項目式教學在高職Python程序設計課程教學改革的應用探索

劉素霞，陳佛連

(1.新疆農業職業技術學院，新疆 昌吉 831100；2.新疆開放大學，新疆 烏魯木齊 830002)

0 引言

隨著大數據和人工智能時代的到來，Python 語言已逐漸成為大數據和人工智能領域的常用編程語言，國內很多高校的計算機相關專業均開設了Python 程序設計課程，與此同時關于Python語言的教學模式也受到了廣大教育工作者的普遍關注和重視。目前很多程序設計類課程，仍然沿襲傳統的教學模式，在課堂教學中還是以教師的教為中心，按照講解課件、演示案例、上機練習等步驟開展教學，學生被動學習，課程學習興趣不高，參與課堂積極性有限，教學效果不甚理想。

項目式教學或項目學習(Project-Based Learning，簡稱PBL) 的開展是以真實的項目為載體，強調在教學過程中以學生為中心，以提升學生的素質和能力為主要目標，引導學習者通過自主學習或小組合作等方式開展學習，從而獲得知識和能力的全面發展的一種教學模式[1]。項目式教學注重學生邊學習、邊實踐、邊思考、邊總結、邊建構，倡導學生在完成項目任務的過程中，提升其動手實踐、批判思維以及解決問題的能力，此教學模式更加符合當前倡導的“以學生為中心”“以活動為中心”“以實踐為中心”的教育教學理念[2]，同時這種教學模式也為培養高素質技術技能的應用型人才提供了有效途徑。

基于此，結合理工科類專業課程特點和新疆高職院校學生特點，本文嘗試使用項目教學模式應用于Python程序設計課程教學中，以將程序設計基礎知識及軟件開發相關知識等有效應用到實際項目中，同時融入社會主義核心價值觀、中華傳統文化等思政內容，為真正實現“課程育人”成效提供借鑒。

1 改革思路

1.1 以職業能力培養為核心進行課程設計

學生通過課程學習掌握編程語言的基本語法，建立程序設計的基本能力，通過完成項目的整個過程，提升其項目設計與開發和代碼調試能力，同時，在課程實施過程中培養學生兩種精神（敬業精神、協作精神）、四種能力（自主學習能力、交流合作能力、問題解決能力以及動手實踐能力）[3]。

1.2 以企業項目為教學載體確定教學內容

教學內容設計過程中，參考某企業的信息管理系統項目的開發流程，結合學生的基本學情，對企業項目進行本地化改造，改造成學生熟悉的“高校學生信息管理系統”，根據項目目標對教學內容進行模塊化設計，并將模塊化內容進行細化分解，拆解成具體實施的任務。以項目實現為暗線，以完成具體任務為明線，“雙線并進”，實施理實一體化融合教學。

2 項目教學改革實踐

2.1 教學目標

Python 程序設計課程是新疆農業職業技術學院大數據技術專業的一門基礎必修課，總學時為48 學時，后續課程有數據分析技術、數據可視化技術等，目前Python 語言已逐漸成為大數據和人工智能領域的常用編程語言，近年來對畢業學生就業企業的調研中，發現，在實際工作中對計算機程序設計語言的需求不僅僅是掌握其基本語法[4]，能夠編寫代碼等，更看重的是從業人員針對具體問題的分析、判斷及解決能力，還有團隊協作、交流溝通能力等。

依據大數據專業人才培養方案、Python 程序設計課程標準，對照大數據技術相關職業崗位對Python語言編程的要求，結合我校學生的基本學情分析，確立了該課程的教學目標：學會編程、學會學習、學會合作、學會表達即通過課程學習掌握編程語言的基本語法，建立程序設計的基本能力，同時通過項目的整個實現過程，培養學生就業時所需的職業素質以及各項專業能力。并且在設置教學目標時，不僅考慮到學生知識的學習與技能的訓練，還在職業道德、團隊協作、精益求精、科學嚴謹等精神對學生進行正確引導。

