基于OBE+BOPPPS的“Python程序设计”课程混合式教学研究

摘要：针对“Python程序设计”课程在非计算机专业授课中，存在教学方式单一、重理论轻实践、缺少可视化分析、难掌握学生进度等问题，在混合式教学模式背景下，将OBE教育理念融入BOPPPS教学模式中，重构课程内容设计体系，注重编程思维培养，以学生参与式学习为核心，结合Python123线上平台，完善课程达成度评价方法，深度探索多元化的教学方式并应用于实际教学中，以此提升非计算机专业学生学习Python的兴趣与积极性，提升教学质量。

关键词：OBE教学理念；BOPPPS教学模式；混合式教学；Python程序设计

中图分类号：G642

1概述

随着信息技术的发展与普及，计算机已深度融合到大部分传统行业之中，编程逐渐成为一种使用工具。Python语言作为简单明了的编程语言，能够简化问题的解决方案，实现自动化求解，可以帮助学生将重点放在解决问题的思路思考上，从而简化对抽象编程语言结构的理解学习。因此，Python语言成为目前国内高校非计算机专业编程类课程的首选。但对于没有计算机编程基础与程序设计概念的学生来说，程序设计类的课程仍然是一种挑战。

2“Python程序设计”课程教学研究现状

目前，我国高校非计算机专业公共编程基础课程的教学现状的主要表现有以下4个方面。

2.1编程类课程实践性强，线下课堂教学难

“Python程序设计”课程在着重掌握基础编程概念之外，大量的代码实践也是必不可少的。但实践教学学时受限，无法在课堂上进行大量实践实操，因此实践教学环节的主要方式为学生课下自主练习，教师较难掌握学生实践练习情况，且代码实践教学采用灌输式讲解的方式，很难使非计算机专业学生理解并掌握代码实现过程。

2.2教学方式单一，重理论轻实践

编程类课程在理论教学中常采用传统LBL（LectureBasedLearning）课堂教学模式，该模式围绕教材知识体系展开教学工作，以教师全程灌输式讲课为核心。这种教学方式比较单一，忽视了学生的差异性及个性化需求，且课程偏向理论讲解，应用和实践很少。学生对课程的实际作用产生疑惑，教学质量不佳。

2.3缺少可视化分析，难以掌握学生学习进度

“Python程序设计”作为公共基础课，上课学生及开设班级数多。通过传统手工批改作业的方式，教师难以对学生作业数据进行挖掘与可视化分析，很难对学生知识点掌握情况做到良好把控，存在忽视学生差异性及个性化需求，学生学习难理解、难掌握的现象。

2.4现有线上课程无法针对性满足学生需求

现有线上课程教学内容由于侧重点不同，与“Python程序设计”教学大纲存在出入，非计算机专业学生很难选择到与教学大纲内容契合的线上课程，影响学习效率。

3“Python程序设计”课程教学设计

3.1线上线下混合式教学设计

基于O2O的混合式教学模式［1］，侧重点在于线上教学内容与线下教学内容的设计与分配上。线上教学：学生通过对教师录课视频的学习，完成教师布置的学习任务，起到对本节课知识点预习与复习的作用。线下教学：在课堂上，设计翻转课堂环节，引导学生互助答疑，然后教师再对本节课重难点内容进行讲授，并对学生在线学习后普遍存在的问题进行统一答疑。

3.2OBE+BOPPPS教学模式设计

本文基于OBE教学理念［3，5］，以掌握Python语言基础编程需求为牵引，重构课程内容设计体系，注重编程思维培养，面向实际应用，结合BOPPPS教学模式［4］的两大核心（全方位参与式学习；及时挖掘学生的反馈信息，调整后续教学活动），设计出符合“Python程序设计”课程的定制化OBE+BOPPPS混合式教学模式。

基于OBE+BOPPPS的“Python程序设计”课程混合式教学改革方案如图1所示。基于OBE教学理念，分析当前非计算机专业学生对于编程语言的学习需求，结合学校应用型人才培养的定位，从知识、能力、素质等方面确定“Python程序设计”课程教学的总体目标。BOPPPS教学模式的导入、目标、前测、参与式学习、后测、总结6大方面融入线上线下教学模式当中。导入、目标、前测可与线上教学相融合，教师制定好线上学习内容，发布学习任务，学生自主完成线上学习并进行自测，根据自测情况自主反思和多次重复学习。参与式学习、后测可与线下教学结合，教师通过学生前测结果，设计翻转课堂教学模式，使学生之间也可开展互助答疑，达到学生全方位参与学习的目的，翻转课堂之后教师再对重难点进行剖析以及答疑。课后教师与学生共同进行反思总结，持续改进，学以致用。

