混合教学模式下Python程序设计教学改革研究与实践

计丽娟 唐琳 崔容容

摘 要：Python程序设计是智能移动开发专业的核心课，也是全国计算机等级考试的二级科目。本文讲述了该课程现状及教学存在的问题，通过这些问题重点讨论对Python程序设计课程教学改革的一些初步想法，从而更有效地培养学生学习兴趣、实践能力以及自学的主动性，进一步培养学生计算思维，解决实际问题的程序设计思路，培养复合应用型人才。改变传统教学模式，结合微信和MOOC等网络平台，创建线上、线下融合的新型教学模式，提高了课程教学效率与教学质量。

关键词：Python课程;教学改革;微信平台;MOOC平台;泛雅平台;混合教学模式

中图分类号：G642.0  文献标识码：A  文章编号：1673-260X（2021）02-0098-04

Python程序设计是面向计算机类相关专业开设的专业课程，对于学生来说，在已经学过C语言、Java语言的基础上，为什么还要引导学生学习Python语言？这就需要先了解一下什么是Python，以及目前Python在计算机语言界的地位。Python是一种跨平台、开源、免费的高级动态解释型编程语言，是一种支持函数式编程和面向对象的胶水式脚本语言。其应用领域非常广泛，从普遍的web开发到高难度的人工智能领域，Python都可以胜任，比如知乎、豆瓣等很多著名的网站都是用Python开发的。Python除了在web开发、运维、游戏开发等领域广泛应用外，还被大数据、人工智能、区块链、云计算等领域广泛使用，尤其是在人工智能领域中的机器学习、神经网络、深度学习、自然语言处理、计算机视觉、语音识别、模式识别等方面有着广泛的应用，可以说，Python是目前人工智能领域最火的计算机编程语言。

该课程是我校面向计算机相关专业学生开设的核心课程，总学时96，理论学时64，实践学时32。前几年，刚开设Python的时候，教学中，存在的主要问题是，学生接触编程不久，对编程语言的理解能力不强，动手实践操作能力相对较差，课上教师主要讲解课本内容，没有足够的课上时间让学生分析、解决、反馈、总结问题，导致学生课上积极性不高，教学质量不高。因此，课程组经过为期一年的改革，针对Python程序设计课程教学中存在的问题进行了有效的改革，全面革新了培养方式，优化了教学方法，从外延到内涵进行了一场彻底的大变革。经过一年的改革与实践，这门课程的教学方式已经焕然一新，教学效果有了明显的变化和可喜的成果，本文就前期进行的一系列改革进行了归纳总结。

1 前期Python课程教学中的主要问题

Python语法简洁清晰，与C语言系列和Java等语言相比，Python更加容易学习和使用。像这种编程的课程，仅靠课堂上的时间学习是远远不够的，学生需要大量的练习来锻炼自己的思想和熟悉Python编程模式。在课堂教学中主要还是以教师讲授为主，讲授与实践相结合的教学模式。因课上时间有限，大部分学生实践练习时间少，无法充分掌握课上内容。由于学生缺乏自主学习能力，课下对教师布置的作业完成率不高，也不能与教师及时进行沟通，又很少进行预习和复习，学习效率低、效果差。

2 提高学生的学习兴趣，培养学生自主学习能力

首先让学生了解为什么要学习Python及学习的重要性，Python是近年来最流行的编程语言之一，其清晰的语法和可读性使其成为初学者的完美编码语言。结合其他课程内容，比如，数据库、数据结构、前端、Linux等，设计项目案例，使用Python语言进行项目开发，让学生明白Python都能做什么，从而培养学生的学习兴趣及主动性。

3 改革教学目标

地方本科高校提出复合应用型人才培养模式，研究探索基于复合应用型人才培养的素质体系、知识体系和能力体系的构建。Python的课程要利用全新的教学体系和教学模式，从而提升学生学习编程的兴趣，提高程序设计课程的教学效果，培养学生的创新能力与逻辑思维能力。以前通过这门课的学习，学生只是具有用Python編写基本程序的能力。而现在要求学生根据程序的功能需求，建立面向对象框架，基于常用类库，使用Python语言编程并调试，最终实现程序功能。为使这门课程更具实践性和应用性，学生通过严格、规范的实践教学，提高解决计算问题及程序设计的思维和能力。

该课程的目标是使得学生能够理解Python的编程模式（命令式编程、函数式编程），能熟练运用Python运算符、内置函数以及列表、元组、字典、集合等基本数据类型和相关列表推导式、切片等特性来解决实际问题。熟练使用正则表达式处理字符串，使得学生能够掌握不同领域的Python扩展模块并能够解决大数据处理、图形图像处理、多线程编程、数据库编程、网络编程、逆向工程与软件分析、科学计算可视化等领域中的实际问题。培养学生的代码优化与安全编程意识，具备高级语言程序设计能力，并能熟练应用Python编程环境进行Python语言的编写、编译与调试，达到能应用Python语言解决一般编程问题的水平和解决实际问题的能力。通过推动Python教育教学方式改革，提升Python教学的教学质量与教学效率。

