Python程序设计课程混合式教学改革实践研究

2024-05-07 17:50庞丽英
大学·教学与教育 2024年3期
关键词:程序设计编程案例

庞丽英

摘  要:随着信息技术的飞速发展,Python程序设计课程的教学方式也在不断演变。文章深化了Python程序设计课程的教学模式,提供了一种更加灵活、多样的混合式教学实践方案。通过整合在线学习、小组项目、案例教学和校企合作等多种教学方法,使学生在学习中获得更全面的知识和技能。混合式教学模式能够有效地激发学生的学习兴趣,提升学习效果,培养学生的实际应用能力和团队协作能力,使其更好地适应信息技术发展的需要。

关键词:Python程序设计课程;混合式教学;改革实践

中图分类号:G642   文献标识码:A    文章编号:1673-7164(2024)08-0155-04

在信息技术迅速发展的时代,编程能力已经成为人们适应社会的重要内容。Python作为一门强大且易学的编程语言,正逐渐成为教育领域的焦点。然而,传统的课堂教学往往难以充分满足学生对实际编程技能的需求,亟须一种新的教学模式提升学生的学习體验。在此背景下,混合式教学作为一种融合了线上和线下元素的创新模式,为Python程序设计课程的改革提供了新的可能性。混合式教学将传统的面对面教学与现代科技有机结合,为学生创造了更加自主、互动和实践的学习环境。在线学习平台、团队合作、案例研究等元素相互交织,使学习不再受时间和空间的限制。

一、Python程序设计课程混合式教学实施思路

(一)在线学习平台的搭建与使用

在Python程序设计课程的混合式教学改革中,在线学习平台的搭建与使用成为关键一环,不仅为学生提供了便捷的学习途径,更为教师提供了有效的教学工具。通过在线学习平台,可以创造更为灵活的学习环境,使学生能够根据个人情况进行学习,充分发挥其能动性和自主性。[1]

首先,搭建一个功能完善、易于操作的在线学习平台至关重要。该平台应集成课程信息、教材、作业提交、讨论区等关键模块,以确保学生能够轻松获取所需的学习资源。在平台的界面设计上,应遵从简洁清晰的原则,使界面布局符合学生的使用习惯,从而让学生能够迅速掌握操作流程,减少因操作困难而产生的学习阻碍。具有良好互动性的平台不可或缺,这种平台能够支持学生之间进行相互交流、互助合作,也有助于学生与教师及时互动,为学生提供了丰富的学习交流途径。

其次,在线学习平台的使用需要教师的精心设计和管理。教师应明确每个模块的功能和用途,为学生提供详细的操作指南。教师还可以将课程视频、教学PPT等资源上传至平台,使学生能随时随地进行学习。此外,教师应设立在线答疑时间,及时回答学生的问题,保证学习过程的顺利进行。通过在线讨论区,学生不仅可以提问解疑,还可以互相分享学习心得和经验,形成学习共同体。

在线学习平台的使用可以辅助传统课堂教学。教师可以将一些基础知识的讲解置于在线平台上,鼓励学生在课前预习,以便在课堂上积极地参与互动和实践,这种方式使得教师可以将更多时间用于解答疑问、讨论案例中,并引导学生积极思考。教师还可以借助在线平台布置作业,鼓励学生在课后进行编程练习和知识巩固。通过监测学生在平台上的学习情况,教师能够实时了解学生的学习进展和掌握情况,从而为后续教学调整提供有力依据。

(二)线上线下教学内容的整合

在Python程序设计课程的混合式教学中,线上线下教学内容的整合是确保教学一体化、无缝衔接的关键环节。通过将线上学习资源与线下实践环节有机结合,可以使教学内容更加贴近实际应用,有利于增强学生的学习体验和提升应用能力。

