趙奇?寧愛軍

摘要：學(xué)科融合是學(xué)科發(fā)展的必然趨勢，同時也是提高教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量的方法之一。深入剖析了“Python程序設(shè)計”課程中如何進(jìn)行學(xué)科融合，分析了當(dāng)前Python程序設(shè)計教學(xué)中存在的各種問題，并提出了相應(yīng)的解決辦法。以經(jīng)濟(jì)管理類專業(yè)為例，闡述了如何在教學(xué)中進(jìn)行學(xué)科融合，并通過學(xué)科融合逐步提升學(xué)生的創(chuàng)新能力和解決實際問題的能力。

關(guān)鍵詞：學(xué)科融合；Python；課程改革

一、前言

目前，在教學(xué)中單一學(xué)科內(nèi)容已經(jīng)不能滿足教學(xué)發(fā)展的需要。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中需要掌握本學(xué)科的相關(guān)知識，并且還應(yīng)具備同其他學(xué)科交叉融合的能力，即學(xué)生們需要通過本學(xué)科所學(xué)知識對其他學(xué)科中遇到的問題進(jìn)行求解。這種綜合素質(zhì)才是學(xué)生日后走入社會所必備的技能。因此，學(xué)科融合是大學(xué)教育發(fā)展的必然趨勢，其目的是將多個學(xué)科資源進(jìn)行有效整合，以解決實際問題，并且在問題探究的過程中全面培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生的綜合素養(yǎng)[1]。

“Python程序設(shè)計”課程是一門專業(yè)性非常強(qiáng)的基礎(chǔ)課程。在學(xué)科融合背景下，更應(yīng)該發(fā)揮其應(yīng)用型語言的特點，將課程教學(xué)內(nèi)容融入其他學(xué)科，以培養(yǎng)學(xué)生利用工具解決實際問題的能力。

二、傳統(tǒng)編程語言授課方式存在的問題

2022年起，天津科技大學(xué)開始為全校非計算機(jī)專業(yè)部分學(xué)院大一新生開設(shè)“Python程序設(shè)計”課程，課程主要內(nèi)容包括通過教師授課講解相關(guān)知識并通過程序演示進(jìn)行課堂教學(xué)，同時鼓勵學(xué)生利用機(jī)房自主編寫程序并以完成實驗的方式深入理解。該課程評估方式由過程性考核分?jǐn)?shù)與期末考試成績共同組成。經(jīng)過一年的教學(xué)后，發(fā)現(xiàn)該課程存在以下幾個問題：

（一）與傳統(tǒng)編程語言存在較大差異

在之前的教學(xué)中，主要教授C語言和VB語言，這兩種編程語言與Python存在較大差別。在教學(xué)中，C語言通常通過求解數(shù)據(jù)問題講解相應(yīng)知識點，因此在課程中包括了較多數(shù)學(xué)問題求解的內(nèi)容。與C語言不同，Python作為一種輕語法的編程語言，其語法結(jié)構(gòu)較為松散，且具有豐富的第三方庫，很多問題可以通過調(diào)用第三方庫解決，因此在教學(xué)中應(yīng)更側(cè)重于引導(dǎo)學(xué)生如何使用Python解決實際問題，將Python作為一種工具用來解決問題。

（二）學(xué)生畏難情緒較大

由于本課程主要面向全校非計算機(jī)專業(yè)的學(xué)生，學(xué)生們普遍認(rèn)為程序設(shè)計對于自己的專業(yè)發(fā)展和專業(yè)需求沒有關(guān)聯(lián)，對于Python的應(yīng)用前景缺乏一定的了解和重視，因此在學(xué)習(xí)編程時會有畏難情緒。由于學(xué)生的知識和認(rèn)知主要局限于本學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)，當(dāng)面對較為復(fù)雜的問題時，常常會感到不知所措，甚至所學(xué)的知識無法應(yīng)用于解決實際問題，因此會產(chǎn)生一定的挫敗感，甚至覺得課程沒有什么用處。

（三）學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高

目前在教學(xué)中，仍然采用傳統(tǒng)的編程教學(xué)模式，即教師講授編程語法，學(xué)生跟隨教師進(jìn)行相應(yīng)語法知識點的練習(xí)。這種教學(xué)方式容易讓學(xué)生感到枯燥難懂，其參與度低，學(xué)習(xí)積極性差。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，只是對教師講授的知識點進(jìn)行了簡單練習(xí)，無法透徹理解程序，并且缺乏深入研究程序的興趣。這種教學(xué)方式無法調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)課程的積極性[2]。

