基于成果導(dǎo)向的高職Python語言程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革探究

劉麗　高雪

摘要：Python以其簡(jiǎn)潔的語言結(jié)構(gòu)和開源性的特點(diǎn)使其越來越受到技術(shù)人員的重視。文章簡(jiǎn)述了Python語言的教學(xué)優(yōu)勢(shì)，并基于成果導(dǎo)向（OBE） 教育理念提出高職Python語言程序設(shè)計(jì)課程的改革思路，提出了教學(xué)模式和教學(xué)設(shè)計(jì)方案，探討了課程的教學(xué)拓展和持續(xù)性學(xué)習(xí)改進(jìn)方法。

關(guān)鍵詞：Python語言程序設(shè)計(jì)；成果導(dǎo)向; 教學(xué)改革；教學(xué)設(shè)計(jì)；持續(xù)改進(jìn)

中圖分類號(hào)：G642? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2023）01-0160-03

1 引言

成果導(dǎo)向（Outcomes-based Education，OBE） 教育理念是以成果為導(dǎo)向、以學(xué)生為中心和持續(xù)改進(jìn)的先進(jìn)教育理念。在高職教育大力發(fā)展以及“新工科”教育背景下，將OBE引入工程類高職教育改革，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[1]。國(guó)務(wù)院發(fā)布的《關(guān)于印發(fā)國(guó)家職業(yè)教育改革實(shí)施方案的通知》中也指出要以促適應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求為導(dǎo)向，著力培養(yǎng)高素質(zhì)勞動(dòng)者和技術(shù)技能人才。因此，在高等職業(yè)教育過程中，明確學(xué)生的學(xué)習(xí)目的并有效幫助學(xué)生取得學(xué)習(xí)成果是教學(xué)改革中最重要的問題[2]。在面向計(jì)算機(jī)智能控制專業(yè)方向的高職學(xué)生教育時(shí)，為了培養(yǎng)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)思維，需開設(shè)語言編程課，但目前基于學(xué)生基礎(chǔ)，課程設(shè)計(jì)等方面，語言程序設(shè)計(jì)課程建設(shè)存在以下問題：1） 以初中為起點(diǎn)的五年制高職學(xué)生課程基礎(chǔ)薄弱，學(xué)習(xí)習(xí)慣較差，往往枯燥的語言編程會(huì)打擊學(xué)生的信心，同時(shí)意志力的缺乏導(dǎo)致其興趣極易發(fā)生轉(zhuǎn)移；2） 程序設(shè)計(jì)課程多數(shù)還是以C語言為主的傳統(tǒng)程序設(shè)計(jì)，語言結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，學(xué)生前期理解較慢的情況下很容易放棄；3） 程序設(shè)計(jì)課程是以語法思維為基礎(chǔ)，無論初中為起點(diǎn)的五年制學(xué)生還是高中為起點(diǎn)的三年制學(xué)生，由于學(xué)習(xí)習(xí)慣較差，即使課堂能理解教學(xué)內(nèi)容，課后的編程練習(xí)完成不夠，也會(huì)導(dǎo)致無法到達(dá)預(yù)期的學(xué)習(xí)成果；4） 課堂上采取的案例化教學(xué)，多數(shù)以完成小程序設(shè)計(jì)任務(wù)為主，無法實(shí)現(xiàn)向?qū)嵱眯苑较虻霓D(zhuǎn)變，導(dǎo)致學(xué)生“學(xué)不致用”，進(jìn)而無法理解如何使用編程解決實(shí)際問題，授課效果較差。基于以上問題，本文從教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)、課程評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)案例分析以及教學(xué)持續(xù)改進(jìn)等方面提出計(jì)算機(jī)智能控制專業(yè)“Python程序語言編程”教學(xué)課程改革的思路。

2 Python課程教學(xué)設(shè)計(jì)

2.1 Python語言優(yōu)勢(shì)

近年來，Python語言憑借特有的簡(jiǎn)潔語法和類型，越來越受軟件技術(shù)人員的喜愛。輕語法和重視問題解決的Python語言相比于Java、C++等在教學(xué)內(nèi)容上更適合學(xué)生學(xué)習(xí)，即使面對(duì)基礎(chǔ)較為薄弱的高職學(xué)生而言，Python語言上手容易，語法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)則更為明顯，學(xué)生不需要花費(fèi)大量的精力在語法的學(xué)習(xí)上，更有利于培養(yǎng)其解決問題和邏輯思維能力[3]。

