高职计算机专业课程路径设计与实施研究——以Python程序设计课程为例

文 林

（昭通市职业教育中心，云南 昭通 657000)

在当今信息技术快速发展的时代，计算机专业人才的培养成为高职教育的重要任务之一。为了满足产业对计算机人才的需求，高职计算机专业课程的设计与实施方式和教学方法亟待改革和优化。Python程序设计作为一门重要的计算机专业课程，对学生的编程能力和实际应用能力有着重要的影响。然而，当前的教学模式往往过于理论化，缺乏实践性教学和问题导向学习的环节。

1 Python程序设计课程的主要内容

1.1 Python语言基础

Python 语言基础主要包括Python 的基本语法、数据类型、运算符、语句和控制流程等方面。其中，Python 的基本语法比较简单，符合人类语言的语法规则，初学者易于理解和掌握。Python的数据类型包括数字、字符串、列表、元组、字典、集合等，每种数据类型都有其特定的操作方法和用途。Python 的运算符包括算术运算符、比较运算符、逻辑运算符等，能够满足各种运算操作的需要。Python 的语句和控制流程包括条件语句、循环语句等，能够实现程序的流程控制和逻辑判断[1]，如图1所示。

图1 Python流程控制示意图

1.2 函数

函数是Python编程中的重要概念，通过函数可以将一段代码封装成一个可重复使用的模块，大大提高了代码的复用性和可维护性。函数在Python 中定义比较简单，可以接受任意参数和返回值，并且支持多层嵌套和递归调用。Python内置了许多常用的函数，比如数学函数、字符串函数、文件操作函数等，能够满足各种编程需求。

1.3 文件操作

在Python 编程中，文件操作是一项常见的操作，Python 提供了丰富的文件操作函数来实现文件的打开、读取、写入、关闭等操作。Python中的文件操作不仅支持文本文件的操作，还支持二进制文件的操作，能够满足各种不同文件的处理需求。通过使用文件操作函数，开发者可以轻松地读取和写入各种文件，实现对文件的增删改查等操作。

1.4 数据结构

数据结构是Python 编程中的重要概念，Python 内置了多种常用的数据结构，包括列表、元组、字典、集合等。列表是Python中最常用的数据结构之一，支持添加、删除、修改、排序等操作；元组是不可变的列表，通常用于存储不可变的数据；字典是键值对的数据结构，通常用于存储具有映射关系的数据；集合是一组无序的不重复元素，通常用于去重和集合运算。

1.5 面向对象编程

面向对象编程是Python编程中的重要概念，是一种基于对象和类的编程方法，能够提高程序的模块化和复用性[2]。Python 是一种支持面向对象编程的语言，它提供了类的定义、对象的创建、继承和多态等面向对象编程的核心概念。Python 的面向对象编程支持单继承和多继承，使得开发者能够灵活地实现各种复杂的编程需求。通过使用面向对象编程，开发者可以将程序分解为模块化的对象，并且这些对象能够相互协作，从而提高程序的可读性和可维护性。

1.6 异常处理

Python 中的异常处理是一种重要的编程技巧，它可以帮助开发者在程序运行遇到异常情况时进行处理，从而避免程序崩溃或者出现不可预期的结果，如图2。通过使用try-except语句，程序可以在遇到异常时进行捕获和处理，从而使程序更加可靠。在实际编程中，异常处理是一个必不可少的技能，能够帮助开发者更好地编写高质量的Python程序。

图2 程序异常示意图

2 高职计算机专业Python 程序设计 课程实施课程路径的意义

2.1 提高学生编程能力和解决问题的能力

Python 作为一种高效可靠的编程语言，它的简单易学和广泛应用使其成为计算机专业教育中的重要组成部分。通过系统的学习和实践，学生可以掌握Python编程语言的基本语法和特性，并学习如何运用Python编写程序解决实际问题。在课程中，学生将学习如何分析问题，设计合适的算法，并将其转化为可执行的Python 程序。这样的训练将有助于学生培养清晰的思维和解决复杂问题的能力。通过课程的实施，学生将能够更加熟练地应用编程技能，提高其职业竞争力。

2.2 培养学生的逻辑思维和算法设计能力

Python 语言在算法设计方面有着独特优势，例如Python内置的高级数据结构和丰富的标准库，能够快速实现各种算法和数据处理任务。通过Python程序设计课程的学习，学生将有机会了解Python语言的这些特性，并将其运用于实际的算法设计和数据处理中。

2.3 培养团队合作和沟通能力

在实际的编程项目中，学生通常需要与他人合作，共同完成一个复杂的任务。这要求他们能够有效地与团队成员合作、分工协作，并能够清晰地表达自己的想法和意见。通过课程路径的设计，学生将有机会参与团队项目，并通过项目实践来锻炼自己的团队合作和沟通能力。

2.4 提供实践机会和培养实际应用能力

课程路径应该包括一系列的实践项目，让学生能够将所学知识应用于实际的场景中。通过实践项目，学生可以锻炼自己的问题解决能力，并将所学的理论知识与实际应用相结合，掌握Python语言在不同领域的应用，提高实际操作能力和创新能力。Python程序设计课程的实践项目可以包括数据分析、机器学习、Web开发等多种方向。

2.5 培养学生的自主学习和持续学习能力

随着计算机技术的快速发展，学生需要具备不断学习和适应新技术的能力。通过课程路径的设计，学生将学习如何自主获取新的知识和技能，如何通过阅读文档、查找资料和参与开源社区等方式来不断提升自己的能力。学生将通过课程学习如何利用Python的强大功能和丰富的社区资源来进行自主学习。他们将学习如何使用Python 的IDE、调试器、测试工具等，来提高编程效率和代码质量。同时，学生还将了解如何阅读Python的官方文档和相关技术书籍，以及如何参与开源社区和讨论论坛，来获取新技术和解决问题[3]。通过课程的学习和实践，学生将逐渐形成自主学习和持续学习的习惯和能力。这将有助于他们在未来的职业生涯中不断适应新技术和新挑战，保持竞争力，实现自身的发展和成长。

