淺析項目化教學在Python程序設計課程中的應用

摘 要：Python作為一種強大的編程語言，已經被廣泛地應用到計算機技術的各個方面，尤其是網絡信息安全領域，它可以幫助網絡管理人員實現網絡管理，并且可以編寫攻擊性的腳本?！禤ython程序設計》作為一門重要的專業課程，由于傳統的以知識點為主的教學方法的局限性，文章建議將項目化的教學方法引入這門課程的教學中。文章通過對項目化教學的深入探討，結合學生的實際需求，將其作為一種有效的教學方式融入整個教學過程中，實現課程的有效實施。

關鍵詞：Python程序設計；項目化教學；應用

中圖分類號：TP313 文獻標識碼：A 文章編號：1673-8918（2023）46-0027-04

一、 引言

近年來，隨著科技的飛速發展，Python語言已經成為一種普遍的編程語言。它被廣泛地應用于各種領域，包括數據分析、人工智能、大型網站開發以及其他各種應用。Python是一種強大的解決方案，在網絡信息安全領域發揮著至關重要的作用。它既可以用來編寫攻擊和防御程序，也是計算機網絡技術專業的必修課程。隨著科技的進步，傳統的教學模式已經逐漸被淘汰，學習者可以通過編寫小程序來解決實際的問題，而無須將所學的知識付諸實踐。因此，文章提出了一種新的、更加有效的項目化教學模式，旨在幫助學習者更好地掌握所需的技術，從而更好地挖掘自身的潛力。

文章通過將項目驅動應用于Python課程教學，提出了一種新的實驗方法，即采用抽簽系統，旨在激發學生的學習熱情，培養與鼓勵其動手能力及創新思維。在課程案例設計上，采取團隊協作方式，以更好地滿足學生學習需求，及時有效地監測學生的學習進度。因此，如何激勵那些缺乏自律性和協作能力的學生，讓其積極參與到Python語言的學習中來，是需要深入研究的課題。

二、 Python設計課程介紹及項目化教學的應用價值

（一）Python程序設計課程介紹

Python編程教學是一種有效的課程教學方式，它將基礎語法、控制語句、表達式、函數等融入教學過程中，旨在幫助學生掌握Python的編程技能，從而能夠更好地解決實際問題，并且能夠有效地將其應用到項目中。學生可以通過項目式教學來自主完成程序設計和運行，這將有助于他們發掘自己的編程潛能，并且提高他們的能力。關于Python編程，它包含四個關鍵部分：假定、設計、實施以及最終的成果。換句話說，項目就是一組任務，用來實現預期目標的組合?！绊椖俊笔且粋€完整的概念，由許多獨立的任務和相關的要求組成，而且每個任務之間都具有很好的聯系。使用Python進行編程教學可以帶來顯著的好處。

（二）項目化教學對編程課堂的應用價值

項目化教學主要以具體的教學項目作為研學載體，將專業課程需要解決的難點、重點形成學習任務進行教學目標的驅動，以解決學習目標作為導向，在完成具體任務的過程中掌握專業領域的理論知識并提升實踐能力，其通常以項目小組的形式開展教學，以學生為主體，激發學生的求知欲，采用課堂研討方式最終形成設計方案，再通過小組進行論證與實踐來確保方案的可行性。將項目化教學模式始終作為主線貫穿于整個教學過程，增強學生解決問題的目標認知，提升學生不斷探索與發現過程中的成就感，從而激發學生的學習動力。

項目式學習的出現可以打破傳統編程課堂教學過程中以教師為主的教學模式，使學生以協作交流和小組合作等形式參與到項目實施的全過程，督促學生在學習過程中遇到問題要共同探究并解決問題、積極思考以至完成項目任務。在項目式學習的過程中教師只是起到引導的作用，當學生出現項目問題時，教師不會直接進行解答而是一步一步地引導學生直到找到解決問題的方法，在這個過程中學生不僅對編程知識有所掌握，還培養了獨立思考探索能力、協作能力、實踐創新能力。因此，項目式教學模式對Python編程類實際課堂教學具有重要的現實意義與應用價值。

三、 我國高校Python程序設計課程的教學現狀

（一）高校學生對編程缺乏理解

新生在高校公共基礎課中，通常會接觸到Python程序設計課程，但是由于許多IDE環境（集成開發環境）都是全英文的，涉及大量計算機專業英語詞匯，加上程序設計需要編程思維，一些學生可能會感到不適應，因此，他們需要學習更多的經驗和技能，以便更好地掌握Python的編程技能。因此，如果教學模式不能及時更新，很難讓學生從零基礎轉變為擁有獨立自主的編程能力，從而提高他們的編程能力。許多學生沒有接受過正規的計算機或軟件教育，因此對編程技術毫無熱情，甚至有些人擔心將來無法勝任編程和軟件開發的職位，而這種觀念可能會讓他們感到沮喪。他們堅信，Python編程技術是軟件開發者必須掌握的技能。