Python語言完全開放源代碼，且Python語言的革新遵循著一套規(guī)范而有約束力的程序，這使得Python語言可以保持持續(xù)的改進(jìn)，這一點(diǎn)使得其在商業(yè)使用中具有非常強(qiáng)大的吸引力和競(jìng)爭(zhēng)力。2018年9月隨著全國(guó)計(jì)算機(jī)等級(jí)考試科目中加入“二級(jí)Python”，這也確立了Python語言在國(guó)內(nèi)的地位。因此，各大高校相繼推出了Python語言編程課，無論是工程類計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)還是專業(yè)課程教學(xué)，Python語言都擁有著巨大的優(yōu)勢(shì)。

2.2 Python語言的教學(xué)模式

對(duì)于零基礎(chǔ)的學(xué)生在學(xué)習(xí)一門新的語言編程課程時(shí)，應(yīng)循序漸進(jìn)地引導(dǎo)學(xué)習(xí)，具體可分為以下六個(gè)步驟：認(rèn)識(shí)語言、讀懂程序、模仿編寫、獨(dú)立編寫、解決問題以及實(shí)訓(xùn)操作。將語言編寫的理論學(xué)習(xí)引入實(shí)訓(xùn)課程中獨(dú)立解決實(shí)際問題是有效提高編程教學(xué)效果的途徑[4]。Python語言因其語法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，學(xué)生不需要花費(fèi)大量時(shí)間去鉆研語法的學(xué)習(xí)，在有限的課時(shí)里可以較多地引入用于解決實(shí)際問題的課程教學(xué)，這樣可以極大地引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)對(duì)于動(dòng)手能力較強(qiáng)，思維比較活躍的學(xué)生來說，可以通過引入優(yōu)秀的教學(xué)案例配合學(xué)生興趣，能更有效地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，必然會(huì)使編程教學(xué)事半功倍。

開展線上線下的混合教學(xué)模式可有效地提高教學(xué)效果。基于Python語言課程的基礎(chǔ)知識(shí)理論部分，可采用線上教學(xué)如智慧樹、慕課、超星等平臺(tái)進(jìn)行授課，授課過程中應(yīng)用錄制功能，方面學(xué)生課下對(duì)不能及時(shí)理解的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行課后回顧和復(fù)習(xí)。線上教學(xué)時(shí)教師提前上傳到平臺(tái)中，材料中包括課程教學(xué)大綱、課件PPT、電子教材等，還可以充分利用平臺(tái)資源，將與相關(guān)學(xué)習(xí)內(nèi)容中的難點(diǎn)和重點(diǎn)相關(guān)的輔助學(xué)習(xí)資料上傳到平臺(tái)課程資料中方便學(xué)生及時(shí)查詢。課后設(shè)置一定的基礎(chǔ)練習(xí)題，學(xué)生可在線作答，學(xué)生的作答結(jié)果可實(shí)時(shí)接收，針對(duì)學(xué)生不理解的知識(shí)點(diǎn)做出及時(shí)的反饋。

線下授課主要分為課堂教學(xué)和實(shí)訓(xùn)教學(xué)。課堂教學(xué)以案例化和項(xiàng)目化教學(xué)為主，指導(dǎo)學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行分組練習(xí)，學(xué)生可自行分組，每人承擔(dān)不同的角色任務(wù)，過程中教師記錄下任務(wù)完成情況。實(shí)訓(xùn)課程主要考查學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)理論課程應(yīng)用到解決實(shí)際問題的能力，課程設(shè)置結(jié)合人工智能應(yīng)用，例如通過Python語言編程實(shí)現(xiàn)操控機(jī)械臂搬運(yùn)方塊，并在過程中實(shí)現(xiàn)機(jī)器的智能學(xué)習(xí)等。課后要鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，由于Python課程是一門重視實(shí)踐性和應(yīng)用性的課程，需要學(xué)生不斷的練習(xí)，并在實(shí)踐中進(jìn)行思考，有利于學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握。通過布置相關(guān)任務(wù)作業(yè)，使學(xué)生達(dá)到反復(fù)練習(xí)和鞏固知識(shí)的目的。

