Python程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)與實(shí)踐

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摘要：闡述python程序設(shè)計(jì)課程的情況、教學(xué)目標(biāo)，EduCoder實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的教學(xué)實(shí)踐，利用EduCoder實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)Python程序設(shè)計(jì)課程傳統(tǒng)教學(xué)模式與線上教育的融合。

關(guān)鍵詞：軟件工程，程序設(shè)計(jì)，實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，Python，EduCoder。

由于Python提供了高效的高級(jí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，還能簡(jiǎn)單有效地面向?qū)ο缶幊蹋瑥?qiáng)大的內(nèi)置對(duì)象、標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)以及開(kāi)源的各類(lèi)擴(kuò)展庫(kù)，使得各個(gè)領(lǐng)域的人員都能應(yīng)用它解決實(shí)際問(wèn)題，Python也因此成為多數(shù)平臺(tái)上寫(xiě)腳本和快速開(kāi)發(fā)應(yīng)用的編程語(yǔ)言。這門(mén)課程的目標(biāo)是讓學(xué)生理解Python編程語(yǔ)言并掌握應(yīng)用方法，形成計(jì)算思維，能夠?qū)ython語(yǔ)言作為解決各類(lèi)實(shí)際問(wèn)題的工具，并通過(guò)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目將學(xué)生學(xué)習(xí)的知識(shí)轉(zhuǎn)變成能力，最終使學(xué)生能夠掌握一門(mén)幫助專(zhuān)業(yè)后續(xù)課程學(xué)習(xí)且具有廣泛應(yīng)用價(jià)值的編程語(yǔ)言。

1計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程的特點(diǎn)

Python語(yǔ)言是一門(mén)應(yīng)用性較強(qiáng)的編程語(yǔ)言，因此在開(kāi)展Python程序設(shè)計(jì)這門(mén)課教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)該思考如何加強(qiáng)學(xué)生實(shí)際應(yīng)用的能力。縱觀目前大部分高校，教學(xué)過(guò)程中此類(lèi)編程設(shè)計(jì)類(lèi)課程依然采用傳統(tǒng)先課堂學(xué)習(xí)后實(shí)驗(yàn)室照本宣科抄代碼的形式。在這種方式下，課堂上以教師為主的講授理論知識(shí)為主，學(xué)生被動(dòng)接受，具體知識(shí)點(diǎn)的實(shí)踐留作課后作業(yè)留給學(xué)生，讓學(xué)生課后自己操作練習(xí)，主要依賴(lài)學(xué)生的自覺(jué)性。此外，在學(xué)生被動(dòng)接受的過(guò)程中，課程理論知識(shí)偏多缺少互動(dòng)，學(xué)生很少能主動(dòng)參與到教學(xué)過(guò)程中來(lái)。為了提高教學(xué)效果，在采用傳統(tǒng)的教學(xué)方式外，Python程序設(shè)計(jì)課程正在探索采用線上線下結(jié)合的教學(xué)方式。特別是疫情發(fā)生之后，線上教學(xué)的剛需更是極大地推動(dòng)這一改革。目前主流的線上教學(xué)平臺(tái)有中國(guó)大學(xué)慕課（MOOC）平臺(tái)、超星泛雅網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)等。這些平臺(tái)都能夠幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)效率具有通用性。但它們都沒(méi)有考慮到一些課程的專(zhuān)用性。這種教學(xué)模式常常帶來(lái)一些問(wèn)題。首先是學(xué)生線上學(xué)習(xí)容易出現(xiàn)“刷課”等學(xué)習(xí)問(wèn)題，而線上平臺(tái)對(duì)此沒(méi)有較好的監(jiān)管措施，另一方面教學(xué)過(guò)度線上，學(xué)生與學(xué)生，學(xué)生和教師之間溝通機(jī)會(huì)少等問(wèn)題。針對(duì)程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)目前常用線上教學(xué)平臺(tái)的不足，選擇EduCoder實(shí)訓(xùn)平臺(tái)探索Python程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革。