首先,需要明确线上和线下环节的定位与分工。在线上环节,重点在于传授理论知识,提供详实的学习资料和预习材料,还能通过实例展示理论与实际应用的关联。而在线下环节,更强调实际操作,学生将在这个阶段进行编程实践、讨论交流并解决问题,真正将理论转化为应用,这样的分工使学生在理论与实践之间有机的切换,确保了知识的内化和技能的实际运用。通过线上线下教学内容的整合,学生能够在理论和实践的双重驱动下,全面掌握Python编程技能,并在实际应用中明晰知识的价值。

其次,在整合教学内容时,应避免简单地将线上内容和线下内容进行叠加,而是要通过有机融合,形成互相支持的教学结构。意味着要将线上和线下教学环节紧密连接,确保在课程中相互补充,形成一个连贯的学习过程。为实现这一目标,教师可以精心设计教学方案,如在线上环节布置实验内容,要求学生预先学习相关理论和操作步骤,这种方式有助于激发学生的学习兴趣,使学生在线下实践环节中能够更加专注和自信地进行编程实际操作,巩固所学理论知识,这种有机融合的教学模式使学生在实践中能够更好地理解并应用所学知识,为其编程技能的提升提供了有力保障。

教学内容的整合还需要强调学习过程中的连贯性和渐进性,意味着要确保在线上和线下教学环节之间的顺畅过渡,使学生能够逐步、有序地掌握所需的知识和技能。在线上环节,教师可以有意识地引导学生逐步掌握理论知识,培养基础技能。通过渐进式的教学方式,学生能够在稳定的基础上逐步提升学习能力,建立坚实的知识框架。在线下实践环节,学生需要将所学的知识应用到实际项目中,通过实际操作加深对知识的理解和运用,这种渐进性的教学模式不仅有助于学生学习自信心的建立,还能使学生在实践中不断巩固与拓展所学内容。

(三)学习资源的丰富化和多样化

课程资料的多样化是丰富学习资源的关键。在Python程序设计课程的混合式教学中,教师可以通过提供多种形式的课程资料,如详实的文字讲义、富有图文并茂的教材以及实验指南等,满足不同学生的学习偏好和需求,这种多元化的资料形式不仅能够增加学习的趣味性,还有助于提高学生的学习积极性。教师还可以引入专业书籍、学术论文等外部资源,以帮助学生深入理解知识的前沿与应用。通过将多样的资料资源融入教学中,可以为学生提供更广泛的知识视角,培养其批判性思维和独立学习能力,从而在Python编程领域取得更深远的发展。

多媒体资源的应用也是丰富学习资源的有效途径。在Python程序设计课程混合式教学中,教师可以充分利用多媒体手段,如录制精心设计的视频讲解,生动地展示复杂的概念和操作过程,这种视听结合的学习方式能够更加生动地呈现知识内容,激发学生的学习兴趣,协助学生快速地理解和掌握知识要点。通过图表、示意图等图像资源,可以将抽象的概念以直观的方式呈现,从而使学生更加容易理解和记忆,这种多媒体资源的应用能够有效提升学习效果,加强对知识的消化和吸收,使学生在Python编程领域获得更为深刻的理解和应用能力。

二、Python程序设计课程混合式教学改革实践方案

(一)通过小组项目,培养团队协作和沟通能力

在Python程序设计课程的混合式教学改革中,引入小组项目,可以极大地提升学生的团队协作和沟通能力。团队协作和沟通能力在现实生活和职场中扮演着至关重要的角色,在编程领域,也同样具有不可忽视的价值。[2]因此,借助小组项目,培养学生在编程过程中的协作与沟通能力,既有助于知识的深化,也有利于培养学生的综合素质。

首先,小组项目的设计应当注重学生之间的角色分配和任务安排。每个小组可以包括不同背景和技能的成员,以便在协作中发挥各自的优势。例如可以由编程能力较强的学生负责编写代码,由逻辑思维较强的学生负责项目规划,由善于沟通的学生负责项目协调。通过明确的角色分工,可以最大限度地发挥每个成员的潜力,实现协作的最佳效果。

