面向信息系基于“Python程序设计与应用”课程的教学研究与实践
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摘要：针对教学中学生学习目的不明确、程序设计不能有效与专业问题结合的现状，坚持以成果导向教育为基础，对信息系“Python程序设计与应用”课程的教学目标、教学内容、教学实施和达成度评价进行了设计。实践表明，该教学模式能够激发学生的学习兴趣、提升学生主观能动性和积极性，课程教学取得了较好的效果，具有一定的推广价值。
关键词：Python程序设计与应用;成果导向;教学设计
中图分类号：G642 文献标识码：A
文章编号：1009-3044（2020）20-0156-02
1引言
随着人工智能的不断发展，Python作为主要使用语言越来越受关注。Python语言被广泛用于科学计算、数据处理、图像处理、机器学习、数据挖掘等诸多领域。
多年前Python就已经成为卡耐基梅隆大学、麻省理工学院、加州大学伯克利分校、哈佛大学、多伦多大学等国外很多大学计算机专业或非计算机专业的程序设计入门语言。在我国，北京理工大学从2013年开始面向非计算机专业开设相关课程，随后南京大学、哈尔滨工业大学、中南大学等也相继开设课程，现我国已有部分高校开设Python程序设计课程，然而国内开设的课程定位主要是通识教育，授课内容主要是Python的基本语法，教学案例多是经典算法、数学问题，因此不能很好地将程序设计方法与专业问题结合起来，课程定位与实际专业需求不匹配。学生不能利用程序设计解决专业问题，学习目的不明确，学习动力不足。作为一所应用型本科院校，在Python课程教学中若能以专业应用为导向，将专业应用与基本语法内容相结合，对解决实际应用问题能力、增强学生应用软件开发能力的培养研究意义重大。
2“Python程序设计及应用”的教学設计
2.1培养目标
目前我校已开展“成果导向”的工程教育改革，针对信息系各专业（通信工程、电子信息工程、光电信息科学与工程）的特点，坚持以成果导向教育理念为指导，从专业人才培养方案出发，以提升学生应用软件开发能力为培养核心，确定Python应用课程的培养目标：1）课程目标1：掌握Pvthon的基本语法，具备使用Python进行基本应用程序设计的能力;2）课程目标2：掌握基于Python的常用第三方库，具备文献检索、不同领域中分析解决实际应用问题的能力;3）课程目标3：通过实践环节，能使用Python开发环境进行程序设计、程序调试，培养学生应用软件开发的能力。在我校信息系人才培养方案中，“Python程序设计与应用”课程对应的毕业要求见表1。
2.2教学内容
“Python程序设计及应用”课程作为专业选修课首次开设，教学内容的选择应兼顾Python基本语法和实践应用，市面上教材多为讲述Python基本语法，关于实践应用内容较少，经调研选择清华大学出版社出版的《Python程序设计》，该书中针对信息系涉及的数据库、Android编程、科学计算与可视化、大数据处理、语音识别、图像处理等知识都有相关介绍。Python基本语法部分主要介绍开发环境、Python序列（列表、元祖、字典、集合）、选择与循环、字符串与正则表达式、函数设计与使用、面向对象程序设计、文件操作、异常处理结构与程序调试、测试等基本内容;Python应用部分教学内容时应结合信息系专业特点及发展方向，确定授课内容为CUI编程（Tkinter）、图像编程（PIL）、数据库编程（SQLite）、网页爬虫（Requests，Beautif'ulsoup）、科学计算与可视化（NumPy、SciPy、Matplotlib、Pandas）等。
2.3教学设计
“Python程序设计及应用”课程设置时间为大三学年，学时设置为56课时（32+24）。课程安排上全程设置在机房，4节连上，学生一人一机，边讲边练。由于前期已有程序设计基础和数据结构相关课程，课堂教学上应弱化语法知识，强化与应用结合的程序设计。主要采用案例式教学模式，课前教师精选相关知识点案例，课堂结合教学案例，重点难点分析，使学生明确学习目标，课下学生可使用网上已有的、成熟的MOOC课程，依托此MOOC课程平台，学生可在案例问题求解中逐渐掌握py-thon语言的知识点。课内上机环节根据课堂授课案例，对案例进行改造和扩展。这样学生能系统地掌握理论知识，培养动手能力。
同时本系设多个企业合作班，通过校企合作方式，可请企业技术人员与校内教师共同参与教学，在课堂授课中引入企业实战项目，比如飞机大战、智能语音识别系统等，后续课程设计中可引入树莓派硬件平台，将之前学过的电路、单片机等知识和Python语言有机地结合在一起，融会贯通，提高知识的综合运用能力，从而积累一定的软件项目开发经验。
2.4达成度评价
该课程的考核坚持以成果导向为基础，采用“过程测评+考试”的综合评价代替传统的考核方式，课程成绩由3部分构成：平时成绩（20%）、上机成绩（10%）、期末成绩（70%），平时成绩涵盖学生出勤情况（50%）和学生口头表达能力（50%），上机成绩涵盖实践过程的实施、代码的设计等各种形式程序设计能力的考核，期末成绩通过试卷进行考核。
本课程针对电信15级学生展开，最后课程目标达成度计算值如图1所示，根据达成度可知，课程目标1和课程目标3达成度较高，课程目标2达成度较低，但均值已超过0.6，说明该课程已达成，说明学生已掌握Python语言的基本语法，能够使用Python进行基本应用程序没计，课程教学取得了较好的效果。
3结束语
本文坚持以成果导向教育为基础，制定适用于应用型本科院校信息系的“Python程序设计与应用”课程的培养目标、教学内容、教学实施、达成度评价方式，采用多元化教学方法、过程式的考核手段，将Python语言的学习与专业应用相结合，通过实践表明该教学模式能够激发学生的学习兴趣、提升学生主观能动性和积极性，课程教学取得了较好的效果，具有一定的推广价值。
参考文献：
[1]赵广辉，李屾，秦珀石，等.以赋能为目标的Python程序设计线下“金课”建设[J].计算机教育，2019，11（11）：28-32.
[2]嵩天，黄天雨.Python语言程序设计教学案例新思维[J].计算机教育，2017，12（12）：11-19.
[3]赵霞，张殉，韩忠明，嵩天.Python语言教学中问题解决能力和创新能力的培养实践[J].计算机教育，2017，9（9）：6-10.
[4]刘梅彦，徐英慧，周淑一.基于成果导向的“Python程序设计”教学设计[D].电脑知识与技术，2017（7）.
【通联编辑：王力】
收稿日期：2020-02-07
基金项目：2018年度校级重点项目“面向信息系应用软件开发能力的Python应用课程的教学研究与实践”（编号：2018205）
作者简介：王颖（1987-），女，湖北荆州人，讲师，硕士，主要研究方向为机器学习。
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