非计算机专业Python 程序设计教学模式改革实践探究

曹锦梅

摘要：大数据时代背景下，应用Python进行数据挖掘和数据分析的能力变得十分重要，针对非计算机专业学生开设的公共基础课Python程序设计，从课程的教学内容、教学方法、考核方式、教学设计等几个方面进行探索与实践，以培养学生的持续自主学习、计算思维和数据分析能力，实现了多维度互动学习，提高了教学质量，提升了学生的科研创新能力。

关键词：Python语言；非计算机专业；形成性评价；混合式教学；教学改革

中图分类号：G642        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2023）13-0127-03

开放科学（资源服务）标识码（OSID） ：

1 计算机程序设计语言课程现状

计算机程序设计类课程是中国高校计算机科学基础课程的核心课程，通过对编程语言的掌握，可以帮助学习者掌握计算机问题的基本思考方法，是训练学习者计算思维最关键的基础课程。计算机程序设计课程处于计算机基础教育三个层次（大学计算机基础、计算机程序设计基础、计算机应用基础）中的第二层，起到承上启下的关键作用，是非常重要的一门课程[1]。Python 是一门优秀的综合语言，简明优雅、资源丰富、功能强大，广泛应用于人工智能、金融分析、云计算、Web 开发、大数据开发、自动化运维、数据分析等方向。Python语言还拥有大量开放的第三方库，对于学员们今后在各领域的使用提供了强力的保障[2]。因此Python编程语言也是高等院校对非计算机专业学生程序设计语言教学的理想选择。对于医学院校學生来说，除掌握专业的医学知识与技术之外，更需要重视对学生实际能力的训练。

2 形成性评价教学模式的实践

教学评价是整个教学过程中非常重要的一个环节，一个全面的教学评价应该由研讨、实施、修订、再实施构成。在传统的教学过程中，期末考试就是终结考试，这种孤立的、一考定性的方式对学习效果进行评判并不能很好地激发学生学习的兴趣和动力。大部分学生是被动的、考前突击性学习，不能很好地培养学生持续学习、终身学习的良好习惯。

终结性考核侧重区分学生的学习结果，而过程性评价是“在教育、教学活动的计划实施过程中”，为“了解动态过程的效果，及时反馈信息，及时调节，使计划、方案不断完善，以便顺利达到预期的目的”而进行的评价[3]。在教学过程中增加了过程性考核，方便于老师和学生能实时对学习的内容和进度进行评价与反馈，可以从各环节完成情况、知识点掌握程度、实践应用能力等多维度进行评价，比传统的考核方式更公平公正、全面、科学、系统，也促进了学生持续扎实地学习。

3 混合式教学模式的设计

计算机与信息技术基础课程在医学院校属于公共基础课，我校对五年制及本硕班级开设“Python程序设计”，理论36学时，实验20学时，怎样在有限的时间内讲授完大纲要求的知识点，并尽力培养学生的计算思维能力，熟练掌握Python基本知识的前提下能进行综合应用，解决一些实际问题，并且为今后进行医学数据分析与处理打下坚实的基础是教学中需要重点关注的问题。经过2年的实践探索，采用“线上+线下”混合式教学模式，解决了该课程“内容多、学时少、实践性强”等问题。具体教学内容及课时分布见表1所示。

3.1 课程考核形式

课程的形成性评价方案设置如下：形成性评价总成绩为100分，终结性评价占50%（期末考试），过程性评价占50%，其中过程性评价内容及占比分别为课堂提问20%、课后小测验40%、慕课学习及慕课测验40%，其形成性评价考核构成见表2。

从中可看出要提高学习效果，最为关键的是学生参与度，提高有效投入学习时间。

在教学过程中通过各种途径激发学生学习的兴趣和独立思考、解决实际问题的能力，进而提高学习成绩，最终达到培养学生自主学习的能力。更为重要的是培养学生的计算机信息素养能力的提升，为以后应对快速发展的信息化技术打下良好的基础，也为学生在后期参与一些创新课题奠定基础。对一些学习能力强，在中学阶段有一定信息学基础的学生，以及后期有计划继续深入，有意愿报考计算机二级考试的学生，还提供了网上资源平台免费使用，可供学生进行闯关挑战，实战练习，提升编程能力。学生最终成绩评价由两部分构成，过程性评价主要包含课堂提问、小测验、慕课学习及测评；终结性评价主要是期末考试。各环节的设计及平台使用情况如图1所示：