2EduCoder平臺(tái)功能

EduCoder教育者是一個(gè)面向計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)教育和實(shí)踐平臺(tái)。借鑒開(kāi)源軟件的思想，遵循資源共享、協(xié)同開(kāi)發(fā)和可信評(píng)估三個(gè)基本概念，為計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程實(shí)踐中涉及的任務(wù)、人員、資源和協(xié)作提供不同層次的支持。EduCoder平臺(tái)其主要特點(diǎn)包括以下幾個(gè)方面。（1）提供編譯環(huán)境。在EduCoder教師可以布置實(shí)訓(xùn)作業(yè)，讓學(xué)生利用平臺(tái)提供的編譯環(huán)境直接練習(xí)闖關(guān)，對(duì)于程序進(jìn)行開(kāi)發(fā)類(lèi)課程我們可以通過(guò)記錄學(xué)生的編程軌跡，將只關(guān)心“考試結(jié)果”的思想向注重“學(xué)習(xí)過(guò)程”轉(zhuǎn)變，真正鍛煉編寫(xiě)程序的能力。（2）匯聚成熟資源。平臺(tái)不僅提供了大量的各種形式的軟件方面的資源（包括資料，代碼和數(shù)據(jù)等），還包括課程實(shí)踐過(guò)程中所積累起來(lái)的各種實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目資源。（3）群體化實(shí)踐教學(xué)。每一個(gè)實(shí)訓(xùn)任務(wù)設(shè)置任務(wù)描述、知識(shí)點(diǎn)說(shuō)明和編程說(shuō)明和測(cè)試要求，實(shí)現(xiàn)邊學(xué)習(xí)、邊練習(xí)、邊測(cè)試，理論知識(shí)點(diǎn)在左、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目在右，理論和實(shí)踐配套加深學(xué)生的記憶。此外每個(gè)任務(wù)設(shè)置討論區(qū)，在討論區(qū)中展示了歷屆同學(xué)的討論過(guò)程和學(xué)習(xí)心得。

3EduCoder實(shí)訓(xùn)平臺(tái)在Python程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)

