李忠金 高凌峰

摘?要：隨著大數(shù)據(jù)、人工智能時代的到來，Python因其簡單易學(xué)，拓展豐富得到了廣泛的應(yīng)用，Python語言程序設(shè)計是當(dāng)下計算機專業(yè)本科生必修的專業(yè)課程之一，為改善教學(xué)現(xiàn)狀，提升學(xué)生的Python程序設(shè)計能力和創(chuàng)新探索精神，開展了翻轉(zhuǎn)課堂的python語言程序設(shè)計的教學(xué)改革研究。站在學(xué)科的高度，對該課程進行了新模式的課程體系改革，設(shè)計了階級化的教學(xué)方案，逐級遞推，調(diào)整教學(xué)目標(biāo)，以行業(yè)發(fā)展目標(biāo)指導(dǎo)教學(xué)目標(biāo)制定，設(shè)立新的Python語言程序設(shè)計學(xué)生評價體系，以理論、實踐相結(jié)合為指導(dǎo)量化指標(biāo)評價。促進知識應(yīng)用，融合賦能煥新課堂。

關(guān)鍵詞：python程序設(shè)計;翻轉(zhuǎn)課堂;課程教學(xué)改革;評價體系

一、背景

翻轉(zhuǎn)課堂作為一種新的教學(xué)模式，將課上課下實現(xiàn)了翻轉(zhuǎn)，將學(xué)習(xí)過程改到了課下，在課堂上老師不再花費過多的時間傳授知識點，而是主要進行討論和實踐[12]。翻轉(zhuǎn)課堂的意義是教學(xué)流程變革帶來的知識內(nèi)化的優(yōu)化[3]。與傳統(tǒng)課堂相比，學(xué)生在上課時已經(jīng)對學(xué)習(xí)內(nèi)容有一定認(rèn)識，課上以知識交流為主，如反思和小組討論[4]。因此翻轉(zhuǎn)課堂的學(xué)習(xí)氛圍會更加活躍，學(xué)生的參與度與積極性也會有很大的提高。在新的教學(xué)模式下，老師和學(xué)生也不再是傳統(tǒng)知識的傳授者和接受者，而是都成為課堂的新主人，基于在課下學(xué)習(xí)的知識以及查閱的相關(guān)資料，在課堂上進行討論，思維碰撞，從而更深層次地理解這一課的內(nèi)容。

Python語言是一種解釋型計算機程序設(shè)計語言，基于Python面向?qū)ο蟮恼Z言特性，更容易設(shè)計出可維護性強的計算程序[5]，Python具有非常強大的可擴展性，提供了海量的標(biāo)準(zhǔn)庫和第三方庫，主要用于小規(guī)模的程序設(shè)計，如進行數(shù)據(jù)分析，處理計算量大的矩陣。隨著大數(shù)據(jù)，人工智能時代的到來，Python因其簡單易學(xué)，拓展豐富得到了廣泛的應(yīng)用，因此Python語言程序設(shè)計是當(dāng)下計算機專業(yè)本科生必修的專業(yè)課程之一，該課程旨在使學(xué)生掌握程序設(shè)計的基本思想和方法。本文通過概念引入直觀示例和錯誤分析的方法以及現(xiàn)代化教育手段提升學(xué)生的Python程序設(shè)計能力和創(chuàng)新探索精神[6]。

二、Python語言程序設(shè)計課程的教學(xué)現(xiàn)狀及不足

當(dāng)前Python語言程序設(shè)計教學(xué)存在著諸多問題和挑戰(zhàn)，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）課程實驗不足，實踐效果欠佳。長期以來，課程教學(xué)基本上采用灌輸式教學(xué)方式，教師在課堂上從頭講到尾，努力把要學(xué)生學(xué)習(xí)的知識講清楚，而不關(guān)心學(xué)生是否在認(rèn)真聽講、是否理解了教師講解的內(nèi)容、是否做到了融會貫通[7]。學(xué)生的實際編程缺失，重理論而輕實踐，并且Python語言程序設(shè)計課程的實驗題目簡單且陳舊，多為沿用多年簡單抽象的項目，無法滿足當(dāng)代程序設(shè)計課程的培養(yǎng)要求，因此，如何更合理地安排教學(xué)和實驗的占比，使學(xué)生的知識不再限制于課本，而是活學(xué)活用，是目前“Python語言程序設(shè)計”課程需要改進的方面。