為了達到課程教學目標，課程組在教學內容設計過程中，認真參考某企業的信息管理系統項目的開發流程，結合學生的基本學情，對企業項目進行本地化改造，改造成學生熟悉的“高校學生信息管理系統”，基于項目教學的優勢，進一步對本課程的教學內容進行進一步優化，以項目為主線，貫穿所有章節知識點，圍繞知識傳授、能力培養及價值塑造三方面，從多方位提升學生的程序設計水平和問題解決能力，在完整的綜合項目中提高學生的實踐技能和編程水平，以實現理論與實踐的深入融合，為提高學生的綜合素質和能力奠定了良好基礎，同時也通過Python程序設計課程的學習，為后續學習人工智能、數據挖掘等打好工具上的基礎[5]。

2.2 教學設計

以“項目引領，任務驅動”的理念為指導，根據國家教學標準、專業人才培養方案和課程標準，參考某企業的信息管理系統項目的開發流程，結合學生的基本學情，對企業項目進行本地化改造，改造成學生熟悉的“高校學生信息管理系統”，將課程進行模塊化設計，整體設計成1 個大項目以貫穿所有章節知識點。在教學設計中，建立了以“高校學生信息管理系統”為項目主體，以界面設計、菜單選擇、循環訪問、異常處理、模塊化設計、信息存儲等為任務，以使用print語句輸出界面、使用分支結構進行菜單選擇、使用循環實現固定或不固定次數訪問等子任務，形成了“項目-任務-子任務”三層教學體系，逐步細化分解，將一個完整的大項目拆解成若干個可實現、可操作的小任務，并且將相關知識點貫穿于任務的學習中，同時隨著教學內容的不斷深入，任務的難度也在逐漸增加，然后將這些成果進行組合疊加，即可完成項目的基本功能，最終通過綜合的案例實踐，完成項目的全部功能設計與代碼測試，見表1。

表1 “項目-任務-子任務”三層教學體系

為了切實落實習近平總書記提出的“立德樹人”根本任務，教學設計過程時，本課程在參照企業生產流程，以項目實現為主線實施模塊化教學的同時，圍繞思政目標，結合課程知識點將社會主義核心價值觀、優秀的傳統文化、愛國主義、工匠精神、奮斗精神等思政內容，有機、有效、有意地融入課程，旨在打造沉浸式課程思政模式，比如在任務1：界面設計中，主要學習Python的相關語法知識，主要任務是利用輸入輸出語句，完成學生信息管理系統的界面設計，而基礎語法部分是學習Python程序設計的基礎理論知識，思政教育的主題確定為“夯實基礎”，引用荀子《勸學》中的語句“不積跬步，無以至千里；不積小流，無以成江?！盵6]告誡學生“成功的背后都需要持續的沉淀”；在任務2：菜單選擇中，主要學習Python 選擇結構知識，利用Python 選擇結構完成學生信息管理系統的菜單選擇，思政主題引入“人生選擇”的話題，以“兩彈一星”科學家錢學森學成歸國事跡為案例，將個人價值和國家利益緊密聯系，引導學生做好人生選擇；在任務3：循環訪問中，主要學習for循環、while循環等循環結構實現系統的多次訪問，引入“重復的力量”的思政主題，以“大國工匠”為案例，激發學生領悟堅持的魅力和重復的價值等，具體見表2。

表2 具體任務中的思政元素

2.3 教學實施

在具體的教學實施過程中，以高校學生信息管理系統項目為引領，并將課程相關理論知識融入項目的設計與實現過程，學生邊學習、邊實踐、邊思考、邊總結，更好地發揮了學生的學習積極性，激發其學習熱情。同時，為切實落實習近平總書記提出的“全員、全方位、全過程”育人的要求，本課程還引入了相關企業導師，采用線上線下混合式教學方式，教學過程貫穿課前、課中、課后三個階段，實現全過程育人。

