多·范羅蘇姆的創(chuàng)新故事，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神；在“數(shù)值類型及基本運(yùn)算”章節(jié)，借用“阿麗亞娜火箭爆炸案例”來探討工程倫理；“選擇程序控制結(jié)構(gòu)”則通過“于敏投身氫彈的故事”喚起學(xué)生的家國情懷[4]；“循環(huán)程序控制結(jié)構(gòu)”章節(jié)結(jié)合“愚公移山”的寓言，培養(yǎng)學(xué)生的人文精神。在“函數(shù)與模塊”章節(jié)，借助中國天宮空間站工程的案例，展示模塊化、函數(shù)化設(shè)計(jì)思想[5]，講解如何通過模塊化分工保證高效協(xié)作，增強(qiáng)學(xué)生對航天事業(yè)的自豪感，并激發(fā)他們學(xué)習(xí)航天精神，特別是能吃苦、敢于挑戰(zhàn)、勇于攻關(guān)、無私奉獻(xiàn)的精神。在“科學(xué)計(jì)算與數(shù)據(jù)可視化”章節(jié)，結(jié)合“政府工作報(bào)告詞云生成案例”進(jìn)行數(shù)據(jù)分析的同時，引導(dǎo)學(xué)生思考國家發(fā)展和政治認(rèn)同問題。通過這些案例，學(xué)生不僅學(xué)習(xí)到了編程技巧，還提升了思政素養(yǎng)。每一章節(jié)融入的代表性思政元素見表1。

課程教學(xué)注重學(xué)生的參與和互動。通過“角色扮演”與“情境模擬”的方式增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐感。例如，在講解“異常處理”章節(jié)時，模擬“塔科馬海峽大橋事故”場景，讓學(xué)生扮演工程師等角色，討論如何避免技術(shù)失誤，并從中強(qiáng)化倫理思考。在其他章節(jié)，也通過小組討論、課堂互動等方式，激發(fā)學(xué)生的思維，讓他們在參與中提升編程技能并理解社會責(zé)任。

2 典型案例設(shè)計(jì)與實(shí)踐

2.1 案例1：愚公移山與循環(huán)結(jié)構(gòu)的程序設(shè)計(jì)

在講解循環(huán)結(jié)構(gòu)時，學(xué)生通過分析愚公移山的故事，結(jié)合編程實(shí)現(xiàn)模擬移山過程，進(jìn)一步理解堅(jiān)持不懈與團(tuán)隊(duì)協(xié)作的重要性。通過此項(xiàng)目，學(xué)生不僅能掌握Python中的循環(huán)結(jié)構(gòu)和隨機(jī)數(shù)生成的基本知識，還能從寓言故事中領(lǐng)悟堅(jiān)持奮斗的精神。

2.1.1 項(xiàng)目設(shè)計(jì)思路

1） 系統(tǒng)模擬愚公移山的過程，定義山的高度、每日進(jìn)度以及影響進(jìn)度的因素（如天氣、志愿者數(shù)量、新工具等） 。程序通過循環(huán)結(jié)構(gòu)每天更新山的高度，直到山的高度低于設(shè)定閾值。程序核心代碼如下所示。

1. mountain_height = 1000" # 大山的高度，單位：米

2. base_daily_progress_percent = 0.001" # 基礎(chǔ)每天移山進(jìn)度，單位：百分比

3. threshold = 0.01" # 設(shè)置閾值，如果山高低于此值就認(rèn)為山已經(jīng)被移走

4. while mountain_height gt; threshold：

5." " "days += 1" # 每天工作，天數(shù)加一

6." " "volunteers = random.randint（0， 5）" # 每天隨機(jī)加入的志愿者數(shù)量

7." " "weather_effect_percent = random.choice（[-0.002， -0.001， 0， 0.001， 0.002]）

8." " "new_tool = random.choice（[False， False， False， False， True]）" # 出現(xiàn)新工具概率