（2）課本知識點陳舊，與前沿技術(shù)脫節(jié)?！癙ython語言程序設(shè)計”課程的教學(xué)重點仍然是程序語言的語法以及原理的講解，內(nèi)容抽象而且細(xì)致，可能因為個別語法的不理解導(dǎo)致學(xué)生失去學(xué)習(xí)興趣，其形式一直是依托Python代碼來講述的，教學(xué)方式單一，并沒有太大改變。學(xué)生所學(xué)知識與目前市場所需求的技術(shù)脫節(jié)，導(dǎo)致學(xué)生失去了學(xué)習(xí)興趣。

（3）課程缺乏體系構(gòu)建。對于大多數(shù)學(xué)生來說，“Python語言程序設(shè)計”是系統(tǒng)學(xué)習(xí)計算機專業(yè)知識的起步階段，在進行“Python語言程序設(shè)計”課程設(shè)計的時候，很多學(xué)校都忽視了這一點，只是強求學(xué)生對Python語言的語法學(xué)習(xí)，而沒有階段性的教學(xué)成果的反思，導(dǎo)致學(xué)生也缺乏對該課程的反思，往往學(xué)完課程不知道其意義，很難與其他課程相結(jié)合，對學(xué)生的專業(yè)培養(yǎng)很難起到良好的效果。

（4）課程考核評價體系陳舊。Python語言程序設(shè)計課程的考核需要客觀全面地考核學(xué)生的綜合能力并且促進學(xué)習(xí)。除了理論的掌握，還應(yīng)該包括學(xué)習(xí)能力和編程能力的考核，這樣才能對學(xué)生進行全面客觀評價。而傳統(tǒng)的評價體系過度依賴期末考試，這樣只能評價學(xué)生的理論知識的掌握情況，不能很好地做出全面的評價，并且傳統(tǒng)的期末測試往往在學(xué)期末進行，在課中學(xué)生很難對自己有一個清晰了解，并不能起到促進學(xué)習(xí)的作用。

三、Python語言程序設(shè)計的教學(xué)改革

（一）教學(xué)改革目標(biāo)

在傳統(tǒng)教學(xué)中，課堂教學(xué)一直占據(jù)著教學(xué)的主體地位[8]，曾有學(xué)者就大學(xué)教學(xué)弊端進行問卷調(diào)查，部分學(xué)生認(rèn)為重視分?jǐn)?shù)，輕視能力培養(yǎng)，教學(xué)方法僵化、刻板[9]，在Python語言程序設(shè)計的課堂上應(yīng)用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式，在新模式下，從老師單純地傳授知識變成引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，改變過去的過分強調(diào)接受學(xué)習(xí)，死記硬背的現(xiàn)象。倡導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、主動學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)。構(gòu)建新的、高效的、自主的教學(xué)模式，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)成績、學(xué)習(xí)能力、工程能力、發(fā)散思維，同時在翻轉(zhuǎn)環(huán)境的熏陶下，培養(yǎng)學(xué)生獨立查閱文獻、解決問題的能力。深化國內(nèi)教育工作者對翻轉(zhuǎn)課堂的認(rèn)識，并從另一方面展現(xiàn)了將技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)的新策略，為我國課堂教學(xué)改革提供新的參考樣例。

