王茹 曹振新
摘要:为了增进课程思政教育与Python语言程序设计课程教学的融合性,作者从Python语言编程规范、网络爬虫、数据分析及可视化、游戏开发四个维度进行分析,力求将课程思政的内容有效地融入Python语言程序设计的教学中。教学实践表明,融入思政的Python语言程序设计让学生在掌握基本编程知识和技能的同时,提升了网络安全意识和人文精神。
关键词:课程思政;Python语言程序设计;教学设计
中图分类号:G434 文献标识码:A 论文编号:1674-2117(2023)09-0095-03
引言
近年来,思政进课堂已经成为各高等学校及中小学教育教学的热门话题,以就业为导向的职业教育也将课程思政教育引入课堂,传播工匠精神及提升职业素养,为培养高素质高技能的职业技术人才做准备。
Python语言程序设计作为一门实用性课程,其应用范围极为广泛。要想提升职校学生的综合素质与能力,应在其教育教学过程中引入课程思政教育内容,在教授学生基础知识和技能的同时,渗透网络安全教育及爱国主义情怀,进一步培养学生的安全意识和责任意识。
“Python语言程序设计”概述及实施课程思政的可行性
“Python语言程序设计”是计算机等相关专业的核心课程,其语言简洁易懂,可操作性强,被广泛用于数据处理、科学计算、Web开发、可视化、图像处理、机器学习、数据挖掘、人工智能等领域,尤其在Web游戏开发行业,Python已逐步上升為主流编程语言。
Python作为职业院校学生学习程序设计的入门语言,不仅可以培养学生的算法思维和逻辑意识,还为计算机相关专业的学生今后学习其他编程语言奠定良好的理论基础和实践基础。此外,学习Python语言程序设计要经过由易到难、由简到繁、从理论到实践操作的整个过程,需要一两个月甚至一学期的时间才会有较为显著的成果。Python语言的学习过程不仅磨砺了学生的意志力,而且培养了学生脚踏实地、稳中求进的耐性。因此,Python语言程序设计作为一门集理论与实践为一体的课程,融入课程思政教育是至关重要且合理的。
多维度视角下的Python语言程序设计课程思政教学设计
在Python语言程序设计教学过程中,教师可以采用任务驱动的形式将课程思政融入到某一实际教学案例中,这样做一方面可使学生在具体的案例中提升自己的实践操作能力,另一方面也能潜移默化地塑造学生的人生观和价值观,同时还能帮助其树立正确的世界观。
1.Python语言编程规范与学生行为规范
尽管Python语言有着简洁性、易读性及开源性等显著特点,且应用极为广泛,但它也必须遵循严格的编程规范。Python语言编程对注释、缩进及空格等都有着非常严格的规定。在注释方面,在编程时要将一些关键代码和较重要的业务逻辑代码添加必要的注释,方便代码的阅读和维护。在缩进方面,Python根据缩进确定代码块的层次,行首空白符主要有两种——tab和空格,但严禁两者混用。如果使用tab缩进,则设定tab为四个空格。Python开发者之所以让违反缩进规则的程序不能通过编译,其目的是让程序员养成良好的编程习惯。就学生而言,要懂得“做人先做事,凡事守规矩”及“无规矩不成方圆”的道理。学生不仅要在学校里要遵守学校的各项规章制度和行为规范,在马路上也要遵守交通规则,在生活中做一个遵纪守法的好公民。
2.网络爬虫与法制法规
随着云计算和大数据时代的到来,信息技术已经遍布我们生活的各个角落。当然,网络犯罪现象也层出不穷,尤其是近年来比较流行的网络爬虫非法盗取用户信息等这类高科技犯罪更是让人防不胜防。因此,在进行Python网络爬虫部分内容的教学时,要引导学生注重网络规范和隐私泄露等风险,要求学生要在协议许可的情况下抓取数据,提高版权意识和法律意识。
在教学中,教师应将课程思政的内容渗透到所选取的教学案例中,帮助学生在掌握基础知识的同时能意识到网络有边界,进而提升网络安全意识。例如,教师可以将课程思政的内容融入到“政府工作报告爬取”案例中,使学生通过这一案例的学习及实际操作,掌握用requests库函数抓取HTML页面的方法。同时,通过对政府工作报告中关键字的提取,学生也能了解国家政策风向,有利于提升学生的政治敏锐性,培养政治意识和对国家政策的关注度。[1-2]此外,在教育学生的过程中也要时刻提醒学生清楚网络爬虫的“盗亦有道”,让学生在HTML页面进行数据抓取时须严格遵守网络爬虫排除标准Robots协议,要在协议允许的范围内进行爬取,懂得尊重数据资料的提供方,从而培养学生的法治意识。
