Python程序设计课程教学方法改革实践探究

侯晓志

摘要：Python作为一门简洁、易读且广泛应用的编程语言，在各个领域中都有着举足轻重的地位。传统的Python程序设计课程往往侧重知识的灌输，学生多以被动的方式接受知识，缺乏实践与创新的机会。因此，对Python程序设计课程进行教学方法改革势在必行。在文章中，针对Python程序设计采用“理论+实例+阶段案例+综合案例+小组实践+指导评价”的六步法模式的课程教学方法。这种教学方法改革结合了理论知识的讲解、实际案例的演示和小组综合项目的实践，从而提供了一个全面的学习框架，达到了培养学生的实际问题解决能力、团队协作精神和创新思维的目的。

关键词：Python程序设计；教学方法改革；“六步法”教学模式

中图分类号：G642      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2024）09-0129-03

开放科学（资源服务）标识码（OSID）

随着云时代的到来，Python语言的受欢迎程度日益增长，成为程序开发人员的首选。其引人喜爱的原因不仅在于其简单易学，还在于其拥有丰富的第三方程序库和完善的管理工具。特别是在软件质量控制、开发效率、可移植性和组件集成等方面，Python都处于领先地位。如今，Python作为一种通用语言已经深入程序开发的各个领域，并且越来越多的人选择学习和使用它。在高校大数据相关专业中，Python更是被视为重要课程之一[1]。

1 Python程序设计课程特点

1.1 总体特点

多学科交叉与融合：Python程序设计课程不仅关注计算机科学，还与其他学科进行交叉与融合。Python编程语言作为一门通用且易于上手的语言，被广泛应用于数据分析、人工智能、自然语言处理等领域。因此，在教学中引入相关的学科知识，如数学、数据科学、机器学习等，以帮助学生全面理解Python编程的应用场景和解决实际问题的能力。

理论与实践相结合：Python程序设计注重将理论知识与实践相结合，学生不仅需要理解Python编程语言的基本概念和语法规则，还需要通过项目实践等实际操作来巩固和应用所学知识。这种理论与实践相结合的教学方法可以帮助学生更好地理解和掌握编程技能，并培养他们解决实际问题的能力。

授课对象的多元化：Python程序设计课程不仅面向计算机相关专业的学生，也向其他专业的学生开放。这意味着课程设计需要考虑到不同背景和需求的学生，通过编程能力的培养和实际案例的引入，使各类学生都能够从中受益。

1.2 具体特点

实践导向：Python程序設计注重实践，通过案例和项目实践来帮助学生将理论知识应用到实际编程中。学生将通过动手实践，深入理解Python编程语言和技术，掌握编程能力和实践技巧。

渐进式学习：课程采用渐进式学习的教学方法，从简单到复杂、逐步提高难度。学生将按照阶段性的案例和任务，逐步掌握Python编程的基础知识和应用技能，从而建立起扎实的编程基础。

强调问题解决和创新能力：Python程序设计课程注重培养学生的问题解决和创新能力。通过解决各种案例和实践项目，学生将锻炼自己的思维能力和解决问题的能力，培养创新思维和创造力。

团队合作与沟通：课程鼓励学生进行小组项目实践，培养学生团队合作和沟通能力，为将来从事协同开发和项目管理等工作做好准备。

2 课程教学存在问题与教学方法改革

2.1 课程教学存在的问题

目前，大数据技术相关专业的高校教学体系配置过多地偏向理论教学，而缺乏实际的编程实践环节，这导致学生难以将所学的概念应用到实际问题中，限制了他们实践能力的发展，学生很难把理论转化为实践应用技能。其次，在教学中，缺乏足够具有代表性的项目案例，无法真实地模拟学生将来可能面临的实际场景，这样会限制学生综合能力的培养。再次，在班级中，学生的编程基础和技术水平参差不齐，这对教师来说是一个挑战，教师需要在教学中平衡不同学生的需求，确保每个学生都能够得到适当的学习支持和挑战。最后，Python编程领域的技术不断发展和更新，相关工具和库的版本也在不断变化，课程内容需要及时更新和迭代，以保持与行业最新发展的同步。因此，寻找和管理适合的教学资源，如教材、教案、实验环境等，需要花费教师较多的时间和精力；确保教学资源的质量和有效性也是一个挑战[2]。综上所述，存在的问题与挑战需要教师不断思考和探索相应的解决方案，以提高Python程序设计课程的教学质量和学习效果。

2.2 课程教学方法改革

近年来，许多高校教师对Python程序设计课程进行了多方面的教学方法改革。例如，刘素霞等将课程进行模块化设计，以高校学生信息管理系统为主线，贯穿所有章节知识点，通过理论与实践的结合，并将思政元素融入课程教学中，达到教学方法改革和思政育人成效[3]。冀全朋等对Python程序设计的教学方式、实验项目、考核评价进行教学方法改革，将课程内容划分为“基础类”“进阶类”“开发类”三种类型的实验项目，课堂教学取得了较好的效果[4]。余波等提出反向设计课程教学内容，构建课程思政素材库，依托网络资源平台建设课程资源，采用混合式教学方法开展课程教学方法改革[5]。杨荣岭分别从基础知识讲授和第三方库两方面进行案例教学，一方面使学生掌握基本的理论和编程技巧，另一方面培养学生自主学习及参与项目的能力[6]。