3 Python程序设计课程路径的优化与改进策略

3.1 增加实践项目，提高学生的实际操作能力和创新能力

为了提高学生的实际操作能力和创新能力，Python 程序设计课程路径可以增加更多的实践项目。学生可以将所学的知识应用到真实的场景中，从而加深对Python 语言的理解和掌握。这些实践项目可以涵盖多个领域，例如数据分析、机器学习、Web 开发等。在数据分析项目中，学生可以利用Python的数据处理和分析库，对真实的数据集进行探索和分析，从中提取有价值的信息。机器学习项目可以让学生探索和应用机器学习算法，解决现实世界中的分类、回归或聚类问题。而Web 开发项目则可以让学生学习和实践Python在网页开发中的应用，如使用Django或Flask 框架搭建动态网站。通过这些实践项目，学生将面临真实的问题和挑战，需要运用所学的Python知识进行解决。在解决问题的过程中，学生将不断思考和创新，提出新的解决方案，培养他们的创新能力和解决问题的思维方式。

3.2 加强算法设计和数据结构的教学，提高学生的编程能力和解决问题的能力

Python 程序设计课程路径可以加强对算法设计和数据结构的教学。算法设计和数据结构是计算机科学中的核心内容，对于编写高效、可维护的程序至关重要。在课程中，可以深入讲解和讨论经典的算法和数据结构，如排序算法、查找算法、树和图等。通过理论讲解和实践演示，学生将理解这些算法和数据结构的原理、特性以及应用场景。同时，可以引导学生进行算法设计和优化的实践。通过给定的问题，学生需要思考和设计出合适的算法，并通过编程实现。在实践中，学生将学会分析问题、抽象问题、设计算法以及评估算法的效率和正确性。通过加强算法设计和数据结构的教学，学生的编程能力和解决问题的能力将得到显著提升，使他们能够应对更加复杂和有挑战性的编程任务[4]。

3.3 加强团队合作和沟通能力的培养，提高学生的团队协作能力

团队合作和沟通能力在现代社会中越来越重要，也是雇主们所看重的职业素养之一。为了培养学生的团队协作能力和沟通能力，Python程序设计课程路径可以加强对这方面能力的培养。一种方式是通过设立团队项目，鼓励学生在团队中合作完成任务。这些项目可以是复杂的、需要分工合作的编程任务。在团队项目中，学生需要学会分工合作、协调沟通、共同解决问题，从而培养团队协作的能力。此外，可以引入讨论和分享环节，让学生有机会在课程中分享自己的思路和解决方案，听取他人的意见和建议。这样的活动可以促进学生之间的交流和思想碰撞，培养他们的沟通能力和表达能力。通过加强团队合作和沟通能力的培养，学生将能够更好地适应未来工作中的团队环境，与他人合作解决问题，并有效地传递自己的想法和观点。

3.4 注重实用性的教学，提高学生的实用技能和就业竞争力

在当今社会，计算机技术的应用范围广泛，学生需要具备实用技能和就业竞争力。为了提高学生的实用技能，Python程序设计课程路径可以注重实用性的教学。在课程中，可以重点介绍Python的标准库的使用。标准库包含了丰富的功能和工具，学生通过学习和实践，可以掌握常用模块的使用方法，如文件操作、网络通信、数据库连接等，从而完成常见的编程任务。此外，还可以涵盖Python的调试和测试技术。学生可以学习如何使用调试器来定位和解决程序中的错误，以及如何编写有效的测试用例来验证程序的正确性。另外，还可以介绍Python 的GUI 开发技术，如使用Tkinter 或PyQt 等库进行图形界面的设计和开发。通过学习GUI开发，学生可以掌握图形界面设计的基本原理和技巧。通过注重实用性的教学，学生将能够掌握实际应用中常用的技能，提高他们的实用技能和就业竞争力，更好地适应职场的需求。

3.5 增加学生自主学习的机会，提高学生的自主学习能力和持续学习能力

随着计算机技术的快速发展，学生需要具备较强的自主学习能力和持续学习能力。为了提高学生的自主学习能力，Python程序设计课程路径可以增加学生自主学习的机会。一种方式是鼓励学生学习Python的官方文档。Python的官方文档是全面而权威的资料，学生可以通过阅读官方文档深入了解Python语言的特性和用法，以及相关的工具和库的使用[5]。此外，可以鼓励学生参与Python开源社区的活动。学生可以贡献自己的代码、参与讨论、提出问题等，与其他开发者互动，拓宽自己的视野，了解最新的发展趋势和技术应用。通过增加学生自主学习的机会，学生将能够培养自主学习的习惯和能力，不仅能够及时跟进技术的发展，还能够主动探索和学习新的知识和技能。最后，还可以引导学生积极参加各类编程竞赛和项目实践，如“ACM程序设计竞赛”“Python编程挑战赛”等。这样可以激发学生的学习热情和动力，提高学生的编程能力和解决问题的能力。同时，还可以鼓励学生开展自己的项目实践，如开发一个小型的软件或者网站，应用所学的Python知识和技能，实践中学习，学习中实践，不断提高自己的实践能力和创新能力。

4 结束语

希望本研究能够对高职计算机专业课程路径的设计与实施提供有益的参考和借鉴，可以为相关教育机构和教师提供一些实用的建议，从而促进高职计算机专业教育的提升和发展。通过不断改进和创新，相信高职计算机专业的教学质量将不断提高，为社会培养更多优秀的计算机专业人才。