2.3 Python教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

基于OBE教學(xué)理念，Python語言課程在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注重全面提升學(xué)生的綜合職業(yè)能力，并將理論教學(xué)與項(xiàng)目化教學(xué)相結(jié)合[5]。理論課教學(xué)中，除設(shè)計(jì)基礎(chǔ)類教學(xué)外，還應(yīng)該設(shè)計(jì)任務(wù)式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生程序模塊化、結(jié)構(gòu)化、流程化的計(jì)算機(jī)思維和加強(qiáng)學(xué)生解決問題的能力[6]。結(jié)合項(xiàng)目的任務(wù)與要求，講解完成項(xiàng)目所需的相關(guān)知識(shí)，使學(xué)生對(duì)項(xiàng)目有個(gè)感性認(rèn)識(shí)，并在完成項(xiàng)目過程中將理論知識(shí)得以應(yīng)用、總結(jié)和提高。在每次項(xiàng)目開始時(shí)統(tǒng)一給出基本的任務(wù)要求，讓學(xué)生根據(jù)自己的理解與能力增加創(chuàng)新設(shè)計(jì)，以使項(xiàng)目完成更加合理。在任務(wù)選擇上，可以增加一些趣味性更強(qiáng)的編程實(shí)例，例如在項(xiàng)目任務(wù)中添加類似設(shè)計(jì)制作“貪吃蛇”游戲，可以有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

在項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)教學(xué)的過程中，除傳授人工智能應(yīng)用技術(shù)的相關(guān)知識(shí)與技能外，還應(yīng)關(guān)注學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作、工作態(tài)度、創(chuàng)新發(fā)揮、溝通表達(dá)等綜合職業(yè)能力。并且通過項(xiàng)目案例的實(shí)現(xiàn)，讓學(xué)生了解、體驗(yàn)人工智能的樂趣，拓展學(xué)生的專業(yè)視野、提升學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。例如在桌面機(jī)器人編程與應(yīng)用實(shí)訓(xùn)課程中，從人工智能技術(shù)入手，引出基礎(chǔ)編程工具Python的學(xué)習(xí)使用。通過Python程序的編寫，實(shí)現(xiàn)機(jī)器從示教學(xué)習(xí)到深度學(xué)習(xí)，操控機(jī)械臂通過識(shí)別二維碼和條形碼來進(jìn)行包裹分揀。經(jīng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程的驗(yàn)證表明學(xué)生的普遍接受程度較高，實(shí)訓(xùn)過程中也表現(xiàn)出了積極的學(xué)習(xí)態(tài)度和興趣。

3 Python語言教學(xué)的拓展和持續(xù)改進(jìn)

3.1 Python語言課程教學(xué)拓展

在“互聯(lián)網(wǎng)+”的背景下，全國(guó)大學(xué)生技能競(jìng)賽，電子信息競(jìng)賽等比賽的日益增加，以及將Python納入計(jì)算機(jī)二級(jí)等級(jí)考試等都對(duì)工科類高職院校中計(jì)算機(jī)人才的培養(yǎng)提出了更高的要求和新的方向[7]。同時(shí)，在OBE教學(xué)理念的驅(qū)動(dòng)下，能夠使學(xué)生學(xué)以致用也是教育發(fā)展的必然需求[8]。要讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到，Python語言不僅是一門課程，更是一種應(yīng)用工具。因此，教學(xué)中可以引用相關(guān)的競(jìng)賽題目，或者二級(jí)考試相關(guān)內(nèi)容輔助教學(xué)，一方面可以讓學(xué)生更有目的地進(jìn)行學(xué)習(xí)，另一方面也可以為以后參加比賽打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

另外，教師可以將科研項(xiàng)目融合到課程教學(xué)設(shè)計(jì)中，針對(duì)當(dāng)前計(jì)算機(jī)人工智能領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，選擇應(yīng)用性廣，特點(diǎn)突出的項(xiàng)目?jī)?nèi)容輔助教學(xué)。比如可視化處理，人工智能深度學(xué)習(xí)等方面的延伸學(xué)習(xí)，可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)也可以為學(xué)生搭建一個(gè)良好的科研平臺(tái)。