综上所述，Python程序设计教学方法改革的最终目的是提高学生的编程能力和解决实际问题的能力。通过改革希望能够培养学生的创新思维和团队合作精神等，使他们能够灵活运用Python语言进行软件开发、数据分析、人工智能等方面的工作。最终，培养出具备终身学习能力和适应未来社会发展需求的高素质人才。

3 “六步法”模式的课程教学方法

为培养学生的编程能力、逻辑思维、创新意识和创造力、团队合作和沟通能力，在Python程序设计课堂教学中，采用“理论+实例+阶段案例+综合案例+小组实践+指导评价”的“六步法”模式的课程教学方法，这种教学方法改革结合了理论知识的讲解、实际案例的演示和小组综合项目的实践，从而提供了一个全面的学习框架。

1） 理论部分：Python程序设计每一章的教学，首先会介绍Python编程语言的基本概念和语法。通过理论知识的学习，学生能够掌握Python编程的基本原理和核心概念，为后续的实践奠定坚实的基础。

2） 实例部分：在理论知识的讲解之后，结合教材会通过一系列的实例来展示Python编程的应用。这些实例涵盖了各个领域的问题，如文本处理、数据分析、图形绘制等。通过实际的案例演示，学生可以更加直观地了解如何使用Python解决实际问题，同时也可以加深对理论知识的理解。

3） 阶段案例：在学习了基本的理论知识和实例之后，教材会引入一系列的阶段案例。这些案例通常以一个完整的项目为背景，通过分阶段的任务来帮助学生梳理思路、巩固知识并锻炼实际编程能力。同时，每个阶段案例都会对应一定的指导和提示，学生可以逐步完成项目的各个部分，并通过实践继续加深对所学知识的理解。

4） 综合案例：教材会提供一到多个综合案例，这些案例需要学生综合运用前面所学的知识来解决一些复杂的问题。综合案例常常涉及多个领域的知识，需要学生进行综合思考和创新設计。通过完成综合案例，学生可以更好地掌握Python编程的综合应用能力。

5） 小组实践：教师利用线上和线下资源，提前准备不同的典型实践项目，学生分成若干小组进行项目实践，合作解决一个实际问题。通过小组实践，学生进一步锻炼团队合作意识和沟通能力。

6） 指导评价：教师在小组实践过程中随时提供指导和评价，帮助学生纠正错误、优化代码，并提供反馈和建议。以此帮助学生及时发现和解决问题，提高学习效果和编程能力。

本文以Python程序流程控制章节为例，讲述了“六步法”模式的课程教学方法（见图1） 。通过理论授课，学生需要掌握Python编程语言的基本概念和语法，建立扎实的理论基础。实例让学生能够动手实践，加深对Python编程的理解和应用能力。随后的阶段案例和综合案例要求学生面对具体的问题进行分析和解决，培养他们解决问题的能力和逻辑思维能力。小组实践促进学生之间的合作和沟通，培养团队合作意识。指导评价环节教师提供及时的指导与反馈，帮助学生不断改进和提高。

Python程序设计课程采用“理论+实例+阶段案例+综合案例+小组实践+指导评价”的“六步法”模式的教学方法改革实践具有以下优点：

1） 该教学方法改革以渐进的方式引导学生学习和实践，从简单到复杂，逐步提升难度。学生可以在具体案例中逐步理解和应用所学的理论知识，渐进地巩固和扩展技能。

2） 通过理论知识的学习和实际案例的应用，学生可以将抽象的概念和理论转化为实际的解决方案。这种理论与实践的结合能够更好地帮助学生理解和巩固所学知识，培养实际应用能力。

3） 每个阶段案例和综合案例都涉及具体的问题和需求，学生需要通过分析、设计和实现来解决这些问题。这种问题驱动的学习方式能够激发学生的学习兴趣和动力，培养他们解决问题的能力和创新思维。

4） 通过综合案例，学生需要综合运用所学的知识和技能，解决复杂的问题和项目。这种综合能力培养能够帮助学生将零散的知识和技术整合起来，提升综合应用能力。

5） 通过小组实践，学生需要与他人合作解决问题，培养团队合作和沟通能力。这种合作与沟通的过程主要培养学生的协作精神和团队意识，为将来的工作需求做好准备。

4 结束语

通过“六步法”模式的教学方法改革实践，为课程教学注入了新的活力和效果，培养了学生的编程技能、解决问题能力和团队合作精神。这一教学模式将不断为学生提供更好的学习体验和更充实的编程技能，为学生未来的学习和职业发展奠定坚实的基础。

参考文献：

[1] 张治斌，张良均.Python编程基础[M].2版.北京：人民邮电出版社，2021.

[2] 郑丽萍.“三教改革”背景下高职Python程序设计课程教学方法改革的探索与实践[J].中国新通信，2023，25（10）：140-142.

[3] 刘素霞，陈佛连.项目式教学在高职Python程序设计课程教学改革的应用探索[J].电脑知识与技术，2023，19（16）：145-148.

[4] 冀全朋，严海升.Python程序设计课程教学改革与实践——基于项目教学模式[J].西南师范大学学报（自然科学版），2021，46（11）：90-95.

[5] 余波，罗莉霞，易晨晖.新工科建设背景下Python程序设计课程教学改革与实践[J].计算机教育，2021（11）：80-84.

[6] 杨荣领.《Python语言程序设计基础》课程教学改革实践[J].高教学刊，2019（3）：135-137.

【通联编辑：谢媛媛】