2 教学内容改革

我校Python程序设计课程共96课时，其中理论课64，实践课时32，根据学时和学分安排，将课程内容分为入门篇、提高篇和实战篇。入门篇介绍了开发环境、基础语法、数据类型和变量、内建函数、程序结构、函数等内容，入门篇基本上是基础知识，大部分内容的概念和其他语言的概念相同，只是在语法和用法上有些区别，因此本部分内容主要以学生自学为主，教师主要讲解一些难以理解或者和其他语言差别较大的知识点;提高篇在基础篇的基础上进行了拓展和提高，主要内容有面向对象编程、网络编程、数据库编程、异常结构处理、文件操作等，是开展一些实践中经常使用的高级主题的入门教学，目的是扩展学生的知识面，掌握更多实践应用技能;实战篇主要通过七个实验案例让学生体会Python开发的具体流程，通过作业和练习，锻炼学生使用Python语言解决实际问题的能力，让学生结合案例任务加深对Python高级应用的理解，并为理解和运用其他扩展库的使用和开发奠定基础。

3 教学方法改革

3.1 微信平台的使用

中国互联网信息中心第44次《中国互联网络发展状况统计报告》分析，截至2019年6月，我国网民使用手机上网的比例达99.1%，较去年提升0.5%，手机网民规模达8.47亿，较2018年底增长2984万。

经过对2019级四个班级104名学生进行调研发现，拥有智能手机的学生达到100%，其中99%的学生对微信软件使用频率较高，因此我们可以充分使用微信平台，实现课程内容的上传，推送和查找。课堂教学对象是全体学生，学生之间存在差异，层次参差不齐，能力略差的学生往往被忽视和无法顾及，利用微信平台互动方式，老师可以对某个学生和某类学生进行有针对性的教学，利用课下时间提高学生的知识水平。

微信可以在后台对用户进行跟踪，查看用户对推送消息的浏览情况，通过浏览数据的统计了解学生的课下学习情况。保证了教学的时效性，以前学生在课下遇到的问题只能在课上请教老师，这就造成了学生遇到的问题不能及时得到解答，微信的及时沟通功能却可以很好地解决这一问题，从而提高了教学的时效性。

3.2 MOOC平台的使用

为了培养复合应用型人才，在传统教学中可结合MOOC教学模式，培养适应当前时代发展的创新型人才，让学生学有所用，积极探讨以学生为主体、因材施教、注重个性发展的教学模式。开展传统教学和基于慕课的混合式教学改革，能强化学生的深入自主的学习，提高学习能力、实践能力和创新能力的培养，使其达到素质、知识、能力协调发展的复合应用型人才培养的目的。慕课平台能弥补传统教学的不足。课上时间有限，讲授结合实践时间安排已经很满，这种情况下完全可以利用学生课下的时间，利用MOOC平台进行课下学习，表现形式新颖生动，有些知识点的讲解可以借助提前设计好的案例、录制的多媒体影像、动画等手段，让学生能够更好地理解抽象事物，引发学生浓厚兴趣。MOOC的表现形式丰富多样，可以将单一、枯燥的知识形象化、具体化，更加生动地展现给学生，让学生耳目一新。由于MOOC独特的优势，促使学生利用课余时间有效学习，扩展学生的专业和综合知识。在MOOC浏览更多的学习资源，布置的作业定期上传到MOOC平台上，学生完成能与教师进进行及时的交流、探讨。学期末可以在平台上进行线上测试，用来查看学生的学习效果。

3.3 泛雅平台的应用

在校的部分老师已经开始尝试应用混合教学模式，线上教学和线下教学相结合能提高教学质量。对于线上教学，本校老师更多使用的是学校的泛雅平台，以泛雅平台作为主要线上教学载体，目前全国很多院校都在用泛雅平台进行线上教学，该平台以研讨授课、慕课授课、直播授课、录播授课等为教学手段，以学生自学为主要学习方式。以《Python程序设计》这门课为例，在平台上首先要建课。要有与本科目相关的教学资源，是混合式教学模式教学环节当中非常重要的一部分，适合混合式教学模式的教学资源，既要适合于教学，又能够实现资源的价值。所有的资源都是用来对学生进行服务的。本校任课教师利用泛雅平台上的教学示范包建课或者自己创建课程，将课件或者视频上传到课程章节，并设置成任务点。每一章节教授完后可以進行章节测试，该测试可作为任务点。任课教师可以通过统计功能查看学生有没有按要求完成任务，学生的学习轨迹会被很好的追踪记录。其次，形成师生互动、生生互动。教师可以很好地把握学生的学习过程，依据学生的学习情况和课程要求给学生布置任务，根据学生的不同特点和接受能力，凭借自己的教学经验为学生讲解知识、解决疑惑，形成师生互动。同时，结合线上学习和学生的自主学习来达到生生互动，甚至鼓励学生通过线上与他人的互动来拓展眼界、获得新的思路。在进行线下教学前，任课教师可以通过线上泛雅平台提前给学生发通知，告知下次课学习的任务，学生在线上自学的基础上带着问题上课，为线下教学做好充分的准备。在线下授课时可充分使用平台中的相关模块，比如课堂活动中的签到、投票、选人回答问题、抢答、随堂练习、问卷调查、主题讨论等等。教线下教学与线上的课堂活动充分结合，能调动起学生上课的积极性，改善学生的上课状态。再次，可通过线上布置作业，作业的形式可事先设定，学生能随时随地的通过平台接收或是完成作业。在泛雅平台中还有一个重要的模块——资料，可将重要文献、电子图书，学习资料放入里面，可供学生学习。最后，可设置考核权重，在成绩管理里进行权重设置，通过学生使用泛雅平台的频率和模块完成情况来确定考核成绩，可将线上考核成绩加到平时成绩中。线上教学效果如何，可查看课堂报告，记录着学生线上的情况。线上教学设计模型如表1所示。