图1基于OBE+BOPPPS的“Python程序设计”课程混合式教学改革方案图

4“Python程序设计”课程教学实施

本章以“Python程序设计”课程第一章《Python语言概述》为例，展示OBE+BOPPPS+混合式教学在课堂教学中的实施。

4.1线上线下混合式教学模式实施

本文基于O2O的混合式教学模式，主要从3个阶段来进行。

4.1.1线下——课堂教师引导

教师通过课程导学引入本节课授课内容、知识点重难点等。以此为课程任务，布置与本节课内容相关的线上视频学习任务及前测作业，督促学生完成自学的内容。

4.1.2线上——网络在线教学

学生通过教师自主录制的课程视频，理解掌握本节课相关知识点，并按时完成教师在Python123在线平台上布置的阶段性任务（前测题目、后测题目等），教师通过Python123在线平台实时查看学生任务完成情况，掌握学生对知识的理解程度，为后续课堂教学做准备。

4.1.3线下——翻转课堂教学

学生完成线上学习任务后，回归课堂，教师对线上教学过程中学生普遍存在的问题采用翻转课堂的方法，进行分组讨论分析，然后统一讲解、答疑、总结，引申和拓展知识。

4.2OBE+BOPPPS教学模式实施

4.2.1导言

课程导言是吸引学生注意力以及提升学习兴趣的主要方式，有效的课程导言不但可以着重引入本堂课的重点内容，而且能加强学生自身与教学知识点的联系。导言通常可以从生活中的实际例子出发，用一幅图片、一个生活案例、一个视频等，引导出本节课的教学内容，并通过寓教于乐的方式展现教学内容重难点、学习目标。

《Python语言概述》这一章的导言是结合生活中体重相关的例子，展示一段Python计算BMI指数的代码，引起学生对于编程语言的兴趣，并以自然语言为出发点，介绍Python语言及本章的学习目标。

4.2.2课程目标制定

课程目标是BOPPPS教学模式中的核心，只有课程目标确定了，其余5个部分才可以顺利开展。因此制定合理、有效、可评估的课程目标成为关键点，OBE教学理念抛弃传统教学中灌输型教学模式，强调研究型教学模式，也就是将重点放在学生学到了什么而不是教师教了什么，因此，将OBE教学理念融入课程目标制定中，可以做到以学生为中心，达到预期成果。

基于OBE理论，本节课的课程目标从知识、能力、素质三个维度进行设定：

知识目标：掌握Python语言的历史与特点、计算机语言的发展历史、程序设计知识。

能力目标：培养计算思维，将自身的思维方式与计算思维相结合，从而能够使用Python语言去解决本专业领域出现的问题。

素养目标：课程育人贯彻实践出真知的理念，在“Python程序设计”中培养动手实践能力、解决问题的能力和批判性思维。

4.2.3前测

前测是一种能够有效检测学生具备多少学前知识的手段，通过前测，教师能够掌握学生的薄弱知识点，并以此为依据进行针对性授课。如果学生在正式授课之前已经对教学内容掌握度较高，那么便可调整课堂模式，以动手实操为主、教师单点指导为辅。如果学生对于教学内容掌握度较低，出现重难点问题，那么课堂讲授便可将重点放在薄弱知识点上，从而优化课程结构。如何设置前测题目成为主要研究目标，想要在学生提高自测参与感的基础上，让教师收集到重难点信息，前测题目最好是客观题+开放式问答的形式。

《Python语言概述》章节内容相对简单易懂，因此本节课的前测主旨为掌握学生对于Python语言的了解情况，具体实施过程是在Python123在线平台［2］设置客观题与主观讨论题，其中主观讨论题为：请写出你生活学习中可以使用到Python语言的情景。学生在Python123在线平台完成答题后，教师可以通过该平台教师端进行结果分析，客观题可生成统计图表，主观讨论题可生成可视化词云，以此查看学生知识点掌握情况。

