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基于“Python123”平台的 Python 课程混合式教学改革探索论文

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2023-12-19 15:22:25    来源:    作者:hemenglin

摘要:为了提高 Python课程教学效率和质量,帮助学生实现全面发展,文章首先分析了 Python课程开展混合 式教学的优势,然后论述了基于“Python123”平台的 Python课程混合式教学改革。

  摘要:为了提高 Python课程教学效率和质量,帮助学生实现全面发展,文章首先分析了 Python课程开展混合 式教学的优势,然后论述了基于“Python123”平台的 Python课程混合式教学改革。

  关键词:混合式教学,Python课程,Python123平台

  2020年,国家发展改革委、中央网信办、工业和信 息化部等 13部门发布的《关于支持新业态新模式健康 发展激活消费市场带动扩大就业的意见》首次明确提 出了 15个新业态新模式。新模式中的第一点就是大 力发展融合化在线教育,构建线上线下教育常态化 融合发展机制,形成良性互动格局[1]。国家对于数字经 济发展的支持及信息技术的发展,导致教育行业中 各式各样的线上教学平台如雨后春笋般涌现,调查发 现,学生对在线教学的满意度较高[2],“线上+线下”教 学已经成为中国高等教育和世界高等教育的重要发 展方向[3],混合式教学已经成为各个高校首选的模式。

  混合教学模式并不是将线上与线下教学内容进 行简单的叠加[4],而是借助外力(信息技术+网络平台) 将线下课堂延伸到线上, 让线上线下教学结合起来, 实现完整的教学过程[5]。混合式教学能够更好地为学 生服务,更好地适应学生的学习习惯、学习特性,满足 学生学习的个性化需求,促进学生自主探究、合作交 流,帮助其在学习的过程中获取更好的效果[6-7]。

  一、Python课程开展混合式教学的优势

  近年来,随着人工智能的兴起,Python凭借自身能 够提供大量机器学习的代码库和框架的优势,被看作 是人工智能时代最佳的编程语言,由此得到飞速发展。 对于引领社会科技前沿的大学来说,开设“Python程 序设计 ”专业基础课是非常有必要的。Python的应用 领域广泛,涉及 Web应用、自动化测试、人工智能等 领域,它既为后续专业人才培养方案中其他课程的开 设奠定了基础,也为学生在未来的研究中发挥才能埋 下了种子。 全球知名编程语言社区 TIOBE公布了 2022年 11月份的编程语言排行榜,Python语言依然 居于首位,其受欢迎程度可见一斑。因此有关Python的线上资源非常丰富,有利于开展混合式教学。

  当前,大学生生长在移动互联时代,对于互联网 不再陌生,甚至有着浓厚的兴趣。对于计算机相关专 业的学生来说,传统的教学模式和方式已不能满足现 阶段的学习需求,因此需要教师改革传统教学模式。对 于 Python这门课程来说,丰富的线上资源能够使学生 掌握 Python基础语法知识,并且教师通过测验和作业 了解学生的知识掌握情况,对学生的过程考核有了更 详细的记录。采用这种混合式教学有以下两点优势, 对于学生来说,将基础知识的讲授前移到线上,在课 前完成预习,有了充分的学习时间,能够带着知识走进 教室,带着问题听课,并在课后通过 Python作业进行 查缺补漏和巩固新知;对于教师来说,可以通过学生课 前预习的情况评估学情,及时调整 Python课程的进度 和教学内容,从而充分保障课堂教学质量。

  二、基于“Python123”平台的 Python课程混合式 教学改革

  之前的教学模式多为教师课堂讲授为主、线上资 源为辅的线下主导型混合式教学模式,该模式主要依 赖于教材的配套资源。而受到突发公共卫生事件的影 响,没有办法进行大规模线下授课,但是教学进度不能 停滞不前,此时的教学模式多是线上各种平台(腾讯会 议、腾讯课堂、雨课堂、学习通、慕课、微课)配合使用的 线上主导型混合式教学模式。无论是以上哪种方式,都 没有将线上和线下的教学有机结合起来,实际上,混合式 教学模式应努力实现线下授课内容、线上网络资源及基 于互联网设备的自主学习的完全融合,以便面对突发 状况时不会受到较大的影响,进而保证教学质量。

