Python程序设计在应用型本科中的教学模式探索

一、引言

应用型本科教育首要任务是培养面向生产、管理和服务一线工作的、具有较强的实践能力和创新精神的应用型人才，程序设计能力是这种人才知识结构的核心内容之一，Python 因为上手简单、易学易懂、用途广泛（目前主要是Web 开发、数据分析、人工智能、科学计算、网络爬虫）等优势而被大家公认是适合于应用型本科程序设计课程的教学语言。

然而，当前很多高校都在使用传统模式进行Python 程序设计的教学，在课堂上多注重于向学生传授语法细节方面的知识，但往往忽略了对Python 语言的理解，结果便只能记住一些语法规则，却不能很好地应用于解决实际问题，导致出现“知行分离”现象。

二、当前应用型本科 Python 教学面临的主要问题

1.教学目标偏离应用导向：很多课程的教学目标还是偏向于让学生掌握Python 的语法规则，没有做到联系实际行业运用去教授相关内容。

2.教学内容陈旧，案例不够典型，书本和课堂上的教学案例都是“鸡兔同笼”、“斐波那契数列”这种经典的老问题，不能让学生真切地看到Python 在现实生活中的应用。

3.教学方法单调，学生主体地位缺乏体现，“教师讲，学生听”的填鸭式教学方式仍占主导地位，学生仅处于被动接受的地位。

4.实践教学环节的实践少，项目的训练不够多。没有形成一以贯之、规模适度的大项目。学生缺乏自始至终进行完整的软件开发生命周期的项目训练的机会。

5.考核形式过于单一，一般为期末进行笔试，考试考查学生的语法及理论知识等。无法全面、客观地衡量学生的实际编程能力、项目实践能力和持续学习能力。

三、面向应用型本科的 Python 教学模式构建结合本课题的问题，笔者提出了一种“项目驱动”的多维度综合教学模式。

（一）核心思想：项目驱动教学法

所谓项目驱动教学就是以一项或几项完整项目的任务作为中心线索，在教学过程中开展教学活动，让学生在完成项目的过程中自主地学习和掌握有关的知识。

1.真实性：项目的来源或者是可以完全模拟真实世界的需求。

2.层次性：按照由简入繁的原则安排项目的设计思路，把一个学期分为“基础小项目>模块化项目中项目>综合大项目”这样的三个阶段进行。

3.趣味性与挑战性：项目的主题要能吸引学生的兴趣，需要有一定难度。

（二）教学模式的具体实施路径

1.教学内容重构：将“语法章节”改为“应用

破除以往依据语法知识点编排的顺序，把教学内容按照下列各个应用模块重新整合。

（1）模块一：Python 基础以及数据自动化处理的课程，学习变量、数据类型、流程控制、函数、文件操作等内容，项目的任务是做“文本词频统计”，或者“自动整理电脑桌面文件”。

（2）模块二：数据获取及清洗，学习使用Requests、BeautifulSoup 等抓取技术，并且进行“网络爬虫抓取特定信息并存入 Excel”的项目训练。

（3）模块三：数据分析和数据可视化，学会使用NumPy、Pandas、Matplotlib 等库，项目任务是“某电商平台销售数据分析与图表生成”。

（4）模块四：入门Web 应用开发，学习Flask 或Django 的基础知识，项目任务：完成“开发一个简单的任务管理 Web 应用”。

运用模块化重组法，使语法知识在实际的应用环境中得到“无形”的吸收与内化。

2.教学方法创新：线上与线下混合式分层教学。

（1）线上环节（课前）：借助MOOC、雨课堂等平台，把语法基础知识以及概念性的内容制作成微视频或文字性材料，让学生课前自主学习。

（2）线下环节（课中）：在课堂上，采用“项目工作坊”，由教师引导、辅导的形式开展项目研讨、代码审阅、小组合作、难易度攻克等工作；

（4）分层教学实施：对学生的水平差异给予承认，给学有余力的学生安排“进阶任务”与“拓展阅读”，给基础薄弱的学生安排“基础巩固练习”与“一对一辅导”。

3.实践体系强化：贯穿始终的“三级项目”训练。

建立健全“基础综合创新”三级项目实践体系。

（1）一级（基础验证性项目）：每个教学模块都要求学生独立完成。

（2）二级（课程综合性项目）：在综合运用了前面所学知识的基础上完成，如“基于爬虫和数据分析的影评情感分析系统”，主要培养学生在此阶段能够掌握一定的系统设计能力，锻炼团队协作能力。

（3）三级（课外创新性项目）：鼓励学生把课程项目与“大学生创新创业训练计划”、“中国大学生计算机设计大赛”等学科竞赛对接起来，培养学生创新创业意识和科学研究潜能。

4.考核评价改革：过程性的、多层次的综合评价方式。

（1）考勤 (10%) ）

（2）平时表现 (15%) ）：含有线上学习进度、课堂参与度以及提问讨论等事项。

（3）实验与项目 (25%) ）：其核心考查的是：一级项目报告、代码（占 10%) ）；二级项目小组贡献、项目报告、代码质量、答辩情况（占 15%) 。

（4）期末考核 (50%) ）：期末考核形式可改为“上机项目实战”。

四、教学模式实施的保障与挑战

（一）保障措施

1.师资队伍建设：要求教师们本身便要具有项目开发的经验，可以通过安排本校教师到企业里挂职锻炼。

2.教学资源建设：建立匹配新模式的教学资源；保证实验机房稳定的Python 开发环境。

3.平台技术支持：在线学习管理平台和代码托管平台（如Git）能够为开展混合式教学及项目协作提供条件。（二）面临的挑战

1.教师角色转型压力：教师要由“知识的传授者”转变成“学习的引导者和设计者”。

2.学生适应性挑战：让那些习惯于被填鸭式教育的学生产生探索性项目学习的兴趣会

3.项目管理的复杂性：小组项目中可能会出现“搭便车”的现象，要设计出更为精细的个人贡献度评价方式，例如：组内互评、代码提交日志分析等。

五、结论

对于应用型本科来说，除了有必要进行 Python 程序设计课程教学改革外，“教语法”已是将就，“育能力”才是真正目的。“项目驱动”的方式结合分层教学、线上线下相结合、多元化评价等举措，把教学重点由“教语法”彻底转变为“育能力”，尽管本文提出的课程教学模式有待完善，但由于契合了应用型人才的内在培养规律，因此能够在一定程度上提高应用型本科计算机基础教学质量。