3.2 课程资源在线平台

3.2.1 雨课堂

雨课堂是清华大学与学堂在线共同推出的基于微信和PPT的新型智慧教学工具。雨课堂作为新型智慧线上教学工具，可以不受空间和时间的限制，推送“手机课件”、查看 PPT 及“不懂反馈”“弹幕式”课堂互动、课后线上复习讨论及全周期采集与分析学生学习数据等功能，实现了一种全过程、立体化的教学模式[5]。在课中实时发布测试题，检测学生知识点掌握和听课效果使用，全员参与，可以了解到每位学生的情况。

3.2.2 超星在线平台

超星平台提供了一个非常便捷的交互平台，老师可以进行教管监督，可以实时查询学生学习的进度，通过各环节的过程性评价，充分调动学生的参与意愿、自主学习和协作讨论。根据文献资料获知，依托超星平台，变革传统课堂，改善教学效果，主要体现四个方面：提高学生参与度、自主学习更加高效、增强师生的互动、评价更多元。分析总结基于超星平台开展教与学，有三大优势：具有智能移动终端功能；学生学习时间可自由选择，学习方式灵活，课堂学习效率高效；教学评价系统更完善[6]。本教学改革选用超星平台，设计基于平台的混合式教学模式，主要提供如下教学资源：

1） 资料模块。提供本课程的教学大纲、PPT课件、案例视频、实验视频、理论代码等，便于同学们查阅、预习、自学等。

2） 通知模块。可以发布一些通知、各种反馈等。

3） 作业模块。设置有作业库，提供每一章的作业要求，可以按需发布作业，老师可以根据作业完成情况进行统计，对正确率较低的题目再针对性地重点讲解。

4） 考试模块。设置有试卷库，进行3次小测验的发布、统计、分析等。

3.3 过程性评价实施

3.3.1 课堂提问

每个理论课时设计2～3个问题，以课堂提问或通过雨课堂在线答题形式进行评价。题型主要是客观题，教学团队组织形成提问试题库，可随时选择题型发布给学生检测。

3.3.2 课后小测验

此环节在超星在线平台上实施，根据授课内容，在学期前、学期中、学期末三个阶段进行。对程序设计基础、程序控制结构、函数和组合数据类型3个模块设计了课后小测验，题型为单选20道，多选10道，测试时长30分钟。设定半天时间，学生可以自由选择在规定的时间内完成，提交后会立即显示成绩以及错误的题目，教师端可以查看到全班同学的完成情况、每个区间段的成绩分布情况、每道题的正确率及每位同学详细的答题情况和得分等，给学生进行反馈，对一些错误率较高的知识点在课堂上再次进行讲解，对掌握不扎实的地方及时进行温故而知新，达到扎实掌握知识的目的，同时也为后续的自我提升打下良好的基础。

3.3.3 慕课学习及测评

教师需要考虑翻转课堂、MOOC 等教学模式或方法来弥补课时的不足，课堂上可适当缩减部分编程语言基础知识的教学，以答疑、讨论为主，基础理论学习可交给学生在课后通过网络在线教学视频及适量的练习来完成[7]。依据课程大纲和内容要求，结合线上学习，将该课程慕课资源放置在超星在线平台，学生可根据自己需求利用课余时间自由选择观看学习，同时设计了3次线上视频学习和内容测试的任务点，要求必须在规定的时间内完成。设定内容为模块化程序设计、random库和datetime库及文件。