  (一)混合式教学改革思路

  混合式教学不仅引入了互联网平台,还包含大量网络教学资源,在时间和空间两个维度上对传统课堂进行 了拓展和延伸[8]。“Python程序设计 ”课程结合线上线 下混合式教学的需要,在教学模式上进行创新改革与探 索,改变旧有教学设计,对教学各个环节进行重新整合配置,采用“学生和教师两个主体同步,线上和线下两 种方式异步 ”的教学思路,帮助学生有效实现课前有方 向的预习、课上探究式学习、课后查缺补漏,使学生的学 习过程形成一个完整的闭环[9],具体流程如图 1所示。

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  “Python程序设计 ”课程混合式教学中,线上资源 的学习主要借助“Python123”平台。该平台是由北京理 工 大学 搭 建 的 面 向 新工 科 教学 需求 的计算 机类 Python课程教学辅助平台,教师可以使用在线题库和 OJ系统(OnlineJudge,用来在线检测程序源代码的正 确性)的功能,查看学生成绩和正确率等统计信息,省 去了手动批改的过程,大大减少了评阅题目和统计 分析的工作量。“Python程序设计 ”课程混合式教学 的总体思路如下:教师和学生两条主线同步推进,分 为课前、课中、课后三阶段,分别从线上到线下再到 线上异步进行,既可以促进学生自主学习,又可以实现对学生实践能力的培养[10]。

  (二)混合式教学改革实践

  1.课前—— 预习阶段。教师:对于教师来说,课程 开始前要充分备课,提前建设完整的线上课程资源,并 创建与学生交流的 QQ课程群。每堂课开始之前,教 师通过创建的 QQ课程群发布预习内容并设置截止 时间,提供相应的 SPOC视频学习资源和PPT等。此 外,教师要使用问卷星设置测验题目,题目的设置要 考虑课程知识点的难易度。以课程中的程序控制结构 下的分支结构一节为例,学习内容及测验题目(其中 一个例子)如表 1所示。

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  学生:对于学生而言,学习相应的知识后,完成对 应的测验题目,可以检测自己预习的效果,这样课堂 学习阶段可以带着问题有针对性地听课,实现探究式 学习。

  教师:在规定的时间截止后,教师可以通过 MOOC平台查看或导出学生的视频学习情况,在问卷星平台 上可以查看学生提交的答案数量、成绩统计(平均分 和分数分布的柱状图)等信息,此外,还可以查看每道 题目的内容和每个选项的正确率,如图 2所示。通过 这些数据,教师可以快速掌握学生的预习情况,也可以准确定位学生的易错点,及时调整教学内容,帮助 学生更好地理解重难点。

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  2.课中—— 授课阶段。教师:线上资源和线下课堂 的有效衔接是混合式教学中的关键一步,教师可根据 从 SPOC、问卷星获取的统计信息,评估学生学情,并 据此动态调整线下课堂的教学活动,强调易错点。从 图 2的预习测验题目总体成绩可以得知,学生基本知 道了分支结构的格式,那么课堂上教师应通过案例分析着重讲解分支结构的应用,在授课过程中多进行问 答互动,激发学生兴趣,使其掌握课程的重难点内容, 之后进入程序设计环节,提高学生将知识应用到实例 中的能力。针对正确率较低题目对应的知识点,教师 可以问答的形式引导学生思考, 加强记忆和理解,对 于测验成绩不理想的学生,则可以在课下进行单独辅 导。基于前面对选择结构的预习,授课阶段的学习内 容及学习目标如表 2所示。

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  学生:学生针对个人预习情况带着疑问听课,也 就是进行探究式学习,不理解的知识点认真听讲、做 好笔记,并敢于提出自己的疑问,积极参与小组研讨, 理解重难点。

  3.课后—巩固和评价阶段。教师:讲授完新知后 应及时引导学生巩固所学内容,将授课 PPT内容通过 QQ课程群或“Python123”平台上传,使学生可以随时 查阅所学内容,同时基于“Python123”平台布置作业, 如图 3所示。基于 Python语法简单,并且分支结构这 一知识点的课堂预习和课堂反馈效果都很好,因此作 业设置少量选择题目和 3道综合性、应用性较高的程 序设计题,同时设置不同的分值(总分 100分),并规 定在一定时间内完成,从而提高学生的时间意识和实 践能力。

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  学生:在教师规定的截止时间前,学生及时在 “Python123”平台上认真完成作业,遇到不会的及时查 阅课本或授课 PPT,做到及时巩固新知和查缺补漏,在时间截止后可以查看自己的作业正确情况,不懂的 地方及时询问同学或教师。

