探究融合理論和實踐的Python程序設計課程思政建設

【摘 "要】 在當今信息時代，計算機編程已經成為一項基礎技能，而培養學生的思想政治覺悟和創新能力同樣不可或缺。融合理論和實踐的Python程序設計課程將通過編程實踐引導學生思考社會問題、價值觀念，強化學生的社會責任感和創新精神。文章旨在探討如何將思想政治教育與Python編程技能培養相結合，為學生提供更全面、深入的教育體驗。

【關鍵詞】 融合理論；Python；思政建設

一、Python程序設計課程思政教學思路

在思想政治理念下，Python語言程序設計的教學應注重理論與實踐的有機結合，旨在培養學生的綜合素養和創新思維。為達到這一目標，教學方法上應采用多元化的策略，以學生為主體，激發學生的學習興趣和能動性。首先，案例教學法是一種有效的教學手段。通過引入現實生活中的案例，將抽象的編程概念與具體的問題場景相結合，使學生能夠更深入地理解和應用所學知識。案例教學法可以培養學生的問題解決能力，讓他們從多角度思考，探索不同解決方案，并加深對思政理念的理解。其次，分組討論法能夠激發學生的合作意識和團隊協作能力。通過分組討論，學生可以共同思考問題，分享不同的見解和觀點。這種方法有助于培養學生的批判性思維和辯證思考能力，使他們更好地理解思政理念，并將其應用于實際編程中。另外，采用程序驗證法可以讓學生通過實際編碼實踐，驗證和鞏固所學的知識。通過編寫程序解決實際問題，學生可以鍛煉自己的邏輯思維和創新能力。這種方法強調實踐操作，有助于學生更深刻地理解思政理念的內涵，并將其運用于實際應用中。

二、理論課程中的思政元素

（一）Python概述的思政設計

Python語言概述章節旨在向學生介紹Python編程語言的發展歷程以及我國軟件行業的現狀，同時引入了谷歌等美國企業對中國企業的打壓案例，強調學生努力學習科學文化知識的重要性，以此為基礎培養他們的創新思維和競爭力。

Python作為一門廣泛應用于軟件開發和數據科學領域的編程語言，經歷了多年的發展，逐漸成了全球范圍內最受歡迎的編程語言之一。我國軟件行業也在不斷壯大，取得了顯著的發展成就，成為國家經濟的重要支柱產業之一。然而，國際競爭中的一些案例也值得人們深思。近年來，一些美國企業，特別是谷歌等巨頭企業，曾無端對我國企業進行打壓，制造了不必要的困難。這些案例提醒人們，盡管我國在軟件技術和創新方面取得了重要進展，但仍需時刻保持警惕，增強自身的核心競爭力。

為應對這一挑戰，培養學生具備堅定的科學文化知識和創新思維尤為重要。只有通過深入學習科學、技術、文化等領域的知識，才能夠培養出有能力在國際競爭中勝出的人才。正如“少年強則國強”所言，每個人的努力都將為國家的強大貢獻一份力量。

（二）變量和數據類型的思政設計

通過深入理解變量和數據類型，教師能夠從思想政治的角度培養學生的社會責任感和職業操守。在編程世界中，變量和數據類型扮演著關鍵角色，而在社會中，行為也需要合適的變量和數據類型來表達人們的價值觀和決策。這個思政設計的目標在于將這兩個領域聯系起來，引導學生樹立正確的價值觀和職業道德，使他們成為有社會責任感的合格開發者。在編程中，變量是存儲數據的容器，數據類型決定了數據的性質和操作方式。同樣，在現實生活中，人們行為和決策也是基于一定的價值觀和道德準則。在編程中，人們選擇合適的變量和數據類型來反映問題的本質，同樣，人們的行為也應該與人們的價值觀相符。例如選擇適當的數據類型可以避免數據丟失或溢出，而堅持正確的價值觀可以避免決策的錯誤或傷害。與此同時，編程中的變量命名規則和良好的職業操守之間存在聯系。合適的變量命名可以增強代碼的可讀性和可維護性，而正確的職業操守可以建立聲譽和信任。在編程中，命名變量時要注重描述性，以便他人理解代碼意圖。同樣，人們的行為也應該誠實和透明，以贏得他人的信任。

