高校Python 语言程序设计公共课教学改革探索

卢俊岭

（陕西师范大学计算机科学学院 陕西 西安 710119）

中共中央、国务院2020年印发《深化新时代教育评价改革总体方案》，提出“坚持立德树人，牢记为党育人、为国育才使命”“促进学生全面发展的评价办法更加多元”。在高校各类课程中开展课程思政建设和多元评价是贯彻《深化新时代教育评价改革总体方案》的具体实践。Python语言程序设计是我校面向非计算机专业的理工类学生新开设的计算机基础类公共课，涉及多个学院和不同学科专业的本科学生。Python 语言拥有几乎支持所有领域应用开发的成熟扩展库，可以无缝融合多种语言编写的程序，满足不同应用领域的开发。探索计算机基础类公共课Python 语言程序设计的教学改革，在公共课教学内容中融入课程思政元素，设计适应个性化学习和专业特色的公共课考核多元评价标准，是新时代教育评价改革的迫切需要和关键问题。

1 公共课教学改革目标

通过分析高校非计算机专业理工类学生和Python 语言程序设计课程教学改革的特点，教师确定从课程思政和个性化多元评价入手。公共课教学改革包括以下两个目标：首先，针对计算机基础类公共课课程思政“立德树人”的根本任务，设计结合思政教育育人的案例充实课程内容与资源，为Python语言程序设计公共课的课程思政建设提供基础保证；其次，拟在第一个课程改革目标的前提基础上，强化公共课考核过程性评价分析，实现适应个性化学习和各专业特色的Python 语言程序设计公共课考核多元评价标准，为促进高校多元化课程考核评价和提高学生综合素质提供关键支撑和改进依据。

2 公共课教学中思政元素的融入

结合Python语言程序设计公共课课程内容，挖掘思政元素，设计课程思政典型案例和微视频，潜移默化地在传授教学内容的同时融入思政教育。

2.1 守法守规和团结协作教育

在介绍Python代码编写规范时，将代码规范分为两类：一类是必须遵守的规范，例如代码缩进，违反这类规范程序则会报错，无法正常运行；另一类则是建议遵守的规范，例如添加注释和空白等，违反这类规范并不影响程序执行，但是会导致程序可读性差。联系到日常生活中的“霸座”和“音响外放”等现象，引导学生开展法律法规和道德规范的反思，从而在代码规范教学中融入守法守规和团结协作的教育。

2.2 爱国主义和“四个自信”教育

在介绍Python 中列表、元组、字典和集合等高级数据结构时，联系社会生活热点话题，例如在2022年我国克服新冠肺炎疫情成功举办的冬奥会上，我国获得金牌的项目和运动员、奖牌榜排名获得世界的关注，分别用上述数据结构表示热点话题，从而使学生在学习Python 高级数据结构的同时，了解我国运动员的坚持不懈、勇于拼搏、为国争光的精神，潜移默化地受到了正确的“三观”教育和爱国主义教育，增强学生的民族自豪感和“四个自信”。

2.3 计算思维和科学探究教育

在介绍Python 的程序控制结构时，选择包含顺序、选择和循环三种基本结构判断一个数是否是素数的例子，同时讨论输入不同数的运行结果。从学生在中学时期就接触过的素数引出“哥德巴赫猜想”和我国数学家陈景润的故事，介绍陈景润在该数学难题上的贡献，从而在编写程序训练计算思维的同时，为学生在勇攀高峰、坚持不懈和科学探究方面树立了学习的榜样。

2.4 规范意识和传统文化教育

在介绍Python 函数时，选择杨辉三角的例子，同时讨论输入不同行数作为参数的运行结果，让学生体会函数复用带来的好处。函数的编写需要遵守功能单一、内聚性强、耦合性弱的规范，函数一次编写、多次使用的特点使学生意识到合作的重要性，通过函数学习联想到规范意识和合作意识，我国南宋杨辉提出的二项式系数在三角形中的几何排列，比法国的帕斯卡早了约400年，通过杨辉三角形的举例增强学生对传统知识文化的自信和自豪。

3 公共课考核多元评价标准设计

3.1 学生对公共课多样化考核的意愿调查

为了更好地了解学生对公共课Python 语言程序设计开展多样化考核的态度和期望，我们对参与Python公共课试点的地理类2001―2004 班94 名学生进行了问卷调查。首先向学生解释了开展公共课多样化考核意愿调查的目的，将学生对于公共课多样化考核的意愿分为五个选项：非常期待、期待、一般、不期待和反对。然后，委托班干部通过微信小程序开展了意愿调查，获得Excel 文件反馈结果。最终，收集调查结果共109 条记录，其中2 人提交3次，14 人提交2 次，采用保留最后1 次记录的方式去除重复记录，实际有效记录91 条，实际参与调查人数占总人数的96.8%。学生对于Python 语言程序设计公共课多样化考核的意愿调查结果如图1 所示。