3.数据分析与人民生活
在大数据时代,各种数据处理技术层出不穷,利用数据分析方法可以把收集到的复杂无序的数据进行提炼,通过分析其中的规律,可预测某一领域未来的发展态势,从而做出相关决策。相比于传统的数据统计分析工具SAS、SPSS等而言,Python是一种基于现代化、信息化、网络化、科学化背景的新型统计工具,且该工具具有语言简洁、易学易懂、操作便利、可深入挖掘数据的相关信息等优点。[3]因此,在大数据分析中应用Python是非常有必要的。
在Python数据分析相关内容的教学中,教师可以引导学生采用爬虫软件,以“新冠疫苗”等作为关键词,爬取微博平台相关数据,并在Python中引用Jieba分词模型进行文本预处理和分词,运用WordCloud绘制云图,同时,根据词云图中所显示的关键字的大小掌握人们关注的主要信息,了解动态。在教学过程中,引导学生将疫苗接种相关数据进行统计和可视化分析,培养学生的爱国热情以及心系国家、心系人民的民族意识。
4.Python游戏开发与爱国主义教育
Python语言不只是应用于数据处理、可视化、人工智能等领域,在游戏开发领域也有显著优势,该编程语言可以用更简洁的代码、更具人性化的语句来完成开发任务。Python游戏开发常用的开发库有PyGame、Panda3D、Cocos2D等,教学中较常用的是PyGame库。PyGame是一种建立在SDL基础上的简单游戏开发功能库,也是Python游戏开发主要的第三方库,非常适合于制作教学小游戏。
近年来,国家愈加重视革命先烈英雄事迹的传播,激励全国人民勿忘革命先烈的伟大贡献,牢记使命,砥砺前行。同时,通过《革命者》《觉醒年代》《功勋》等影视剧的播映向广大青年学子传播革命先辈的事迹,使其感受革命时期青年们的爱国热情和奉献精神,并激发为国家贡献的热情。因此,在游戏开发这部分内容教学中,教师不仅要通过游戏激发学生学习Python语言编程的兴趣,更重要的是要通过功勋人物的丰功伟绩激励学生牢记历史,发奋图强。在教学该部分内容时,教师可要求学生在课前观看电视剧《功勋》的片段,了解剧中每一个功勋人物的伟大事迹。课上,通过连线游戏引入新课,采取任务驱动的方式让学生通过小组讨论和自行探究的形式完成功勋人物事迹连一连的小游戏任务,要求将每个功勋人物的图片和相应的事迹描述一一匹配。[4]学生设计游戏界面并依次用Pygame库函数实现,思考并小组讨论如何实现图片与所描述文字匹配,以及操作过程中可能出现的重复连接等其他情况,实现游戏效果。最后测试游戏,看谁连得又快又准。该教学案例的目的是让学生掌握如何使用Pygame库函数实现图形、文字的加载、绘制,实现页面显示效果,以及如何编写游戏以实现游戏效果。让学生从自己感兴趣的游戏入手,参与游戏的编写与实现。一方面通过自主编写游戏并实现可以给学生带来较高的成就感,增进学生学习的信心;另一方面通过功勋人物及事迹的匹配使学生进一步了解历史,传播英雄事迹,培养学生的爱国主义精神和责任意识,以达到更好的教学效果。
结论
在高等院校开设课程思政教育的大背景下,实现Python语言程序设计与思政教育内容的有效融合,这对于职业院校师生来说具有一定的难度。对于教师而言,教学设计的难度和复杂程度都有所上升,同时也会打乱教学的进程和逻辑顺序;对于学生而言,课程内容本身晦涩难懂,加之课程思政内容枯燥乏味,影響吸收效果。因此,教师在Python语言程序设计教学过程中应进一步改善教学方法,优化教学模式,充分调动学生学习的积极性,使其在掌握基本知识和技能的同时能进一步提升思政意识。
参考文献:
[1]张耸.《网络爬虫》课程思政建设研究与实践以及在企业中的应用[J].中外企业文化,2021(10):207-208.
[2]李静,胡国华.Python语言程序设计课程思政资源挖掘及教学路径探索[J].计算机教育,2020(01):24-28.
[3]方骥,谢慧敏.Python在大数据挖掘和分析中的应用研究[J].数字技术与应用,2020,38(09):75-76+81.
[4]代丹丹,唐万梅.Python程序设计课程思政方法与实践[J].软件导刊,2021,20(07):202-206.
作者简介:王茹,硕士生,研究方向为职业技术教育;曹振新,通讯作者,博士,教授,研究方向为职业教育课程开发与实施。
基金资助:浙江师范大学行知学院教学改革研究项目;2022年浙江省课程思政示范基层教学组织项目。