（三）流程控制語句的思政設計

流程控制語句在編程中具有重要作用，而通過思政設計，可以將其與社會價值觀有機結合，引導學生培養合作、公平、正義等品德，同時發展判斷力和決策能力。編程中的流程控制語句包括條件判斷、循環和分支，它們決定了程序的執行路徑。類比于社會生活，人們的決策和行動也需要一定的判斷和選擇。人們可以引導學生思考如何在編程中體現判斷力，同時如何在社會中做出明智的決策。通過編程，學生可以體驗到不同決策對結果的影響，從而培養出更好的判斷力。

循環語句代表堅持不懈的精神，類似于堅持追求目標的品質。通過編程實現循環，學生能理解持續努力如何達成目標，進而將這種價值觀應用于現實生活中。分支語句則對應于在面對多種情況時做出公正決策的能力。人們可以引導學生思考如何通過分支語句在編程中實現公平和正義，然后將這種思維應用于日常選擇和社會責任上。

（四）常用數據結構的思政設計

通過教師的講解，學生可以通過組合數據類型（如列表、字典、元組、集合）的實例理解部分與整體的關系。這種關系類似于在社會中將個體組合成團隊，將小部分匯聚成大整體，形成協同合作的局面。在編程中，列表中的元素、字典中的鍵值對、元組的組合以及集合的成員都代表了部分，而整個數據類型則代表了整體。學生通過編程實踐，可以體會到將不同數據類型組合在一起如何形成更復雜的數據結構，正如在社會中協作可以創造更大的價值。這樣的教學設計不僅幫助學生掌握了編程技巧，還培養了他們從整體和部分角度思考問題的能力，讓他們能夠更好地應對復雜的現實和編程挑戰。通過將編程知識與社會價值觀有機結合，學生將更好地理解如何將部分整合為整體，培養協作和創新的能力，為未來的職業和步入社會做好準備。

（五）函數與模塊的思政設計

教師通過介紹函數與模塊的基本語法和設計方法，將引導學生思考如何利用計算機解決實際問題，以及如何管理龐大且復雜的應用問題。通過教授函數與模塊的基本語法和設計方法，教師旨在啟發學生思考計算機在解決實際問題中的應用和管理。函數是將代碼邏輯組織起來并復用的關鍵方式，而模塊則進一步將代碼分離和組織成更大的單元，有助于應對復雜的應用問題。在教學過程中，教師將介紹函數的定義、參數傳遞、返回值等基本概念，以及如何設計良好的函數來解決特定問題。同時，教師將引導學生思考如何將不同函數組合在一起，以構建一個完整的程序，從而解決更大規模的實際問題。隨后，教師將探討模塊的概念和設計原則，以及如何將相關的函數和數據組織成一個模塊。通過引導學生設計和創建自己的模塊，教師將促使他們思考如何管理代碼庫，以便在日后開發龐大和復雜的應用時能夠輕松維護和擴展。

（六）文件處理的思政設計

教師通過教授輸入與輸出的操作，旨在培養學生對文化修養、道德修養、計算思維和編程思維等方面的注重，從而實現為社會輸出人生價值，為國家發展貢獻力量的目標。

在教學過程中，教師將詳細介紹輸入和輸出的概念和操作，強調數據的流動與交互如何成為計算機編程的基石。同時，教師將引導學生思考，就像計算機需要正確輸入數據以產生有效的輸出結果一樣，個人的內在修養、道德價值觀等也是為社會輸出有益價值的重要“輸入”。教師將通過具體案例和實踐練習，幫助學生理解“輸入”和“輸出”的比喻在個人發展中的意義。通過編程思維的培養，學生將逐漸習得分析問題、創造解決方案和有效溝通的能力，這也是為社會“輸出”有益價值的方式。教師將強調學生不僅要關注自身技術的提升，還要注重自身的文化修養和道德價值觀，使自己在為社會輸出人生價值時能夠有更廣泛的影響。這種教學方法將幫助學生形成全面發展的觀念，將個人修養、社會責任和國家發展緊密結合，為未來的人生道路和社會貢獻奠定堅實基礎。