（二）教學方式和方法較為傳統

目前，Python編程的教學方法主要由高校教師來傳授理論知識，課后結合實驗進行練習與掌握。許多理論知識都需要課后深入理解，因此在進行實驗時，學生往往會模仿老師的“照葫蘆畫瓢”，僅僅是按照實驗案例的代碼來按鍵，而在面對實際問題時，他們往往會感到困惑，無法利用自己的所學知識和編程思維來解決問題。

現代教育技術的發展，使得傳統的教學方法已經不再適用于當今的教學環境，因為現代的教學方法更加注重實踐性，學生可以通過案例項目來實際操作，而不僅僅是理論的傳授。Python是一個強大的編程工具，它可以支持多種復雜的語言，包括if、if-else、while、for、循環嵌套、break、continue以及其他各種功能。通過實際案例項目的練習，學生可以更深入地理解這些概念，并更好地掌握Python技術。這不僅僅是一種理論的傳授，還是一種實踐的學習方式。通過一次課程，學生可以熟練掌握語法和語句的實際應用，但是，這種教學方式對Python程序設計等課程來說，顯然是不夠的。

四、 Python編程項目式教學流程的設計

（一）基于項目驅動Python課程教學設計

隨著科技的進步，企業越來越需要掌握處理復雜數據的專業知識和技能的人員。Python語言的廣泛應用已經成為計算機行業和就業市場的一個熱門話題，這也引發了教育界的極大關注。為了幫助非計算機專業的學生掌握大數據分析技術，開設Python程序設計課程已經成為當今高校面臨的一項重要挑戰，這一挑戰必須得到有效的解決。當前，教育界正積極探索Python教育改革，把它視為非計算機專業程序設計教育的一次重大機遇，努力實現教育的全面改善和提高。使用這種新的方法，能夠大幅度提升Python課程的效率，并為學生帶來一種更為完善和靈活的評估機制，從而更好地展示他們的學習成果。此外，我們還可以利用工程實踐項目，開發出針對創新創業的Python程序，從而不僅讓學生掌握基礎知識，更加強化他們的表達、協作、思維和動手實踐能力。通過對Python語言的深入研究，提出了兩種不同的教學方式：首先，通過基礎知識的講解，讓學生更好地理解Python的基本功能；其次，利用第三方庫，通過實際案例來加深學生對Python的理解，從而提升他們的學習興趣。盡管掌握Python編程語言可以讓大部分學生輕松實現課程項目設計，但由于課時有限，許多學生仍然處于初學者的困境中，無法充分挖掘自身的潛力。如果沒有深入學習并熟練運用編程語言和算法，就很難感受到編程的樂趣和價值，也很難發揮出應用計算機思維來解決實際問題的能力。

（二）Python編程項目式教學流程的設計

通俗地講，項目式教學沒有固定的模板，但我們可以根據需要來調整課堂流程，這樣做有助于強化“以生為本”的課程理念。通常來說，Python編程課堂流程如下：第一，確定項目。根據學生的興趣和Python的學習進度，老師會提供多個項目和一個主要問題，讓學生自己選擇或共同討論。第二，制訂計劃。通過使用Python進行編程，我們可以幫助學生更好地理解所需的功能，并且可以通過創建思維導圖和小組合作來提高他們的技能。第三，通過進行項目分析，我們可以進行活動研究。借助Python項目團隊的努力，我們將一個復雜的編程過程拆分為若干個獨立的步驟，并利用“自主與合作相統一”架構來實現，從而開拓出更多的創新思路。第四，程序設計練習。在此刻，我們不僅要努力實現編程任務的完美實現，還應該積極鼓勵學生進行創新性的表達與交流，以便給予他們更多的空閑時光。第五，教學評價。從直觀的角度來說，“輸出結果”可以作為Python編程項目的教學評估的參考，但要想真正地達到預期的效果，還需要老師的指導和幫助，讓學生深入理解代碼的結構和設計思路，并且發現自身的潛力，從而進行改進。

五、 基于項目式教學視角的Python編程實踐路徑

根據前面的分析，為了讓項目式教學能夠吸引初中生，我們建議將游戲化教學理念融入項目中。這樣，我們就能夠更好地實現以游戲為主題的Python編程項目。

（一）確定項目

游戲程序設計應該盡可能簡單，以吸引初中生注意力。但是，這也要考慮到初中生的Python編程能力，因此程序設計應該適度簡單，確保技術實現性。直觀地說，游戲程序設計的復雜度取決于游戲的玩法。此外，還要考慮游戲編程項目是否普遍，比如男生喜歡宏大的場面和復雜的操作，而女生則更喜歡休閑和益智類的游戲。應該重視這種興趣差異，因此在教學中要加以考慮。在“猜拳游戲”項目中，我們可以提出一些簡單易懂、適用性廣泛的游戲，同時也要確保學生掌握Python編程技能，以便能夠輕松完成游戲編程。