（二）教學(xué)策略

Python程序設(shè)計課程的翻轉(zhuǎn)課堂包括多維度的翻轉(zhuǎn)，形式包括課內(nèi)和課外的翻轉(zhuǎn)，老師和學(xué)生角色的翻轉(zhuǎn)，教與學(xué)的翻轉(zhuǎn)。將傳統(tǒng)課堂的課內(nèi)傳授知識翻轉(zhuǎn)到課前，通過章節(jié)視頻以及學(xué)生自己查閱相關(guān)資料等方式完成第一階段的學(xué)習(xí)，并且將傳統(tǒng)教學(xué)模式中的課下訓(xùn)練調(diào)整到課上。老師也不再完全是知識的傳授者，更多的是教學(xué)資源的提供者，以及學(xué)習(xí)場景的構(gòu)建工作，老師在課前給學(xué)生制定學(xué)習(xí)目標(biāo)以及提供相關(guān)的學(xué)習(xí)資料，課堂上，老師則是搭建一個良好的討論、訓(xùn)練的平臺，并引導(dǎo)學(xué)生討論，經(jīng)過學(xué)生討論后匯總并講解不能解決的問題[10]，最后組織測試，對這堂課的學(xué)習(xí)效果評價總結(jié)。學(xué)生在課堂上也不再被動地接受知識，而是翻轉(zhuǎn)成為主動地參與，參與課堂的討論，思維碰撞，解決自己不懂的問題同時向同學(xué)們表達自己的看法，學(xué)習(xí)的同時也是老師，強化學(xué)習(xí)。再根據(jù)老師布置的測試內(nèi)容完成測試，判斷自己的掌握情況。

（三）教學(xué)內(nèi)容

根據(jù)下圖，教學(xué)內(nèi)容分為課前、課中、課后三個階段。

教學(xué)內(nèi)容展示圖

課前階段：教師需要制定學(xué)習(xí)目標(biāo)和根據(jù)教學(xué)需求錄制教學(xué)視頻，準(zhǔn)備相關(guān)的學(xué)習(xí)資料并下發(fā)給學(xué)生，給學(xué)生制定階段性的學(xué)習(xí)任務(wù)，明確學(xué)生的學(xué)習(xí)任務(wù)。并且在平臺上發(fā)起相關(guān)討論話題，引導(dǎo)學(xué)生討論，督促學(xué)生在課前自主學(xué)習(xí)，及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生的疑難點，便于課上總結(jié)展開。學(xué)生要在上課前完成老師準(zhǔn)備的教學(xué)視頻，針對自己的疑難問題查閱資料并且積極參與老師組織的討論話題，最后記錄出重難點，便于課上展開討論。

課中階段：教師檢查學(xué)生的課前學(xué)習(xí)情況，學(xué)習(xí)完成度，依照檢查結(jié)果整理出該堂課所需講解的疑難點，并安排學(xué)生組成小組，由小組成員進行課前學(xué)習(xí)的成果展示，并初步互助解決小組同學(xué)遇到的重難點問題。然后由教師根據(jù)這堂課的重難點問題以及討論結(jié)果對這堂課的教學(xué)內(nèi)容補充或重點講解，最后安排一定量的Python程序設(shè)計測試評估這堂課的教學(xué)完成度。

課后階段：學(xué)生需要整理這堂課的知識點，并且對課堂上的測試題進行課后修改，方便老師對這堂課的學(xué)習(xí)成果進行評估。通過網(wǎng)絡(luò)這堂課的網(wǎng)絡(luò)討論平臺，針對課堂內(nèi)容或者發(fā)散性問題對老師進行提問，老師則進行線上解答，如果相關(guān)問題有較多的同學(xué)提起，老師可以在下堂課開始之前進行講解，拓展提高，并且學(xué)生也需要對課堂效果進行反饋，提出合理化建議，方便老師對課堂教學(xué)進行優(yōu)化。