9." " "daily_progress_percent = base_daily_progress_percent + volunteers * 0.0005 + weather_effect_percent

10." " "if new_tool：

11." " " " "daily_progress_percent += 0.002" # 新工具增加0.002的進(jìn)度

12." " "daily_progress = mountain_height * daily_progress_percent" "# 當(dāng)天的移山進(jìn)度（米）

13." " "if daily_progress lt; 0：

14." " " " "daily_progress = 0

15." " "mountain_height -= daily_progress" " # 更新山的高度

2） 每90天打印一次當(dāng)前進(jìn)度，讓學(xué)生觀察在不同天氣、志愿者和工具影響下的進(jìn)展，并通過分析這些因素的變化，強(qiáng)化學(xué)生對堅(jiān)韌不拔精神和團(tuán)隊(duì)協(xié)作的理解。程序核心代碼如下所示。

1." " "if days % 90 == 0：" # 每90天打印一次輸出

2." " " " "print（f\"第{days}天：\"）

3." " " " "print（f\"剩余山高：{mountain_height：.2f}米，移山進(jìn)度：{daily_progress：.2f}米\"）

4." " " " "print（f\"志愿者：{volunteers}人\"）

5." " " " "print（f\"天氣影響：{weather_effect_percent*100：+.2f}%\"）

6." " " " "print（f\"新工具：{'有' if new_tool else '無'}\"）

7." " "if days % 360 == 0：" " " # 每360天打印輸出時短暫停頓一下，便于觀察

8." " " " "time.sleep（1）

9." " "if mountain_height lt;= threshold：

10." " " " "print（f\"第{days}天，山高已低于閾值，停止移山！\"）

11." " " " "break

12. print（\"愚公和他的子孫、鄉(xiāng)鄰們終于移走太行、王屋二山！\"）

在項(xiàng)目設(shè)計(jì)教學(xué)過程中，教師引導(dǎo)學(xué)生思考“愚公移山”所象征的持之以恒與集體力量，激勵學(xué)生在學(xué)習(xí)和生活中，勇于挑戰(zhàn)，不斷追求自己的目標(biāo)。程序運(yùn)行結(jié)果如圖1所示。

2.1.2 教學(xué)活動

在實(shí)施這一案例時，教師首先通過講解“愚公移山”的故事，引導(dǎo)學(xué)生討論故事中的堅(jiān)持與團(tuán)隊(duì)合作精神。隨后，教師結(jié)合案例引導(dǎo)學(xué)生理解循環(huán)結(jié)構(gòu)的使用場景，并通過編程模擬實(shí)際問題。教師鼓勵學(xué)生自主編寫代碼，并在調(diào)試過程中幫助他們理解隨機(jī)數(shù)的應(yīng)用及其對結(jié)果的影響。

1） 分組討論：學(xué)生分組討論愚公移山故事中的關(guān)鍵元素，如“持之以恒”和“團(tuán)隊(duì)協(xié)作”，并通過編程實(shí)現(xiàn)這些元素。在討論過程中，學(xué)生分析不同因素對移山進(jìn)程的影響，并提出如何改進(jìn)程序設(shè)計(jì)來更好地反映這些因素。

2） 編碼與調(diào)試：學(xué)生根據(jù)教師的指導(dǎo)，編寫完整的循環(huán)結(jié)構(gòu)代碼，模擬愚公移山過程。教師在編程過程中提供幫助，尤其在隨機(jī)數(shù)應(yīng)用和邏輯調(diào)試方面，確保學(xué)生能夠掌握這些基本知識。

3） 結(jié)果展示與分析：每組學(xué)生展示自己的代碼運(yùn)行結(jié)果，分析程序中的進(jìn)度變化，并總結(jié)不同因素（如志愿者數(shù)量、天氣、工具） 對進(jìn)度的影響。同時，教師引導(dǎo)學(xué)生思考如何從程序結(jié)果中汲取“堅(jiān)持不懈”和“團(tuán)結(jié)協(xié)作”的精神。