线上教学的主要任务是任课教师根据学生的问题和泛雅平台统计的数据反映的问题有重点地进行线下和线上辅导答疑等，结合线下教学活动，在保障教学质量的基础上完成教学任务。

3.4 混合模式教学

混合模式是为了更好地实现教学目标，将线下教学与在线学习系统有机地结合起来，实现完整的教学过程的一种教学方式。混合教学模式从理论、资源、环境、学习方式进行有效的混合，能够更好地为学生服务，更好的适应学生的学习习惯、学习特性，促进学生自主探究、合作交流，帮助其在学习的过程中获取更好的效果。经历了新冠状肺炎疫情的影响，传统教学模式已经不适应当今教学体系，采用线上和线下的混合模式教学是教学改革的必经过程。开学初，对数学与计算机科学学院的2020级学生进行有关教学模式问卷调查，下发问卷100份，回收98份，其中有72份学生认为用混合模式更有利于教师教学和学生的学习，占总份数的73.5%，26份学生还是想继续用传统模式教学，占总分数的26.5%。通过调查问卷分析，更多的学生还是更倾向于混合教学模式，是大势所趋。

对于线上教学平台上缺乏的不是教学资源，缺的是指导和监督，引导教师自主实施，指导学生线上自主学习。当前教师可以通过各种途径（各种教学平台、B站、微信公众号、MOOC等）获取自己所教学科资源，做好加工与整合，在网络环境下学生自身也可以发现很多优秀学习资料，但通常这些资源是零散的，缺乏一定的结构，没有明确任务的，资源与资源之间的关联系不够。任课教师做好资源的整合，在泛雅平台上建课和线上资源准备的组织工作，为学习者提供合理的学习目标、任务及指导，设计课程学习任务，实现学生主体与教师主导共存。鼓励任课教师依托网络资源、媒体技术，构建教师教学与学生学习双向互动渠道开展教学。通过泛雅、微信、QQ等多平台进行研讨、交流、答疑等多种方式为服务措施，充分保证教学质量。

要想在混合教学模式中，真正把传统教学和线上学习的优势结合起来，充分发挥混合教学模式的作用，让线上教学和线下教学实质等效，首先要发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用，又要充分体现学生学习主体的自身作用，调动学生的主动性、积极性，通过案例驱动培养学生的创造性。网络上有很多的MOOC平台，现有平台上有很多学习资源，也有部分名校教师对其进行讲评，在教师的指导下，学生可以使用MOOC或其他网站上的教学资源进行有针对性地学习，不必拘泥于学校网络平台有限的学习资源。网络上优质的学习资源作为课堂之外学生自主学习的补充性内容，将其融合到混合式教学之中，弥补了传统教学资源不足的缺陷。学生利用线上学习，增强了对本学科学习的热情，在学习过程中会思考与解决种种问题的，培养了学生在实践中获得知识的能力。多形式的互动能够有效激发学生的学习热情，避免了单调的学习环境之下的枯燥乏味，拓展了学生的思维，培养学生的协作能力与交流能力。

4 考核方式的改革

传统模式的成绩构成主要是总成绩=平时成绩10%+期中成绩40%+期末成绩50%。为适应教学模式的改革，结合微信和MOOC平台的应用，考核的模式应发生改变。比如利用MOOC平台进行学习的学生，期末总成绩可分为两部分，一是基础成绩=平时成绩10%+期中成绩20%+期末成绩20%，二是使用MOOC成绩=线上学习10%+线上作业20%+线上测试20%。通过这种考核方式能进一步提升学生学习的积极性、主動性。

5 结语

Python语言是由吉多？范罗苏姆于1989年开发的一种脚本语言。将面向对象，解释型的计算机程序设计语言发展成为集支持命令式程序实设计、函数式编程、面向对象程序设计、泛型编程等多种编程范式于一身的脚本语言。Python语言语法简单，通过学习使学生熟练使用并能进行实际问题的程序设计，同时还要注重培养学生的计算机思维，能解决计算机问题。

传统教学模式已经不适应当今教学的发展，为培养复合应用型人才就必须进行课程教学的改革。从教学的目的，教学内容，教学模式和考核方式上着手，在传统教学的基础上，辅助微信和MOOC平台的在线教学模式，能极大地扩大了课程的影响力，线上教学与线下教学相结合，也提高了课程设计的教学效率与教学质量。

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参考文献：

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