Python語言程序設(shè)計教學(xué)模式探索
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【摘要】在金融國際班學(xué)生中開設(shè)程序設(shè)計課程的目的是培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力和創(chuàng)新能力，分析比較python語言的優(yōu)勢，提出課堂教學(xué)+課下討論，線上學(xué)習(xí)+線下實踐，課后作業(yè)+綜合項目等多種模式相結(jié)合的方式，從多個角度培養(yǎng)學(xué)生計算思維、解決問題的能力以及創(chuàng)新能力。
【關(guān)鍵詞】Python語言；課程改革；創(chuàng)新能力；解決問題的能力；計算思維
1背景
我校經(jīng)貿(mào)學(xué)院金融3+1國際班是在貫徹執(zhí)行國家教育方針的前提下，為了實施學(xué)校教育與國際教育接軌而開設(shè)的。目前，大學(xué)程序設(shè)計課程在國際班的教學(xué)無論是教學(xué)內(nèi)容還是教學(xué)方法都處于探索階段。2015級國際班程序設(shè)計課程依然沿用上世紀(jì)九十年代推廣的VisualFoxPro(VFP)，該語言已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)在大數(shù)據(jù)、云計算、互聯(lián)網(wǎng)+時代背景下，借助計算技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生計算思維、解決問題的能力以及創(chuàng)新能力。Python語言[1][2]是比C語言、Java語言、VB語言以及VFP語言更適合以應(yīng)用為主的大學(xué)非計算機(jī)專業(yè)學(xué)生，該語言是目前美國大學(xué)最受歡迎的程序設(shè)計語言。由于Python是一種解釋性的編程語言，其主要特點是輕語法、注重解決問題，非常適合我校金融3+1國際班學(xué)生在大學(xué)一年級時作為入門語言學(xué)習(xí)。在這樣的背景下，我們對我校2016級金融3+1國際班學(xué)生開設(shè)了Python語言程序設(shè)計課程，其出發(fā)點在于如何精心設(shè)計教學(xué)內(nèi)容培養(yǎng)學(xué)生的計算思維[3]？如何根據(jù)學(xué)生專業(yè)（金融專業(yè)），和未來學(xué)習(xí)特點（前三年在我校學(xué)習(xí)，第四年到英國學(xué)習(xí)），培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用程序解決與專業(yè)相關(guān)的實際問題的能力，同時激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力？
2教學(xué)模式的實踐
2017年春學(xué)期，Python語言程序設(shè)計課程首次在我校經(jīng)貿(mào)學(xué)院金融3+1國際班開課。我們課程團(tuán)隊以“培養(yǎng)計算思維”，“激發(fā)創(chuàng)新意識”，“提升創(chuàng)新能力”，“為專業(yè)服務(wù)”的宗旨，對課程的教學(xué)進(jìn)行了一些探索性的實踐。本課程共64學(xué)時，其中，理論課程40學(xué)時，每周4學(xué)時，上機(jī)實踐24學(xué)時，前八周每周2學(xué)時，后兩周每周4學(xué)時。
2.1學(xué)習(xí)Python基礎(chǔ)語法
課程選用教材為北京理工大學(xué)嵩天老師編寫的《Python語言程序設(shè)計基礎(chǔ)》第2版[4]。在有限的學(xué)時內(nèi)快速使學(xué)生入門并較好的理解并掌握基本語法知識至關(guān)重要，為后續(xù)學(xué)生盡早應(yīng)用Python語言解決實際問題，培養(yǎng)計算思維和創(chuàng)新能力、創(chuàng)新意識打下基礎(chǔ)。我們將語法點融入到具體的實例中，逐步引入，重點講解的例題包括：溫度轉(zhuǎn)換；Python蟒蛇繪制；天天向上的力量；身體質(zhì)量指數(shù)BMI。
2.2利用中國大學(xué)MOOC
為了學(xué)生能夠在課下進(jìn)行有效的自主學(xué)習(xí)，彌補(bǔ)課上學(xué)習(xí)的不足，我們引入了北京理工大學(xué)嵩天老師教學(xué)團(tuán)隊在中國大學(xué)MOOC上開設(shè)的Python語言課程[5]。學(xué)生在學(xué)習(xí)中遇到問題時，可以通過反復(fù)觀看中國大學(xué)MOOC上的視頻和課件資源。積極有效的利用網(wǎng)絡(luò)資源，并鼓勵學(xué)生參與線上討論，進(jìn)一步激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，改變了學(xué)習(xí)模式。
2.3利用開放實驗室項目
為了配合這次教學(xué)改革，更好的培養(yǎng)學(xué)生的計算思維和創(chuàng)新意識，基于程序設(shè)計解決實際問題，本課程從第10周開始，進(jìn)行為期32個學(xué)時的開放實驗室項目綜合實驗，主要圍繞各個類庫的應(yīng)用，給出學(xué)生多個題目，開展一些綜合的小型項目的開發(fā)，并撰寫項目實驗報告。學(xué)生為完成綜合開放項目進(jìn)行積極選題，體現(xiàn)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。從選題來看，應(yīng)用Pygame類庫和Matplotlib類庫的學(xué)生較多。在完成實驗的過程中，學(xué)生們從積極選題開始，小組討論，類庫的安裝，代碼的逐步調(diào)試，這一過程提升了學(xué)生解決實際問題的能力，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新能力，創(chuàng)造能力，達(dá)到了課程的目的。
2.4其他嘗試
興趣是學(xué)習(xí)最好的老師，在課程進(jìn)行階段，我們進(jìn)行了兩次問卷調(diào)查：課程開始階段以及課程結(jié)束階段。在問題1“學(xué)習(xí)Python過程中，你是更喜歡線上學(xué)習(xí)還是教師課堂講授”？在問題2“你認(rèn)為在學(xué)期末完成的開放實驗室項目中，自己的能力是否得到鍛煉？”從圖1可以看出，就學(xué)習(xí)方式而言，60.98%的學(xué)生支持課堂講授和線上MOOC相結(jié)合的方式；86.36%的學(xué)生在綜合項目實驗過程中，創(chuàng)新能力得到提升。
3結(jié)論與反思
Python語言程序設(shè)計課程于2017年春首次在我校金融3+1國際班開設(shè)并取得了良好的效果，大部分學(xué)生認(rèn)為該課程的學(xué)習(xí)對于進(jìn)一步學(xué)習(xí)其他軟件并解決實際問題有很大幫助。在今后的教學(xué)過程中，我們還可以嘗試多種手段激發(fā)學(xué)生的興趣，并形成團(tuán)隊文化，例如借助班級博客，建立班級微信公眾號等形式，實時更新課程的最新信息，同學(xué)的學(xué)習(xí)進(jìn)程。
參考文獻(xiàn)：
［1］嵩天,李鳳霞,蔡強(qiáng),等.面向計算思維的大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)內(nèi)容改革［J］.計算機(jī)教育,2014(3):7-11.
［2］李鳳霞,奚春雁,彭遠(yuǎn)紅.計算思維廣泛落地于大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)的有效途徑［J］.計算機(jī)教育,2014(11):1-21.
［3］陳國良,董榮勝.計算思維與大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教育［J］.中國大學(xué)教學(xué),2011(1):7-11.
［4］嵩天,禮欣,黃天羽.Python語言程序設(shè)計基礎(chǔ)［M］.2版.北京:高等教育出版社,2017.
［5］嵩天,黃天羽,禮欣.Python語言程序設(shè)計［EB/OL］.［2017-03-01］.
作者：馮艷紅 王楠 許冀偉 單位：河北地質(zhì)大學(xué)信息工程學(xué)院