（七）面向對象編程的思政設計

通過面向對象的程序設計，教師將引導學生探索問題背后的本質，并學會將問題從特定情境推廣到更普遍的情況。這種方法強調從特殊情況出發，逐步抽象出共性，最終建立通用的解決方案。在教學過程中，教師將首先介紹面向對象的基本概念，如類、對象、繼承和多態等。然后，通過具體案例和實際編程練習，教師將引導學生從一個特定的問題入手，通過抽象、封裝和模塊化等方法，逐步將解決方案推廣到更廣泛的范圍。通過面向對象的程序設計，學生將能夠更深入地理解問題的本質，從而能夠更好地解決各種復雜的情況。這種從特殊到一般、從具體到抽象的思維方式將培養學生的抽象思維能力和問題解決能力，使他們能夠在不同領域應用所學知識，為未來的職業和社會發展做好準備。通過將面向對象的程序設計與思維培養相結合，學生將能夠更好地理解問題的本質，培養解決問題的能力，并為個人成長和社會發展作出積極貢獻。

三、實踐課程中的思政元素

（一）課程實踐項目

在數據分析項目的實踐中，教師通過統計習近平總書記重要講話片段中關鍵詞（如“中國共產黨”“人民”“抗疫”等）的出現次數、頻率以及上下文情境，旨在培養學生的數據分析能力和深入思考能力。教師首先會向學生介紹數據分析的重要性以及在現實生活中的廣泛應用。接著，教師將選取習近平總書記的講話片段作為案例，引導學生通過對文本數據的分析來深入探討其中的關鍵信息。在分析過程中，教師將引導學生采用計算機編程工具（如Python）來處理文本數據。學生將被要求編寫代碼，實現關鍵詞的提取、計數和頻率統計等功能。通過這些數據分析技能的應用，學生將能夠更好地理解數據處理和統計分析的方法，以及如何從大量數據中提取有意義的信息。重點在于關鍵詞的出現次數和頻率分析。教師會指導學生使用編程工具進行關鍵詞的提取和統計，同時也會讓學生注意關鍵詞出現的上下文情境。這有助于學生更深入地理解這些關鍵詞在講話中的重要性，以及它們所涵蓋的主題和觀點。

（二）課程思政案例

教師可以通過比較迭代和遞歸兩種方法解決斐波那契數列問題，引導學生思考不同思維方式的優缺點。通過討論貪心算法和動態規劃在背包問題中的應用，培養學生權衡不同解決方案的能力。通過分析二分查找算法的原理，引導學生思考數據有序性對算法效率的影響。探討圖算法如廣度優先搜索和深度優先搜索在社交網絡分析中的實際應用，培養學生將抽象概念應用于實際問題的能力。介紹機器學習算法如樸素貝葉斯在垃圾郵件分類中的應用，讓學生理解算法如何從數據中學習模式。探討并行計算和多線程編程在加速計算任務中的應用，引導學生思考如何充分利用計算資源。分析數據庫查詢優化策略和索引設計原則，讓學生理解如何提高數據庫查詢性能。

多重循環嵌套在計算機科學中的應用可以通過數學家張丘建最先提出的“百錢買百雞”問題來進行項目實踐訓練。在這個案例中，教師可以引導學生思考如何利用多重循環嵌套來解決這個問題，同時強調科技的力量和計算機在實際問題中的應用。通過編程實踐，學生將能夠更好地理解多重循環嵌套的原理和應用，培養解決復雜問題的能力。

四、結語

在課程中，學生不僅學會了Python編程的基本知識和技能，還通過項目實踐深入理解編程思維在解決實際問題中的應用。通過案例分析和討論，學生逐漸培養了從多角度思考問題、分析問題的能力，同時也加強了對社會倫理、科學精神和創新驅動的理解。總之，融合理論和實踐的Python程序設計課程思政建設旨在培養德智體美勞全面發展的社會主義建設者和接班人。通過培養學生的編程技能、創新意識和社會責任感，人們希望學生能夠在日后的學習和工作中，積極投身科技創新、社會發展，為實現中華民族偉大復興的中國夢做出貢獻。

參考文獻：

［1］ 陳紅陽，何杰，何盈盈. “Python程序設計”課程思政教學探索［J］. 工業技術與職業教育，2022，20（05）：64-68.

［2］ 吳舒展，潘保國，熊運鴻，等. 課程思政理念下數據科學與大數據技術專業課程建設與實踐——以Python語言程序設計課程為例［J］. 中國現代教育裝備，2023（11）：113-115.

［3］ 李焱，王倩. Python語言程序設計課程思政建設的路徑探索［J］. 青海教育，2022（11）：55-56.