基于EduCoder實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的Python程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)是一種線上線下教學(xué)方式的融合。教師不僅要準(zhǔn)備線下課堂素材，還須準(zhǔn)備線上教學(xué)視頻等。此外教師還要準(zhǔn)備互動(dòng)學(xué)習(xí)討論話題，發(fā)布在線實(shí)訓(xùn)任務(wù)等。在教學(xué)實(shí)施過(guò)程中，利用EduCoder平臺(tái)開(kāi)展教學(xué)將整個(gè)教學(xué)過(guò)程分為課前準(zhǔn)備、課堂教學(xué)和課后反思三個(gè)階段。課前準(zhǔn)備。（1）教師基于實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目建立翻轉(zhuǎn)課堂和討論區(qū)，學(xué)生們通過(guò)掃描二維碼進(jìn)入課堂。教師需要依據(jù)教學(xué)大綱安排，分析學(xué)生的需要，提煉教學(xué)重點(diǎn)，在EduCoder平臺(tái)發(fā)布線上學(xué)習(xí)視頻。（2）教師需要根教材內(nèi)容開(kāi)發(fā)與之對(duì)應(yīng)的一套實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，提前錄梳理做好教學(xué)設(shè)計(jì)，整理出課程重點(diǎn)、難點(diǎn)，并設(shè)計(jì)相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)的程序?qū)嵗膶?shí)現(xiàn)和調(diào)試。讓學(xué)生不僅掌握課程理論概念，還對(duì)問(wèn)題求解的實(shí)踐過(guò)程有了深刻的認(rèn)識(shí)。（3）教師要根據(jù)課程進(jìn)度設(shè)計(jì)并發(fā)布實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，實(shí)訓(xùn)內(nèi)容可以借鑒平臺(tái)上已有的成熟資源，也可以由老師在課前個(gè)性化創(chuàng)建。在設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目時(shí)教師要把本課程知識(shí)點(diǎn)提取出來(lái)放在實(shí)訓(xùn)練習(xí)界面左側(cè)，同時(shí)項(xiàng)目既要引入趣味性又要結(jié)合現(xiàn)實(shí)實(shí)際問(wèn)題。課堂教學(xué)階段。學(xué)生借助實(shí)訓(xùn)平臺(tái)直接在線編程、編譯、執(zhí)行，而不用額外安裝編譯軟件。出了互聯(lián)網(wǎng)這一基本必須條件外，學(xué)生不再受軟硬件設(shè)備的約束，手機(jī)或電腦通過(guò)平臺(tái)官網(wǎng)進(jìn)入課程就可以開(kāi)始實(shí)訓(xùn)，大大延長(zhǎng)了學(xué)生實(shí)訓(xùn)的時(shí)間。（1）教師通過(guò)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的評(píng)論區(qū)與學(xué)生在線答疑，同時(shí)借助翻轉(zhuǎn)課堂跟蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程，統(tǒng)計(jì)任務(wù)完成情況，了解其編程軌跡等。（2）線上借助趣味學(xué)習(xí)、比賽激勵(lì)等多樣化的活動(dòng)內(nèi)容來(lái)豐富學(xué)生學(xué)習(xí)途徑，線下借助討論區(qū)建立話題引導(dǎo)學(xué)生思考，幫助教學(xué)過(guò)程良性前進(jìn)。（3）通過(guò)EduCoder平臺(tái)已有的機(jī)制，設(shè)置獎(jiǎng)懲措施，監(jiān)督管理學(xué)生的線上學(xué)習(xí)過(guò)程，提高學(xué)生之間的競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)。課后練習(xí)設(shè)計(jì)階段。課后教師及時(shí)布置線上作業(yè)，學(xué)生按時(shí)完成作業(yè)。教師可選擇典型作業(yè)共開(kāi)，供所有學(xué)生討論和參考。在平臺(tái)后臺(tái)，教師可以對(duì)學(xué)生作業(yè)完成度進(jìn)行分析，從而了解學(xué)生知識(shí)點(diǎn)的掌握情況。為下一次課程調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，重點(diǎn)講解出現(xiàn)了普遍性錯(cuò)誤的問(wèn)題。教學(xué)反思。采用EduCoder實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的Python程序設(shè)計(jì)教學(xué)，達(dá)到了預(yù)期的效果，將實(shí)踐性強(qiáng)的編程基礎(chǔ)類(lèi)課程直接借助平臺(tái)實(shí)現(xiàn)理論+實(shí)踐教學(xué)；討論區(qū)中集合了學(xué)生、教師及其他互聯(lián)網(wǎng)群體的力量和智慧，實(shí)現(xiàn)教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間的有效溝通。但也出現(xiàn)一些不足：（1）EduCoder平臺(tái)沒(méi)有專(zhuān)門(mén)設(shè)立考勤管理模塊，無(wú)法對(duì)學(xué)生考勤進(jìn)行管理，為此筆者考勤使用方式是釘釘群簽到方式。（2）每個(gè)實(shí)訓(xùn)任務(wù)都是提供單獨(dú)的實(shí)訓(xùn)報(bào)告，沒(méi)有一個(gè)實(shí)訓(xùn)匯總模塊，無(wú)法看到這個(gè)學(xué)生在本學(xué)期本門(mén)課所有的實(shí)訓(xùn)情況。（3）程序執(zhí)行結(jié)果必須與預(yù)設(shè)答案執(zhí)行結(jié)果完全一致，系統(tǒng)測(cè)評(píng)缺乏一定的靈活性。

4結(jié)語(yǔ)

基于EduCoder平臺(tái)發(fā)布實(shí)訓(xùn)練習(xí)，直接在線上完成編程任務(wù)，擺脫了傳統(tǒng)紙上作業(yè)或考試對(duì)實(shí)踐性強(qiáng)的編程課程的考核不準(zhǔn)確性。通過(guò)結(jié)合生活實(shí)際的實(shí)訓(xùn)練習(xí)鍛煉了學(xué)生的實(shí)際編程能力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo)。

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作者：胡子慧 楊利華 單位：景德鎮(zhèn)陶瓷大學(xué)