“理实一体化”在Python程序设计教学中的应用研究_胡涛.pdf
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1、 专业与课程建设 782023 年第 04 期Shanxi Youth“理实一体化”在 Python 程序设计教学中的应用研究基金项目:湖南省教育厅教学改革研究项目 程序设计类课程“理实一体化”网络教学研究与实践(HNJG-2021-1275)。胡 涛 周 南 邱 杰湖南交通工程学院,湖南 衡阳 421001摘要:为提高 Python 程序设计教学质量,提升学生综合素质。本文以课程教学改革与建设为契机,针对 Python 程序设计课程内容进行研究,就 Python 程序设计教学中存在的问题进行分析,探讨基于“理实一体化”教学平台的教学模式。通过自主创新教学资源,设计教学环节以及课程考核方式,基
2、于“理实一体化”教学平台实施教学。实践证明,课程教学效果显著,取得了良好的教学效果。关键词:“理实一体化”;Python 程序设计;教学改革为培养高质量实用型人才,高等教育在专业设置上应主动适应社会经济发展需求和产业变革,课程规划和内容设置应注重基础理论和创新实践能力的结合,鼓励专业课程采用“理实一体化”教学模式。2020 年新冠肺炎疫情突袭,各高校不得不将课堂从线下搬到了线上,运用网络平台进行在线教学,解决停课不停学问题。进一步促进了线上线下混合教学模式的发展1,同时也为课程改革提供了新的方向。“理实一体化”教学模式是将理论教学、实践教学融于一体的复合型教学模式。其基本思路是以理论知识为基础
3、,以“实验室、实践基地”为载体,整个教学过程理论实践互相融合,“教、学、做”一体化完成课程教学模式。“理实一体化”课程教学内容涵盖专业理论知识和实践技能操作,应知、应会的知识点、技能点多,受课时限制,理论教学内容无法深度讲解,实践操作中教师无法及时跟踪每个学生操作情况和解答学生学习中遇到的每个问题。针对这一问题,提出将线上线下混合式教学模式引入“理实一体化”课程教学实践中,深化课程改革,全面提升课程教学质量。“理实一体化”教学模式是一种理论、实践一体化的教学模式,全程构建素质和技能培养框架,将学科知识与实践活动结合,真正做到学做结合2。采用“理实一体化”教学模式,不仅可以满足学生在线完成理论和
4、实践学习的需求,还能在极大程度上缓解教师的教学压力,让教师能有更多的精力致力于构建优秀的教学资源和开展个性化教学,从而提升教学质量。一、教学现状分析为了满足不同领域人才对计算机语言的不同要求,培养不同专业学生运用信息解决本专业领域问题的素养和能力,湖南交通工程学院面向全校所有专业学生开设了 Python 语言程序设计课。由于学科不同、专业不同,学生思维方式以及计算机语言应用水平、基础相差较大。如果采用传统的“以教师为中心”的课堂授课,先理论后实践,不论是在线教学还是线上线下混合教学,大部分的教学安排将导致一些问题:教师连续的两节课内讲授理论知识,学生课上记住了理论知识,由于没有及时实践,不能进
5、行程序思维转换,容易遗忘,无法掌握并合理应用所学知识;实践教学环节重结果、轻过程,评价标准单一、模糊;实验条件不够、部分课程实验环境配置要求高而复杂;学生练习效果不易监督和评价等问题,致使教学效果不理想。为此,将理论与实践相结合的“理实一体化”教学模式引入 Python 程序设计教学中,以期提升教学效果。作为一门新的程序设计入门课程,Python 程序设计一般开设在低年级。大多数低年级或者非计算机专业学生只会简单的电脑的操作,对编程环境的搭建和操作存在一定的困难。Python 语言 专业与课程建设 792023.042023 年第 04 期Shanxi Youth可以分为两个板块,一是基础知识
6、,如基本输入输出、数据类型、表达式等;二是应用,包括程序结构、程序设计等。对大部分同学而言,第二个板块的学习难度更大,因为这需要同学们改变传统地解决问题的思维方式,培养程序思维。例如,我说:“把那个凳子搬过来。”如果想让计算机听懂这句话,就需要和计算机表达:1定义对象:什么是“凳子”;2把凳子向上移动 n 厘米;3往前(某个方向)移动 m 米;4把凳子向下移动 n 厘米。如此,计算机才能按步骤完成我们想要它做的事情。相较于人类之间交流的随意与感性,和计算机对话时,必须具备严谨、理性的思路,每一步都要给出准确的指令,这样就能让计算机按照指令执行,才能得出唯一准确的结果。Python 程序设计课程
7、甚至所有编程语言的思维与传统思维方式本来就存在很大的差异,思维的转换不能仅仅停留在课堂的说教上,必须让学生及时进行实践练习,从实践中总结经验,才能牢固记住课堂理论知识并转换成自己的能力,养成良好的程序思维能力。二、“理实一体化”教学设计(一)构建“一体化”教学环境一改传统教室(在线)+机房教学,基于学校已有的网络教学平台搭建“理实一体化”教学平台。既可线下集中教学,也可以进行线上教学。教师可以通过平台完成课前备课、课堂上课、课后指导以及考核全部教学工作;学生也可以通过平台提供的开放资源进行课前预习和课后复习。无需重建机房或大力建设一体化教室,只需一台计算机,在网络环境下,通过浏览器登录教学平台
8、,编程开发实训环境直接配备在课程章节里面,通过放映视频、动画和演示 PPT 等方式进行理论知识的讲解,围绕课堂教学内容设计对应的实践内容,一个完整的知识点讲解完后,通过单击相应“按钮”快速跳转的实训环境,无须安装配置,快速跳转。在跳转到实训环境后,可以一边对照上机实验指导,一边在虚拟环境中进行编程训练。整个实践过程非常连贯,不会因为不熟悉编程软件或编程环境本身的问题而影响学习进度。教学环境的“理实一体化”使学生紧跟教师步伐,教师讲解和学生练习有机结合,边讲边练,在学中做,在做中学,真正做到了“教、学、做”一体化。(二)丰富教学环节课程组织结构,按难度和学习过程由浅入深、由易到难、由基础到系统,
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