（二）制訂計劃

經過確認，老師開始引領學生進行有效的訓練。顯而易見，“思維轉變”的訓練將重點放在抽象思維和計算思維的訓練上，而“石頭、剪子、布”則是一種更加復雜的訓練，它涉及計算機無法理解的肢體語言。通過Python編寫的猜拳游戲，可以將真實世界的情境重新演繹，從而使其更加逼真地呈現在“人機場景”中。因此，老師需要在以下三個方面給予學生充分的指導和幫助：第一，根據“窮舉法”的規則，將“石頭—剪子”“石頭—布”“剪子—布”和“石頭—石頭”“剪子—剪子”“布—布”的六種組合進行比較，并根據比較結果，為每個小組分配不同的角色，最后繪制一張思維導圖，以指示“人贏機輸”和“人輸機贏”的不同情況。第二，對已有的知識點進行全面的梳理和重構，對確保教學計劃的有效實施至關重要，這將會對整個教學過程產生深遠的影響?！半S機出拳”的猜拳游戲的核心要素在于random函數，因此，若學生未能充分利用它，將會影響到該游戲的其他功能。第三，通過重新構建游戲程序，讓它們更加逼真地再現真實世界中的游戲元素。在現實世界中，猜拳游戲非常簡單，幾乎可以在短短的幾秒鐘內就可以確定勝負。為了更好地體驗游戲，游戲程序必須擁有終端顯示功能，可以清楚地展示出計算機的勝負，并且可以實時監測玩家的表現，從而確保游戲的連貫性，不會在一輪之內就結束。

（三）項目分析

在項目分析階段，學生可以自由地脫離教師的干預，而不必依賴于教師的指導。初中生編程實踐的主觀能動性在這一階段得到了充分的發揮，因此，學生應當按照計劃的步驟，分工協作，共同探索，提出有效的解決方案，比如，一名學生可以提出“人出石頭、機出剪刀”，而另一名學生則可以負責驗證該假設，從而有效地推動學生的學習和發展，同時也應當重視合作學習的有效性。通過將復雜的猜拳游戲拆分為若干個小步驟，可以有效地提升團隊的協作能力，這一點極其重要?！安氯螒颉表椖康乃悸纺Ｐ涂梢员挥脕碚鞵ython編程語言，它以“雙方出拳→雙方亮拳→判斷勝負→循環游戲”為基礎，讓學生可以更加深入地理解Python編程的概念。

（四）編程實踐

編程實踐是一種在上機操作環境中進行的技能訓練，教師應該鼓勵學生從一開始就把重點放在編程的正確性和可靠性上，并且嚴格按照游戲設計方案來編寫，每完成一個預期功能后，再進行全面的檢查。比如，在游戲中，要想讓計算機隨機出拳，就必須解決兩個關鍵的問題：首先，如何讓計算機自動完成這個任務。在計算機輸入時，我們可以使用一些特殊的方法來評估一個人的拳擊行為的準確性。一種方法是使用一些特殊的字符串來表示一個人的拳擊行為，老師可以通過實際案例來幫助學生更好地理解“出錯拳”的概念和原理?！凹糇印钡睦忧宄乇砻?，將剪子的錯誤編號改為“出錯拳”，就像在現實世界里玩猜拳游戲，用三個手指來代替兩個手指，這種做法完全違反了傳統的規則，顯然是不合理的。這樣生動有趣的教學方法，正是項目式教學的魅力所在。

（五）教學評價

“猜拳游戲”項目的教學評價應該通過互動游戲的形式，讓學生在實際操作中感受到編程的樂趣，從而更好地發掘他們的潛在能力，培養他們的計算機操作技術，激發他們的創造力。

六、 結論

文章旨在探討如何改革傳統的項目教學法，以適應當前社會發展的需求。Python是一種非常重要的編程工具，我們將它用于三種不同的實際應用中。經過多輪互評、自評、老師評估，“基礎類”項目可以有效地喚醒學生的學習熱情，增強他們的學習動力，“進階類”可以有效地培養他們的編程技巧，“開發類”則可以幫助他們更好地掌握工作中的實際操作。經過課程改革，數據分析顯示，采用基于項目的教學方法可以有效提升學生的自主學習能力。

通過項目實踐，學生可以發現自身知識的不足，并不斷學習新知識，在學習過程中不斷創新思維。信息技術教師在開展項目式學習時，應該尊重學生的主體地位，根據新課程標準的要求，對“Python編程”課程進行優化和更新，以更好地幫助學生理解Python編程，進一步提高學生的信息思維能力。

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作者簡介：孔玉玉（1986～），女，漢族，甘肅永靖人，甘肅省臨夏州永靖縣移民中學，研究方向：Python教學。