3.2 Python課程教學(xué)的持續(xù)性學(xué)習(xí)和改進(jìn)

雖然Python語言結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但并不意味著教師教學(xué)方面會(huì)比較輕松，相反地應(yīng)該對(duì)教師提出更高的技術(shù)要求。尤其是在科技發(fā)展迅速，“大數(shù)據(jù)”時(shí)代的背景下，除了要求教師要掌握多種語言的轉(zhuǎn)換，也要求在教學(xué)過程中鼓勵(lì)學(xué)生要學(xué)會(huì)觸類旁通。要結(jié)合時(shí)代背景，技術(shù)發(fā)展，技能革新等不斷提升個(gè)人的教學(xué)水平，還要針對(duì)線上線下結(jié)合的教學(xué)模式，精挑優(yōu)秀的教學(xué)項(xiàng)目和案例，準(zhǔn)備充足而優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源。同時(shí)，要善于利用Python語言的開源代碼，不斷學(xué)習(xí)和提高個(gè)人的語言編寫能力和創(chuàng)新意識(shí)，并將其融入教育教學(xué)中，鼓勵(lì)學(xué)生開放創(chuàng)新，不斷學(xué)習(xí)，提高分析問題和解決問題的能力。

在學(xué)生學(xué)習(xí)成果評(píng)價(jià)過程中，基于OBE教學(xué)理念，不僅要注重基礎(chǔ)知識(shí)和編程能力的考核，還要針對(duì)基礎(chǔ)教學(xué)設(shè)計(jì)相應(yīng)的課程項(xiàng)目任務(wù)，并將項(xiàng)目任務(wù)完成情況納入到期末評(píng)價(jià)。在項(xiàng)目實(shí)施過程中設(shè)置多個(gè)考核任務(wù)點(diǎn)，記錄任務(wù)過程中遇到的問題，以及問題對(duì)應(yīng)的解決方法。建立基礎(chǔ)知識(shí)，項(xiàng)目考察，平時(shí)表現(xiàn)等多維度的考核制度，可以基本反映學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握效果，項(xiàng)目的分析解決能力以及學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和團(tuán)隊(duì)合作參與度等各方面的情況。根據(jù)學(xué)生的完成度效果，持續(xù)改進(jìn)教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)內(nèi)容，以達(dá)到更好的教學(xué)效果。

4 結(jié)束語

將OBE的教學(xué)理念引入到高職課程建設(shè)中具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。在當(dāng)今“互聯(lián)網(wǎng)+”以及計(jì)算機(jī)技術(shù)快速發(fā)展的背景下，如何培養(yǎng)計(jì)算機(jī)技術(shù)人才，提高學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)已經(jīng)成為每個(gè)計(jì)算機(jī)教育者必須面對(duì)的問題。以成果為導(dǎo)向，圍繞學(xué)生學(xué)習(xí)需求，社會(huì)發(fā)展需求設(shè)計(jì)Python語言編程課程是有效的教學(xué)方法。

參考文獻(xiàn)：

[1] 常建華，張秀再.基于OBE理念的實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建與實(shí)踐——以電子信息工程專業(yè)為例[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2021（S1）：87-92，111.

[2] 趙震奇.計(jì)算思維導(dǎo)向的五年制高職Python程序設(shè)計(jì)教學(xué)[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2020，16（35）：177-178，181.

[3] 呂勇，王桂娜，張?chǎng)?面向新工科的Python語言案例化教學(xué)探討[J].電子測(cè)試，2021（4）：117-118.

[4] 張智，黃俊澤.人工智能背景下的高職院校Python教學(xué)探索[J].數(shù)碼世界，2021（1）：257-258.

[5] 冀全朋，嚴(yán)海升.Python程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革與實(shí)踐——基于項(xiàng)目教學(xué)模式[J].西南師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2021，46（11）：90-95.

[6] 劉滿蘭，李建輝，關(guān)成斌.基于OBE理念的《Python程序設(shè)計(jì)語言》課程混合式教學(xué)方法探索[J].計(jì)算機(jī)工程與科學(xué)，2019，41（S1）：203-206.

[7] 聶轟.“新工科”背景下構(gòu)建OBE理念的Python程序設(shè)計(jì)教學(xué)研究與實(shí)踐[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2021，17（24）：208-209.

[8] 黃俊蓮，呂博學(xué)，段雪麗.基于OBE理念的教學(xué)改革與實(shí)踐——以“Python編程與實(shí)踐”課程為例[J].教育教學(xué)論壇，2021（13）：71-74.

【通聯(lián)編輯：王力】