2.1.3 學(xué)生反饋

學(xué)生普遍反映，通過這一案例，能夠更加深入地理解編程中的循環(huán)結(jié)構(gòu)與隨機(jī)數(shù)的應(yīng)用，同時也能感受到愚公移山所蘊(yùn)含的精神價值。很多學(xué)生表示，這一案例不僅幫助他們掌握了技術(shù)知識，還增強(qiáng)了他們面對挑戰(zhàn)時不輕言放棄的決心。特別是通過模擬不同天氣和工具的影響，學(xué)生對如何在實(shí)際問題中靈活運(yùn)用編程技巧有了更深的理解。學(xué)生反饋的具體內(nèi)容如下所示。

“我學(xué)會了如何使用循環(huán)結(jié)構(gòu)解決實(shí)際問題，通過模擬愚公移山，我也更理解了團(tuán)隊(duì)合作的力量?！?/p>

“這不僅是一個編程項(xiàng)目，還是一次思維上的啟發(fā)。愚公的精神讓我明白了不論面對什么困難，只有堅(jiān)持才能看到成果?！?/p>

通過本項(xiàng)目，學(xué)生不僅掌握了Python中的循環(huán)結(jié)構(gòu)和隨機(jī)數(shù)應(yīng)用，還從愚公移山的故事中汲取動力，理解不屈不撓和協(xié)作精神的重要性，為其日后的學(xué)習(xí)與工作提供精神上的支持。

2.2 案例2：政府工作報(bào)告中的詞云分析

在講解文本處理、分詞和詞云生成時，學(xué)生可以通過分析2024年政府工作報(bào)告中的關(guān)鍵詞，進(jìn)一步理解社會責(zé)任和國家發(fā)展目標(biāo)。通過這一項(xiàng)目，學(xué)生不僅能夠掌握Python的文本處理、分詞和詞云生成的技能，還能通過分析國家政策，強(qiáng)化社會責(zé)任感，理解國家對社會發(fā)展的期望和使命。項(xiàng)目設(shè)計(jì)思路如下：

1） 首先讀取《2024年政府工作報(bào)告》的全文，使用分詞工具jieba進(jìn)行中文分詞，去除停用詞后得到有效的關(guān)鍵詞。程序核心代碼如下所示。

1. with open（r\"GovernmentWorkReport2024.txt\"， \"r\"， encoding=\"utf-8\"） as file：

2." " "report_text = file.read（）

3. words = jieba.lcut（report_text）" # 使用 jieba 進(jìn)行中文分詞

4. with open（\"stopwords.txt\"， \"r\"， encoding=\"utf-8\"） as file：

5." " "stopwords = set（[line.strip（） for line in file]）

6. filtered_words = [word for word in words if word not in stopwords and len（word） gt; 1]

7. text = \" \".join（filtered_words）

2） 然后，使用詞云生成技術(shù)，將分詞后的文本信息可視化，生成與報(bào)告內(nèi)容相關(guān)的詞云圖，幫助學(xué)生可視化與社會責(zé)任相關(guān)的關(guān)鍵詞頻率。程序核心代碼如下所示。

1. mask_image = Image.open（\"mask.jpg\"）" # 讀取遮罩圖片

2. mask = np.array（mask_image）

3. width， height = mask_image.size

4. wordcloud = WordCloud（

5." " "background_color=\"white\"，

6." " "mask=mask，

7." " "font_path='C：/Windows/Fonts/simsun.ttc'，" # 設(shè)置于常見的中文字體

8." " "max_words=200，" " " " " " "# 限制單詞數(shù)量

9." " "width=width，

10." " "height=height

11.）.generate（text）

12. plt.imshow（wordcloud， interpolation='bilinear'）" # 顯示詞云圖片

13. plt.axis（\"off\"）

14. plt.show（）

3） 在展示過程中，教師引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注報(bào)告中頻繁出現(xiàn)的詞匯，如“發(fā)展”“創(chuàng)新”“推進(jìn)”等，這些關(guān)鍵詞背后蘊(yùn)含著國家在推動社會進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的責(zé)任與使命。程序運(yùn)行結(jié)果如圖2所示。