  教师:在作业时间截至后,教师要及时查看作业 完成情况,包括该作业单元学生的总成绩分布、及格 率、平均分、各习题正确率、提交次数等信息。 针对正 确率较低的题目,在下次新课之前,教师可以回顾以 往知识点的形式借助课堂测验进行讲解。

  (三)建立多元评价体系

  对于学生的考核不应只有期末的综合考核,学生 学习过程的记录也同等重要。多元评价体系是将单一 的期末考试方式转变为总成绩=平时成绩(50%)+期 末成绩(50%)的模式。其中,期末成绩由最终的闭卷考 核决定,平时成绩由线上学习数据(50%)、线下评价 (20%)、实践考核(30%)三部分构成,这可以增强学生 在线上学习的积极性与主动性,也可以提高师生之间 的交流能力,让学生可以把更多的个人时间转移到课 堂学习上。
      线上学习数据主要依靠“Python123”平台和问卷星平台自动记录进行统计,采用“学习时长+测验+作业”的评价模式。线下评价采用学生自评、同学互评和教师评价相结合的评价模式,对于每次的课程内容都应设计有针对性的评价内容与方法,评价的项目包括课堂提问、小组讨论、签到、任务分配等,通过评价结果反馈,教师进行总结与修正。对于评价分数比较低、 表现差一点的学生,教师要及时询问,找到原因,帮助其把学习上遇到的问题解决掉,使得“教学—评估—评价—反馈 ”四个过程联系起来成为一个闭环。实践考核的成绩由答辩验收(10%)和实验报告(20%)两部分组成,主要培养学生将理论应用于实践的能力和编程逻辑思维。将以上各部分设置好系数后,即可以得出学生平时成绩的最终分数,以某位学生的成绩为例进行计算,如表3所示,平时成绩= (90*10%+80*15%+85*25%+83*20%+86*10%+84*20%)*50%=42.125.

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  三、结语

  混合式教学并非简单地将传统的课堂教学拆分 成线上和线下两部分,混合式教学的目的是实现“1+1>2”的效果,也就是能够改进课堂教学,改善学生学 习效果。对此,每位教师都应不断探索优化混合式教 学模式,以应对突发状况,进而保证教学质量。本文以 “Python程序设计 ”课程为例,借助“Python123”和问卷 星平台,在学生中展开实践,使得课前有方向的预习、 课上探究式学习、课后查缺补漏及考核多元化评价等 各个环节形成一个完整的闭环,并取得了不错的效果。


参考文献

  [1]关于支持新业态新模式健康发展激活消费市场带动扩大就业 的意见[EB/OL].(2020-07-14)[2023-01-12].https://www.gov.cn/zheng-ce/zhengceku/2020-07/15/content_5526964.htm.

  [2]吴岩.应对危机 化危为机 主动求变 做好在线教学国际平台及课 程资源建设[J].中国大学教学,2020(4):4-16.

  [3]周翔,张廷萍.程序设计基础类课程“线上+线下 ”混合式教学模式 实践[J].计算机教育,2021(8):138-141.

  [4]陈晨,左红伟.基于“互联网+”背景下线上线下混合式教学研究 与实践:以《民航危险品运输》为例[J].交通企业管理,2022.37(5):101-103.

  [5]吴晓璇,张新,郭昌建,等.基于 Python123的 Python程序设计混合 式教学模式的探索[J].电脑知识与技术(学术版),2022.18(24):172-173.[6]计丽娟,唐琳,崔容容.混合教学模式下 Python程序设计教学改 革研究与实践[J].赤峰学院学报(自然科学版),2021.37(2):98-101.

  [7]王丹.教育信息化背景下高职教育混合式教学模式的创新研究[J].辽宁工程技术大学学报(社会科学版),2021.23(2):156-160.

  [8]闫虹,胡小明,张慧成.基于深度学习的大学英语三维混合式教学 模式探索[J].海外英语,2022(17):150-151.

  [9]韩筠.“互联网+”时代教与学的新发展[J].中国大学教学,2019(12):4-7.

  [10]冯艳茹,李攀.Python课程的混合教学模式研究[J].福建电脑,2021.37(8):113-116.

  其他作者简介:郭振军(1976— ),男,高级工程师,博士。研究方 向:物联网应用。

  王如月(1993— ),女,助教,硕士。研究方向:图像处理。

  通讯作者:阳珊珊(1995— ),女,助教,硕士。研究方向:物联网应 用。(E-mail:1490586093@qq.com)。