3.3.4 教学反馈

反馈是教学评价的非常重要的一个环节，通过总结、反馈能达到事半功倍的效果。依据课程内容，重点围绕学生薄弱环节、考试成绩、学生对课程评价和建议等方面进行教学反馈。反馈必须是双向的，做到师生互评，既有老师对学生的反馈，主要反馈上述3项过程性评价的总体情况、知识点掌握情况；同时也有学生对老师的反馈，在学期末进行一次反馈，为确保真实性和有效性，采取匿名方式，真实地表达自己对老师教学中的想法，有助于教师更好地了解真实情况，对老师的授课等各方面提出一些意见和建议。通过双向的反馈，能起到互相促进的作用，学生可以了解自己在班级中的位置，从而准确定位，调整学习方法，提升学习动力。教师根据学生的反馈，进行集体备课、反思总结、持续改进，不断提升教学水平。

3.4 形成性评价总评

程序类知识点繁多且关联度紧密，课程相对有一定难度，在整个教学过程中，学生按照以上各环节要求有条不紊实施，使学生在整个一学期都处于主动学习状态中，培养了学生长期、持续学习的好习惯，完全改变了过去有些学生平时随意学，考前突击学的现状，有效调动了学生学习的主动性。这种方式的教学，基本全程在督促着学生，也很大程度减少了有些学生跟不上就中途放弃的现象，学期末进行课程综合评价，按照上表中设定的比例进行形成性评价总评，得到该门课程的最终成绩。

经过两年的不断实施、修订、再实施，通过总评成绩分析，平均分和及格率比以往传统教学有很大提高。且有些学生期末考试不理想，但因平时各环节非常认真，反而总评会远高于期末成绩。总之通过设定的每个环节，不断督促并激励着学生学习，整个班级呈现出良好的学习氛围，有效提高了学习兴趣且使最终成绩也更加科学、公平公正，最终达到了引领学生掌握知识、提升技能的目标。

4 总结

任何的教学改革不可能一蹴而就，需要不断改变现状，打破传统，不断地尝试、反馈、总结、分析、更新，在改革中验证，在实施中总结。经过两年的教学实践，由传统的教学模式改为现在的形成性评价考核模式，经过学生反馈、总評分析、师生座谈等调动了学生学习的积极性。尤其在医学院校中，计算机课程属于非专业课程，并对大一学生开设，大部分学生刚踏入大学校园，觉得可以适当放松，重点学好专业课就可以了，通过这种方式可以很大程度提高学生学习的积极性，杜绝了考前突击学习的不良现象，有效促进和激励了学生高效学习，也培养了学生持续学习的良好习惯。

当然在教学过程中还存在一些不足的地方，在后续的教学中还需逐步增加线上课时，加强培养学生的自学能力。另外课堂提问环节需要使用雨课堂平台完成，在课堂上对手机的管理还有待于加强，故形成性评价方案还需要不断调整，经教师团队讨论，此环节考虑安排在授课前5分钟或者授课结束前5分钟完成，这样既达到了合理利用移动设备，发挥其优势的特点，同时又避免了学生在课堂中使用手机的现象，优秀、有效的学习模式还需要不断实施、修正、完善。

参考文献：

[1] 李静，李炳超.面向计算思维能力培养的C语言课程改革研究[J].电脑知识与技术，2022，18（18）：132-133，148.

[2] 赵耀，孙悦，吴鑫盈.Python语言程序设计课程的线上课堂教学交互案例设计[J].计算机教育，2022（4）：110-114.

[3] 王艳艳.过程性评价在中职“计算机应用基础”课程中的实践研究[D].昆明：云南师范大学，2014.

[4] 袁华，陈泽濠.形成性评价在课程教学中的应用和实践——以计算机网络课程教学为例[J].计算机教育，2018（2）：67-69.

[5] 石塔拉，宓伟，衣卫杰，等.基于雨课堂的混合式教学在预防医学教学中的应用[J].中国高等医学教育，2022（5）：118-119.

[6] 刘文婷.基于超星平台的混合式教学设计策略研究——以中职《园林制图》课程为例[D].广州：广州大学，2022.

[7] 杨波，刘文彬，龚春红，等.面向计算思维能力培养的Python课程[J].计算机教育，2021（2）：94-98.

【通联编辑：王力】