其次,教师可以提供具体的项目主题,引导学生进行讨论和协商,确定项目的范围、目标和计划,在讨论过程中,不仅有助于学生创造性思维的发展,还能锻炼学生的沟通和协商能力。学生需要就项目方案达成一致,协商时间安排,共同解决可能出现的问题,可以帮助学生更好地理解团队合作的复杂性,培养团队精神和集体意识。在项目实施过程中,教师可以定期组织小组成员进行进度汇报和反馈交流,有助于学生及时了解项目的进展情况,及时解决问题,也能够让每个成员都有机会表达自己的想法和观点。[3]

例如教师要求学生以小组为单位合作开发一个简单的游戏应用程序。小组成员需要共同商讨游戏的题材、规则和界面设计。在项目实施的过程中,学生需要协同编写代码、解决漏洞、调整游戏难度等。在小组成员之间,需要分享自己的想法、听取他人的建议,并及时沟通项目的进展情况。项目结束后,每个小组需要进行演示和展示,要求学生在有限的时间内充分展示项目的成果。这种实践性的学习方式更加贴近实际,可以为学生将来的职业发展做好准备。

(二)采用案例教学法,提高学生学习编程的兴趣

案例教学法的核心在于选择与设计具有代表性的实际案例,案例可以来自不同领域,如游戏开发、数据分析、网络应用等,涵盖了编程在现实生活中的广泛应用。案例应具有一定的挑战性,能够引发学生的思考和探索,又不至于过于复杂,以确保学生能够逐步掌握相关知识和技能。

教师应以案例为基础,逐步引导学生分析问题、制订解决方案,并进行实际编程操作。在案例教学过程中,教师可以先通过详细的案例介绍,激发学生的兴趣,让学生看到编程在解决实际问题中的应用价值。教师可以逐步展示案例分析的过程,指导学生如何从问题中抽象出关键要素,如何设计程序结构和算法。在学生逐渐理解案例背后的编程原理后,教师可以引导学生进行实际的编程操作,让学生体验编程的乐趣。

教师可以通过引入变化和扩展,激发学生的创新思维。在案例的基础上,可以提出一些“如果……就……”的扩展问题,让学生思考如何在原有案例的基础上添加新的功能或改进现有方案。例如,在学生成绩管理系统案例中,可以提出如何添加学生自評功能,或如何设计数据可视化的模块等问题,这种扩展性的思考能够让学生更好地理解编程的灵活性和创造性,进一步激发学生的编程兴趣。

以设计简单的汽车租赁管理系统为例,学生需要通过编程实现汽车的租赁和归还功能,同时计算租金并生成租赁记录。在该案例中,学生不仅需要理解汽车租赁流程,还需要设计合适的数据结构和算法来实现各项功能。通过这个案例,学生可以将抽象的编程概念应用到实际场景中,体验编程的实用性和乐趣。在实际操作过程中,学生将会遇到各种问题,需要思考和解决,这有助于培养学生的问题解决能力和创新思维。[4]

(三)校企合作,共建实训教学资源

校企合作作为一种有效的教学改革方式,在Python程序设计课程的混合式教学中具有重要意义。通过与企业合作,共建实训教学资源,不仅能够让学生更好地了解知识应用场景,还能够使课程更具职业导向,从而培养学生的实际技能和就业竞争力。

校企合作可以帮助教学资源更贴近实际需求。企业通常对具备实际操作技能的人才有着更高的需求,而Python程序设计课程的目标之一就是培养学生的编程实践能力。通过与企业合作,学校可以了解行业的实际需求,将这些需求融入课程设计中,使课程更加贴近实际应用。例如,学校与软件开发企业合作,可以根据其项目需求,设计相应的编程实践项目,使学生在实际项目中进行编码,并解决问题。

校企合作可以为学生提供实训机会。通过与企业合作,学校可以安排学生参与企业的实际项目或实训活动。学生可以在真实的项目中应用所学的编程知识和技能,解决实际问题,体验真实的编程工作流程,这种实训机会不仅能够提升学生的实际操作能力,还能够培养学生的团队协作、沟通和问题解决能力。