4.2.4参与式学习

参与式学习是BOPPPS教学模式的核心，其难点为学生的主动性难以掌握，传统的参与式学习设计中，学生大多为被动参与，因此效果并不理想。真正的参与式学习是以教师为引导，学生发挥内驱力自发投入学习当中的一种模式。实现主动性参与式学习的研究核心是让学生自然而然地参与其中，从潜意识里认为“这是我主观驱动的，而非被动参与的”，因此，可以通过翻转课堂、互助答疑、实际演示等多种方式让学生主动参与进课堂教学当中。

针对《Python语言概述》章节所设计的参与式学习分为以下3部分：

（1）翻转课堂，学生互助答疑，学生每3～4人形成一个课题小组，每个课题小组课前通过线上学习及查阅资料，完成备课工作（期间进行互助答疑）。课上从中选取2个课题组对Python语言的特点、计算机语言分类及发展历史进行汇报展示，教师对展示内容进行补充及纠错。

（2）重难点提炼，教师着重讲授薄弱知识点，通过前测及翻转课堂，提炼出计算机语言类型的优缺点为该小节重难点，教师在翻转课堂之后对该内容进行详细讲解。

（3）学生动手实践，通过Pycharm配置Python2.X版本和Python3.X版本，并运行同一段Python代码，使学生在实践中理解Python2和Python3的不兼容问题，掌握二者之间的差异性。

4.2.5后测

后测是检验授课效果的重要方式，其核心不仅是让学生能自行检测知识点掌握情况，还能向教师反馈学生学习目标达成情况，从而使教师有调整后续授课的依据。因此，在设计后测题目时，应该将前测、课堂表现及学习目标相结合，通过编程练习、题目论述等多种方式检测学生对知识点的掌握情况。

通过前测结果和课堂表现，本节课的后测的具体实施为在Python123平台设置两类习题：①跟随练习的编程题，让学生动手实操。②学生简述Python语言在多种行业中的应用实例。

4.2.6总结

总结是对授课知识结构进行整合梳理，反思学习内容，使课程设计持续改进、学以致用的一种形式。总结可以是学生互相交流讨论得出重难点，也可以由教师引导学生对所学内容进行回顾。

《Python语言概述》这一章节的总结实施过程：给学生10分钟左右时间，以小组为单位进行总结讨论，然后随机选择一个课题小组进行课程总结汇报，汇报内容为本节课的知识重难点，教师对总结内容进行补充及纠正。

4.3可视化分析，动态掌握学习进度

本文采用Python123在线编程平台布置学生前测、后测、作业及练习题，该平台有丰富的习题供学生平时练习，还可以让教师自定义题目，有针对性地出题以及在线测试。通过该平台挖掘学生作业信息，采用可视化技术生成学生错题率、代码提交次数、代码质量分析等可视化图标，动态掌握学生学习情况，实现差异性及个性化需求教学。

4.4课程达成度评价方法

通过学生测验，对学习效果进行检验和评估，并根据整个教学周期内容的不同阶段所取得的数据，将知识点作为完成度评价的指标细化到每个章节，并参照工程认证的方法，完善课程达成度评价体系。

结语

通过OBE+BOPPPS教学模式与线上线下教学模式相融合，采用可视化分析技术等教学改革措施，增强学生学习的积极性和主动性，提高学生的实践能力，提升学生在课堂中参与度和获得感，帮助学生形成“系统思维”能力，最终影响学生的学习习惯，对学生学习态度的转变起到帮助和引导作用，实现提高教学质量的改革目标。

参考文献：

［1］孙健，徐硕，李健.Python语言程序设计混合式教学改革［J］.计算机教育，2023，10（10）：8286.

［2］曾利，郭振军，阳珊珊.基于“Python123”平台的Python课程混合式教学改革探索［J］.西部数字教育，2023，9（18）：136139.

［3］张文胜，陈宏.基于OBE教育理念的混合式教学模式实践与探索［J］.陕西教育，2023，9（19）：3941.

［4］唐满，郭东恩.BOPPPS教学模式在“Python程序开发”课堂教学中的应用研究［J］.电脑知识与技术，2022，18（28）：117119.

［5］贾扬蕾，袁梦洁.基于OBE理念的《Python数据分析》混合式教学模式研究［J］.洛阳理工学院学报，2020，30（4）：9396.

基金项目：中国石油大学（北京）克拉玛依校区2022年校级教学研究项目，基于OBE+BOPPPS+混合式教学模式在《Python程序设计》课程中的教改探索，项目编号：JG2022009

作者简介：李张美智（1995—），女，汉族，新疆吉木萨尔县人，硕士，助教，研究方向：数据可视化、科学可视化、多模态等。