图1 学生对公共课多样化考核的意愿调查结果

从图1 可以看出，非常期待和期待公共课采取多样化考核方式的学生比例分别为28.57%和32.97%，合计比例为61.54%；对公共课采取多样化考核方式态度一般的学生比例为27.47%；不期待和反对试点公共课采取多样化考核方式的学生比例分别为9.89%和1.1%，合计比例为10.99%。总之，对于公共课采取多样化考核方式，目前持积极态度的学生超过六成，持中立态度的不到三成，持消极态度的仅为一成。我们认为，该调查结果符合学生实际现状，推动Python 程序设计公共课考核多样化，既有利于学生个性化学习和综合素质发展，也有利于我校推动公共课考核的多元评价，符合新时代教育评价改革的要求。

3.2 公共课考核过程性评价分析

首先，我们统计了学生从2021年4月21 日至2021年5月31 日期间每天使用练习/考试在线系统的时长，时长以分钟为单位，如图2 所示（p118）。其次，我们统计了学生从2021年4月21 日至2021年5月31 日期间每天登录练习/考试系统的次数，如图3（p118）所示。图2 和图3 呈现了高度一致的变化趋势，学生使用练习/考试系统的练习时长和登录次数在2021年5月18 日达到最高，二者在2021年5月20 日达到次高。考虑到课程结束时间为2021年5月21 日，图2 和图3 表明学生存在课程结束前突击集中进入系统加强练习的情况。因此，我们认为，平时通过BlackBoard平台和在线系统记录的数据监测，可以对学生的学习过程进行及时的干预与提醒，引导学生加强日常的学习和反思。

图2 学生每天使用练习/考试系统的练习时长

图3 学生每天使用练习/考试系统的登录次数

3.3 公共课考核多元评价标准

在上述意愿调查结果和过程性评价分析的基础上，针对各专业特色和学生个性化学习需求，设计将过程性评价、上机考试和学生自主学习成果认定相结合的多元评价标准，学生可以自主选择上机考试和学生自主学习成果认定任意一种考核方式，为探索满足个性化学习、提升素质教育的教育评价改革提供借鉴参考。具体包括参加机考答题、提供课程大作业并演示、参加竞赛作品认定等多种方式。

3.3.1 机考答题

机考评分结果相对客观，便于考核的分析改进。上机考试的考试试题与平时练习题目不重复，考试时随机抽题组卷，整套试题包括15 道单选题，15 道判断题，程序填空、程序改错和程序设计各1 道，共33 道题。学生机考成绩分布如（图4，p119）所示。从图4 可知，机考成绩在80―90分、90―100 分的人数均达到了31 人，在70―79 分、60―69分的人数分布为19 人和9 人，60 分以下的同学有4 人。统计分析表明，学生机考成绩的平均分为82 分，四分之一分位数为75.25，四分之二分位数为84，四分之一分位数为90。总之，机考平均成绩较为合理，但是成绩优秀的学生人数达到了三分之一，说明题目难度或数量不大，有待改进。

图4 学生机考成绩分布

从学生机考各题型完成情况统计分析可知，学生在程序改错题上的平均完成正确率最高，达到了94%；而在程序设计题上的平均完成正确率最低，仅有63%；此外，在判断题上的平均完成正确率也不高，仅有76%。上述数据表明，程序改错题难度有待加强，学生的Python 语言编程能力和知识广度有待提高。

3.3.2 课程大作业认定评价标准

提供独立完成的Python课程大作业，并且制作PPT进行课堂演示，积极与同学、老师开展交流讨论，最终成绩由老师、其他同学和自身各自打分加权求和汇总给出。具体要求包括：充分反映对Python的掌握水平；题目自选，范围不限，要求积极向上，传播正能量；提供书写规范的Python源代码；提供软件设计说明书一份，至少包括题目、设计目的、设计思想、关键技术、自我评价和参考来源，其中需要有数据说明、处理过程和图表统计分析的函数/类、软件自学内容和特色部分的说明；提供使用说明书一份，至少包括题目、功能介绍和使用举例说明。

3.3.3 竞赛活动软件作品认定标准

提供参与竞赛等活动的软件作品，并且制作PPT进行竞赛活动软件作品的演示与答辩。最终成绩由竞赛活动方评分和答辩小组打分进行加权求和给出。软件作品要求利用Python 实现；提供活动的通知文件及其对软件作品的具体要求、参与/获奖证明；提供书写规范的Python 源代码；若与他人合作，必须说明自己的分工；演示PPT必须说明自己作品的目的、技术特色与实现。

4 结语

为贯彻落实《深化新时代教育评价改革总体方案》，我们从课程思政和个性化多元评价两方面开展非计算机专业Python 语言程序设计公共课改革。设计了结合教学内容的典型课程思政案例，提出了参加机考答题、提供课程大作业并演示、参加竞赛作品认定等多种选项的公共课考核多元评价标准，为立德树人和多元评价的新时代教育评价改革提供可供借鉴的探索和尝试。