学校可与某电子商务企业合作,共同开发一个电子商务网站。学生可以在项目中负责不同模块的开发,如用户登录、商品展示、购物车管理等。通过该项目,学生不仅学会了编程技术,还了解了电子商务领域的实际需求和流程。在与企业合作的过程中,学生与企业的工程师进行了频繁的沟通和协作,解决了实际项目中的各种问题。最终,学生开发出真实的电子商务网站,获得了宝贵的实际经验,提升了自身的实际操作能力和职业竞争力。

(四)以赛促教,实现技能大赛育人目标

在Python程序设计课程的混合式教学改革中,以赛促教是一种激发学生学习兴趣、培养实际技能的有效方式。通过参与技能大赛,不仅能够提升学生的編程水平,还能培养学生的团队合作、问题解决和创新能力。以赛促教可以在实践中将理论与实际紧密结合,为学生提供广阔的学习平台,使其在实际应用中不断成长。[5]

技能大赛作为一种竞争性的活动,能够激发学生的学习兴趣和动力。学生参与比赛既能够将编程技能用于解决实际问题,也能通过与其他学生的竞争,不断提高自己的水平,这种积极和谐的竞争氛围能够促使学生更加努力地学习,不断拓展自己的知识和技能,为取得优异的成绩付出努力。例如Python编程技能大赛要求学生在规定时间内完成一项具体编程任务,如开发一个简单的游戏或解决一个实际问题,这种比赛既考验了学生的编程水平,又锻炼了学生在有限时间内高效完成任务的能力。

技能大赛为学生提供了实际应用场景,让学生在实际问题中进行编程实践。通过参与比赛,学生需要将所学的编程知识应用到实际情境中,解决现实问题,这种实际应用的体验能够使学生更好地理解编程的实际价值,培养学生的问题解决能力和创新思维。同时,比赛还可以设定一些创新性的题目,鼓励学生尝试新的思路和方法,培养学生的创新精神。技能大赛可以要求学生设计一个能够通过图像识别实现人脸表情分析的程序,将编程与人工智能技术相结合,展示创新的应用。

例如,学生参与了全国性的编程大赛,要求设计一个智能家居控制系统。学生需要编写程序,实现家电的远程控制、定时开关等功能,要求界面友好、操作简便。在比赛中,学生不仅需要展示自己的编程水平,还需要考虑系统的实际使用场景和用户体验。在团队合作中,学生需要分工协作,将界面设计、程序编写、功能测试等环节有机结合起来。通过参与比赛的方式,学生的能力、思维均得到了发展。

三、结语

综上所述,通过混合式教学改革,Python程序设计课程不仅能够更好地满足学生的学习需求,还能够培养学生的实际应用能力和创新意识,为学生的职业发展奠定坚实基础。随着教育技术的不断发展和教学理念的不断创新,混合式教学模式将继续在Python程序设计课程中发挥重要作用,为培养更多优秀的编程人才做出积极贡献。

参考文献:

[1] 张铭璐,王丽丽. Python程序设计课程“线上+线下”混合式教学改革与实践[J]. 信息系统工程,2023(07):153-156.

[2] 周旭. 混合式教学模式下的“Python程序设计基础”课程教学改革探索[J]. 教育教学论坛,2023(18):49-52.

[3] 秦春波. Python程序设计通识课程混合式教学改革研究[J]. 黑龙江工业学院学报:综合版,2022(09):20-24.

[4] 柳青. 新商科背景下Python程序设计课程混合式教学方法与实践[J]. 电脑知识与技术,2022(20):133-135.

[5] 张雪莲. 以职业需求为导向的Python程序设计教学改革研究[J]. 计算机时代,2022(03):86-88+91.

(荐稿人:贺养慧,山西工学院副教授)

(责任编辑:黄文波)

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