通過本項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅掌握了文本處理、中文分詞與可視化生成技術(shù)，還能深刻體會到政府工作報(bào)告中的社會責(zé)任主題與國家發(fā)展的緊密聯(lián)系。教師可通過引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注報(bào)告中的社會發(fā)展、改革等關(guān)鍵詞，幫助學(xué)生樹立服務(wù)社會、承擔(dān)責(zé)任的意識，并鼓勵他們在未來的學(xué)習(xí)和職業(yè)生涯中，積極投身社會進(jìn)步與科技創(chuàng)新的事業(yè)中。

3 教學(xué)效果評價

為了解課程思政設(shè)計(jì)的效果，本文研究者在程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（Python語言） 課程中進(jìn)行了基于問卷的教學(xué)效果調(diào)查。調(diào)查對象為執(zhí)教的2022級的三個班級，分別為物理教育2211班、物理教育2212班以及物理光電2211班，共計(jì)185名學(xué)生參與了此次問卷調(diào)查。問卷內(nèi)容主要包括課程思政元素的評價與融入思政的課程滿意度評價。學(xué)生根據(jù)每個問題給予評分，評分從1分（非常不滿意） 到5分（非常滿意） 。調(diào)查結(jié)果如表2所示。

從問卷結(jié)果中可以看出，思政元素的融入得到了學(xué)生的高度評價，平均評分在4.85以上，表明學(xué)生普遍認(rèn)可將思政內(nèi)容融入編程課程的設(shè)計(jì)。同時，課程的整體滿意度也處于較高水平，平均評分達(dá)4.91，體現(xiàn)了教學(xué)內(nèi)容的實(shí)際效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)滿意度。

除了問卷調(diào)查外，期末學(xué)生成績也是評估教學(xué)效果的重要依據(jù)。在本次教學(xué)中，我們對上述三個執(zhí)教班級所有學(xué)生的Python課程期末成績進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)與分析。根據(jù)成績分布，我們將成績劃分為A（90～100分） 、B（80～90分） 、C（70～80分） 、D（60～70分） 和E（低于60分） 5個等級。表3是期末成績分布與合格率的具體情況。

合格率均達(dá)到94%以上，A和B等級學(xué)生占大多數(shù)，表明學(xué)生知識掌握情況良好。物理教育2211班和2212班大多數(shù)學(xué)生成績在80分以上，表現(xiàn)出良好的學(xué)習(xí)態(tài)度和編程能力。物理光電2211班學(xué)生成績分布均衡，合格率略高。

4 結(jié)論

本文探討了將思政元素融入Python程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)模式，通過項(xiàng)目式和案例式教學(xué)，結(jié)合具體案例和角色扮演，較好地將思政教育與課程知識融合，增強(qiáng)了學(xué)生的社會責(zé)任感、團(tuán)隊(duì)合作意識和創(chuàng)新精神。研究表明，學(xué)生對該模式認(rèn)可度較高，期末考試優(yōu)秀率和合格率都比較高，表明該教學(xué)設(shè)計(jì)有助于提升學(xué)生編程技能和思想政治素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

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[4] 路龍賓， 王小銀， 許學(xué)斌， 等. Python語言程序設(shè)計(jì)的多角度思政教育教學(xué)[J]. 計(jì)算機(jī)教育， 2022（9）：58-62.

[5] 李峰. “Python程序設(shè)計(jì)”課程與思政教育協(xié)同教學(xué)模式實(shí)踐研究[J]. 教育教學(xué)論壇， 2024（31）：149-152.

【通聯(lián)編輯：王 力】