项目式教学在高职Python程序设计课程教学改革的应用探索

刘素霞，陈佛连

(1.新疆农业职业技术学院，新疆 昌吉 831100；2.新疆开放大学，新疆 乌鲁木齐 830002)

0 引言

随着大数据和人工智能时代的到来，Python 语言已逐渐成为大数据和人工智能领域的常用编程语言，国内很多高校的计算机相关专业均开设了Python 程序设计课程，与此同时关于Python语言的教学模式也受到了广大教育工作者的普遍关注和重视。目前很多程序设计类课程，仍然沿袭传统的教学模式，在课堂教学中还是以教师的教为中心，按照讲解课件、演示案例、上机练习等步骤开展教学，学生被动学习，课程学习兴趣不高，参与课堂积极性有限，教学效果不甚理想。

项目式教学或项目学习(Project-Based Learning，简称PBL) 的开展是以真实的项目为载体，强调在教学过程中以学生为中心，以提升学生的素质和能力为主要目标，引导学习者通过自主学习或小组合作等方式开展学习，从而获得知识和能力的全面发展的一种教学模式[1]。项目式教学注重学生边学习、边实践、边思考、边总结、边建构，倡导学生在完成项目任务的过程中，提升其动手实践、批判思维以及解决问题的能力，此教学模式更加符合当前倡导的“以学生为中心”“以活动为中心”“以实践为中心”的教育教学理念[2]，同时这种教学模式也为培养高素质技术技能的应用型人才提供了有效途径。

基于此，结合理工科类专业课程特点和新疆高职院校学生特点，本文尝试使用项目教学模式应用于Python程序设计课程教学中，以将程序设计基础知识及软件开发相关知识等有效应用到实际项目中，同时融入社会主义核心价值观、中华传统文化等思政内容，为真正实现“课程育人”成效提供借鉴。

1 改革思路

1.1 以职业能力培养为核心进行课程设计

学生通过课程学习掌握编程语言的基本语法，建立程序设计的基本能力，通过完成项目的整个过程，提升其项目设计与开发和代码调试能力，同时，在课程实施过程中培养学生两种精神（敬业精神、协作精神）、四种能力（自主学习能力、交流合作能力、问题解决能力以及动手实践能力）[3]。

1.2 以企业项目为教学载体确定教学内容

教学内容设计过程中，参考某企业的信息管理系统项目的开发流程，结合学生的基本学情，对企业项目进行本地化改造，改造成学生熟悉的“高校学生信息管理系统”，根据项目目标对教学内容进行模块化设计，并将模块化内容进行细化分解，拆解成具体实施的任务。以项目实现为暗线，以完成具体任务为明线，“双线并进”，实施理实一体化融合教学。

2 项目教学改革实践

2.1 教学目标

Python 程序设计课程是新疆农业职业技术学院大数据技术专业的一门基础必修课，总学时为48 学时，后续课程有数据分析技术、数据可视化技术等，目前Python 语言已逐渐成为大数据和人工智能领域的常用编程语言，近年来对毕业学生就业企业的调研中，发现，在实际工作中对计算机程序设计语言的需求不仅仅是掌握其基本语法[4]，能够编写代码等，更看重的是从业人员针对具体问题的分析、判断及解决能力，还有团队协作、交流沟通能力等。

依据大数据专业人才培养方案、Python 程序设计课程标准，对照大数据技术相关职业岗位对Python语言编程的要求，结合我校学生的基本学情分析，确立了该课程的教学目标：学会编程、学会学习、学会合作、学会表达即通过课程学习掌握编程语言的基本语法，建立程序设计的基本能力，同时通过项目的整个实现过程，培养学生就业时所需的职业素质以及各项专业能力。并且在设置教学目标时，不仅考虑到学生知识的学习与技能的训练，还在职业道德、团队协作、精益求精、科学严谨等精神对学生进行正确引导。

为了达到课程教学目标，课程组在教学内容设计过程中，认真参考某企业的信息管理系统项目的开发流程，结合学生的基本学情，对企业项目进行本地化改造，改造成学生熟悉的“高校学生信息管理系统”，基于项目教学的优势，进一步对本课程的教学内容进行进一步优化，以项目为主线，贯穿所有章节知识点，围绕知识传授、能力培养及价值塑造三方面，从多方位提升学生的程序设计水平和问题解决能力，在完整的综合项目中提高学生的实践技能和编程水平，以实现理论与实践的深入融合，为提高学生的综合素质和能力奠定了良好基础，同时也通过Python程序设计课程的学习，为后续学习人工智能、数据挖掘等打好工具上的基础[5]。

2.2 教学设计

以“项目引领，任务驱动”的理念为指导，根据国家教学标准、专业人才培养方案和课程标准，参考某企业的信息管理系统项目的开发流程，结合学生的基本学情，对企业项目进行本地化改造，改造成学生熟悉的“高校学生信息管理系统”，将课程进行模块化设计，整体设计成1 个大项目以贯穿所有章节知识点。在教学设计中，建立了以“高校学生信息管理系统”为项目主体，以界面设计、菜单选择、循环访问、异常处理、模块化设计、信息存储等为任务，以使用print语句输出界面、使用分支结构进行菜单选择、使用循环实现固定或不固定次数访问等子任务，形成了“项目-任务-子任务”三层教学体系，逐步细化分解，将一个完整的大项目拆解成若干个可实现、可操作的小任务，并且将相关知识点贯穿于任务的学习中，同时随着教学内容的不断深入，任务的难度也在逐渐增加，然后将这些成果进行组合叠加，即可完成项目的基本功能，最终通过综合的案例实践，完成项目的全部功能设计与代码测试，见表1。