（四）完善評價體系

翻轉(zhuǎn)課堂的新評價體系，要體現(xiàn)促進學(xué)生發(fā)展的這一基本理念。傳統(tǒng)的程序設(shè)計課程將考勤以及期末成績作為學(xué)生評價的指標(biāo)，這樣就會造成學(xué)生偏于理論知識，而忽略學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)以及編程能力的提高。而新的翻轉(zhuǎn)課堂將構(gòu)建以形成性評估為主，包含網(wǎng)絡(luò)化評估的多元評估體系能夠滿足翻轉(zhuǎn)課堂的Python程序設(shè)計課程學(xué)生評價需求，形成性評估體系以構(gòu)建主義為基礎(chǔ)，鼓勵學(xué)生在已有基礎(chǔ)上，通過自主學(xué)習(xí)不斷深入，獲取新知識。而網(wǎng)絡(luò)化評估體系則是利用線上評價系統(tǒng)，對學(xué)生的課程學(xué)習(xí)情況、知識掌握情況做出評價，使學(xué)生能夠及時得到反饋，促進學(xué)生自我發(fā)現(xiàn)，自我完善，通過新的學(xué)生評價體系豐富學(xué)生評價指標(biāo)，展開多維度地對學(xué)生綜合能力的評價，具體實施策略如下表：

根據(jù)表格所描述的信息，將評價標(biāo)準(zhǔn)分為平時成績和期末成績，具有多維度、過程化、網(wǎng)絡(luò)化、綜合化等特征，平時成績包含了課前的線上學(xué)習(xí)和作業(yè)完成情況，課堂上的出勤情況和上課的小組討論的活躍度以及課堂隨堂測試的成績。每一次的隨堂測試既是一次訓(xùn)練，同時也是對學(xué)生掌握學(xué)習(xí)情況的一次檢驗，這種隨堂測試可以及時找出學(xué)生薄弱點，方便提高成績。期末成績則包含了一次大作業(yè)成績和期末考試的卷面分?jǐn)?shù)。期末考試主要考核學(xué)生的理論知識的掌握情況，大作業(yè)則是考查實踐能力，依據(jù)學(xué)生的選題、設(shè)計成果、答辯成績來給出大作業(yè)成績。最后根據(jù)各項評價按權(quán)重得出學(xué)生的綜合評價，輔助教學(xué)。

（五）效果分析

我們以翻轉(zhuǎn)課堂改革的期末成績與傳統(tǒng)授課方式的期末成績進行對比，學(xué)生的優(yōu)良率和平均成績均得到了一定提高。從具體學(xué)習(xí)內(nèi)容進行分析，在前后兩個學(xué)期，學(xué)生對于基本語法、程序基本結(jié)構(gòu)、組合數(shù)據(jù)類型、函數(shù)、文件等基本知識把握具有小幅度提高，說明課前視頻教學(xué)與課中討論的教學(xué)模式能一定程度加深對基本概念的理解，對于編程題和大作業(yè)成績，翻轉(zhuǎn)課堂班級的成績高于傳統(tǒng)班級，學(xué)生掌握程度更好。

結(jié)語

本研究結(jié)合時代發(fā)展趨勢，將研究的內(nèi)容定格在了翻轉(zhuǎn)課堂在Python語言程序設(shè)計上的應(yīng)用。通過相關(guān)文獻的研讀，提出相關(guān)的教改策略，并分析其實踐效果，進一步證明了翻轉(zhuǎn)課堂相比于傳統(tǒng)課堂對于Python程序設(shè)計課程有較好的促進作用，在增強學(xué)生的深層認(rèn)知、實踐能力等方面都具有較大的提升。

翻轉(zhuǎn)課堂除了上面的諸多優(yōu)勢，也存在很多挑戰(zhàn)。（1）翻轉(zhuǎn)課堂要求老師具有更扎實的專業(yè)能力，如果相關(guān)知識儲備不夠充足，討論效果也會不理想，這也就對老師專業(yè)素養(yǎng)提出了更高的要求;（2）對學(xué)生的主動性學(xué)習(xí)要求更高，在課下需要完成視頻學(xué)習(xí)以及查找相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)資料，如果學(xué)生在線下沒有完成視頻教學(xué)，課上的討論拓展也是空中樓閣。

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作者簡介：李忠金（1986—?），男，漢族，江蘇句容人，博士，講師，研究方向：分布式計算;高凌峰（1998—?），男，漢族，湖北黃岡人，碩士，研究方向：計算機視覺。