在課前利用學習通平臺等引導學生在課前自主預習，完成教師發布的相關微課視頻的學習，做到新課先知。

在課中采用“任務驅動法”“案例教學法”等，課堂由任課老師主導，按照提出任務——分析任務——參與協助——組織參與——舉一反三——評價總結等環節開展教學，學生作為學習主體，按照思考理解——討論發現——合作探究——展示匯報——鞏固練習等過程，完成小組的自主學習任務。并且在舉一反三環節，除了利用學習通平臺完成理論知識的鞏固練習外，還使用頭歌實踐教學平臺進行實踐操作練習，以實現理實一體化，鞏固學習成果。

在課后階段，為進一步提升學生的動手實踐能力、合作探究精神等，在頭歌實踐教學平臺發布課后作業，鞏固課堂知識，具體見圖1。

圖1 任務驅動三環六步教學實施過程

以下是 Python 課程中循環結構部分用 PBL 課程思政開展教學的實施過程，見表3。

表3 項目引領、任務驅動的教學實施過程

2.4 教學評價

教學評價的方式，往往影響著教師教與學生學的方式，教學評價就是依據教學目標對教學過程及結果進行價值判斷并為教學決策服務的活動，是對教學活動現實的或潛在的價值作出判斷的過程。教學評價不僅是對學生學習情況的考查，還是對教師教學效果的檢驗[7]。為了更加真實客觀地反映學生在學習過程中的問題分析及解決能力、綜合應用能力以及動手實踐水平，依據本課程的教學目標，建立了包括過程評價、結果評價、增值評價、綜合評價等多樣化過程化的考核方式，如表4課程考核方式所示。

表4 課程考核方式

過程性評價貫穿課前、課中、課后三階段，主要包括課前學習通平臺學習情況、課前測試情況，課中考勤情況、隨堂練習、個人/小組分享情況、課堂互動情況，課后則包括課后預習以及課后實踐教學使用情況等；結果評價主要考核學生對課程知識點、技能點的掌握情況，以單元測試、頭歌實踐教學平臺上的綜合練習情況為主；增值評價主要考查所有同學在課程初始到期中、期中到期末，以及課程起始到課程結束的過程中，由老師對學生的學習態度、學習效率、任務參與等情況進行發展性評價；綜合評價主要考核學生在綜合項目的表現情況，綜合項目以小組合作的方式完成，考核時由學生小組進行展示講解，并且該小組成員根據個人的參與情況進行自我評價；教師和其他小組進行評價，包括四個部分：項目整體（是否運行正常、邏輯是否清晰）、演示匯報（演示是否正常、講解是否正常、PPT 是否精美）、小組提問（回答是否清晰準確）、項目創新點等。

3 結束語

項目式教學在Python 程序設計課程教學改革的應用探索，參考了某企業的信息管理系統項目的開發流程進行教學設計，結合學生的基本學情，對企業項目進行本地化改造，改造成學生熟悉的“高校學生信息管理系統”，以項目實現為主線，貫穿所有章節知識點，圍繞知識傳授、能力培養及價值塑造三方面，從多方位提升學生的程序設計水平和問題解決能力，最終實現了學生信息管理系統從框架到內涵的層層提升，變抽象為直觀，極大地提高了教學效果。然而，Python程序設計課程不僅是大數據技術、人工智能技術專業開設的專業基礎課，同時也是物聯網應用技術專業的一門專業選修課，對于不同的專業相同的課程關注點必然有所不同，實施項目式教學還存在很多需要深入研究和探討的內容，例如項目設計如何與專業結合、如何更有效地關注學生的增值性評價、如何利用現有平臺，提供更貼合專業的案例等，這些內容不僅涉及課程內容建設，還關系到教師教學評價等，需要不斷實踐完善，后續將逐步完善課程教學體系，提高課程教學質量，以期培養出更多高素質、高技術技能人才[8]。