表1 “项目-任务-子任务”三层教学体系

为了切实落实习近平总书记提出的“立德树人”根本任务，教学设计过程时，本课程在参照企业生产流程，以项目实现为主线实施模块化教学的同时，围绕思政目标，结合课程知识点将社会主义核心价值观、优秀的传统文化、爱国主义、工匠精神、奋斗精神等思政内容，有机、有效、有意地融入课程，旨在打造沉浸式课程思政模式，比如在任务1：界面设计中，主要学习Python的相关语法知识，主要任务是利用输入输出语句，完成学生信息管理系统的界面设计，而基础语法部分是学习Python程序设计的基础理论知识，思政教育的主题确定为“夯实基础”，引用荀子《劝学》中的语句“不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江海”[6]告诫学生“成功的背后都需要持续的沉淀”；在任务2：菜单选择中，主要学习Python 选择结构知识，利用Python 选择结构完成学生信息管理系统的菜单选择，思政主题引入“人生选择”的话题，以“两弹一星”科学家钱学森学成归国事迹为案例，将个人价值和国家利益紧密联系，引导学生做好人生选择；在任务3：循环访问中，主要学习for循环、while循环等循环结构实现系统的多次访问，引入“重复的力量”的思政主题，以“大国工匠”为案例，激发学生领悟坚持的魅力和重复的价值等，具体见表2。

表2 具体任务中的思政元素

2.3 教学实施

在具体的教学实施过程中，以高校学生信息管理系统项目为引领，并将课程相关理论知识融入项目的设计与实现过程，学生边学习、边实践、边思考、边总结，更好地发挥了学生的学习积极性，激发其学习热情。同时，为切实落实习近平总书记提出的“全员、全方位、全过程”育人的要求，本课程还引入了相关企业导师，采用线上线下混合式教学方式，教学过程贯穿课前、课中、课后三个阶段，实现全过程育人。

在课前利用学习通平台等引导学生在课前自主预习，完成教师发布的相关微课视频的学习，做到新课先知。

在课中采用“任务驱动法”“案例教学法”等，课堂由任课老师主导，按照提出任务——分析任务——参与协助——组织参与——举一反三——评价总结等环节开展教学，学生作为学习主体，按照思考理解——讨论发现——合作探究——展示汇报——巩固练习等过程，完成小组的自主学习任务。并且在举一反三环节，除了利用学习通平台完成理论知识的巩固练习外，还使用头歌实践教学平台进行实践操作练习，以实现理实一体化，巩固学习成果。

在课后阶段，为进一步提升学生的动手实践能力、合作探究精神等，在头歌实践教学平台发布课后作业，巩固课堂知识，具体见图1。

图1 任务驱动三环六步教学实施过程

以下是 Python 课程中循环结构部分用 PBL 课程思政开展教学的实施过程，见表3。

表3 项目引领、任务驱动的教学实施过程

2.4 教学评价

教学评价的方式，往往影响着教师教与学生学的方式，教学评价就是依据教学目标对教学过程及结果进行价值判断并为教学决策服务的活动，是对教学活动现实的或潜在的价值作出判断的过程。教学评价不仅是对学生学习情况的考查，还是对教师教学效果的检验[7]。为了更加真实客观地反映学生在学习过程中的问题分析及解决能力、综合应用能力以及动手实践水平，依据本课程的教学目标，建立了包括过程评价、结果评价、增值评价、综合评价等多样化过程化的考核方式，如表4课程考核方式所示。

表4 课程考核方式

过程性评价贯穿课前、课中、课后三阶段，主要包括课前学习通平台学习情况、课前测试情况，课中考勤情况、随堂练习、个人/小组分享情况、课堂互动情况，课后则包括课后预习以及课后实践教学使用情况等；结果评价主要考核学生对课程知识点、技能点的掌握情况，以单元测试、头歌实践教学平台上的综合练习情况为主；增值评价主要考查所有同学在课程初始到期中、期中到期末，以及课程起始到课程结束的过程中，由老师对学生的学习态度、学习效率、任务参与等情况进行发展性评价；综合评价主要考核学生在综合项目的表现情况，综合项目以小组合作的方式完成，考核时由学生小组进行展示讲解，并且该小组成员根据个人的参与情况进行自我评价；教师和其他小组进行评价，包括四个部分：项目整体（是否运行正常、逻辑是否清晰）、演示汇报（演示是否正常、讲解是否正常、PPT 是否精美）、小组提问（回答是否清晰准确）、项目创新点等。

3 结束语

项目式教学在Python 程序设计课程教学改革的应用探索，参考了某企业的信息管理系统项目的开发流程进行教学设计，结合学生的基本学情，对企业项目进行本地化改造，改造成学生熟悉的“高校学生信息管理系统”，以项目实现为主线，贯穿所有章节知识点，围绕知识传授、能力培养及价值塑造三方面，从多方位提升学生的程序设计水平和问题解决能力，最终实现了学生信息管理系统从框架到内涵的层层提升，变抽象为直观，极大地提高了教学效果。然而，Python程序设计课程不仅是大数据技术、人工智能技术专业开设的专业基础课，同时也是物联网应用技术专业的一门专业选修课，对于不同的专业相同的课程关注点必然有所不同，实施项目式教学还存在很多需要深入研究和探讨的内容，例如项目设计如何与专业结合、如何更有效地关注学生的增值性评价、如何利用现有平台，提供更贴合专业的案例等，这些内容不仅涉及课程内容建设，还关系到教师教学评价等，需要不断实践完善，后续将逐步完善课程教学体系，提高课程教学质量，以期培养出更多高素质、高技术技能人才[8]。