（四）沒有明確Python的優(yōu)勢

Python與C語言有很大的不同，C語言具有較為嚴(yán)格的語法結(jié)構(gòu)，且在授課中更側(cè)重于抽象概念的建立，常常被用來通過解決數(shù)學(xué)問題來講解課程。而Python的語法結(jié)構(gòu)較為松散，具有豐富的標(biāo)準(zhǔn)庫和第三方庫，可以大量減少計算代碼編寫，更像是一種應(yīng)用工具。因此，在教學(xué)中更應(yīng)側(cè)重于講授如何使用Python作為工具解決專業(yè)問題，引導(dǎo)學(xué)生思考如何運用Python進(jìn)行分析和解決問題，而不是單純地講解代碼編寫的復(fù)雜度。

（五）缺少學(xué)科交叉融合

當(dāng)前課程仍然按照傳統(tǒng)編程語言的教學(xué)方式，強(qiáng)調(diào)Python作為單獨的編程語言進(jìn)行教學(xué)，并未將Python與學(xué)生所在專業(yè)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合。由于本門課程是全校大一學(xué)生的公共必修課程，學(xué)生所在專業(yè)各有不同，在教學(xué)中應(yīng)當(dāng)針對學(xué)生不同專業(yè)的特點，將Python在該專業(yè)中的應(yīng)用前景和案例引入教學(xué)中，更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。因此，應(yīng)當(dāng)在課程設(shè)計中注重與學(xué)生所在專業(yè)的結(jié)合，將Python與學(xué)生所學(xué)的專業(yè)知識相結(jié)合，在實踐中提高學(xué)生的問題解決能力。

通過對非計算機(jī)專業(yè)學(xué)生進(jìn)行調(diào)查問卷，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對開設(shè)程序設(shè)計課程的認(rèn)知不足，并且在完成課程學(xué)習(xí)后，對課程目標(biāo)了解不充分，無法將所學(xué)內(nèi)容與本學(xué)科專業(yè)知識相融合，具體情況如表1所示。

三、“Python程序設(shè)計”課程中的學(xué)科融合難點

學(xué)科融合教學(xué)是指基于特定的知識點或主題，將多個學(xué)科整合在一起進(jìn)行教學(xué)[3]。在學(xué)科融合的教學(xué)過程中，各個學(xué)科都保持自身的學(xué)科特點，但是將各自的知識與主體學(xué)科進(jìn)行整合，從而形成相互關(guān)聯(lián)的知識體系。學(xué)科融合教學(xué)的觀點提出了解決某些課程在教學(xué)中教學(xué)目標(biāo)不明確、教學(xué)思路或方法缺乏創(chuàng)新等問題的方法，同時也明確了學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的目的性，促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的提升和整體發(fā)展。

“Python程序設(shè)計”課程在進(jìn)行學(xué)科融合教學(xué)改革中也面臨了一些亟待解決的問題。

（一）如何進(jìn)行學(xué)科融合

雖然Python語言相較于C語言具有輕語法、易學(xué)習(xí)、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛等特點，但仍然是一種編程語言，因此在教學(xué)中，需要兼顧編程語言教學(xué)基礎(chǔ)的教學(xué)內(nèi)容。Python目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于多個學(xué)科中，但在課程中如何將其他學(xué)科中的應(yīng)用作為課程內(nèi)容的一部分融入課堂，仍然是教學(xué)設(shè)計的重點和難點。從學(xué)生的接受程度和各學(xué)院學(xué)生特點出發(fā)，為教學(xué)目標(biāo)制定合理的教學(xué)手段和方法，并逐步融入其他專業(yè)學(xué)科的內(nèi)容。

（二）相關(guān)學(xué)科的專業(yè)背景

學(xué)科融合不僅要求學(xué)生掌握本學(xué)科的專業(yè)知識，還需要掌握一定的其他學(xué)科的專業(yè)知識。然而，在學(xué)習(xí)過程中如何激發(fā)學(xué)生對這些學(xué)科知識的興趣和學(xué)習(xí)欲望，是課程設(shè)計需要考慮的重要方面。為此，在設(shè)計課程內(nèi)容時，教師需要明確學(xué)科融合的目的，讓學(xué)生在課程學(xué)習(xí)過程中，了解不同學(xué)科之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)知識。通過與其他學(xué)科知識的融合，促進(jìn)學(xué)生對特定學(xué)科知識和本學(xué)科知識的深入理解。

（三）學(xué)科融合的合理性

現(xiàn)在，越來越多的學(xué)科之間實現(xiàn)了知識的交叉融合，而教師在設(shè)計教學(xué)內(nèi)容時應(yīng)當(dāng)考慮學(xué)科融合的合理性，不應(yīng)該強(qiáng)行融合或者進(jìn)行不合理的融合。這樣很難達(dá)到促進(jìn)學(xué)生對知識的理解和應(yīng)用的目的，同時也會導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中偏離學(xué)習(xí)目標(biāo)。

四、經(jīng)管類專業(yè)“Python程序設(shè)計”課程教學(xué)中學(xué)科融合的方法

根據(jù)以上“Python程序設(shè)計”課程在學(xué)科融合中面臨的問題，需要在教學(xué)中針對這些問題進(jìn)行合理的教學(xué)設(shè)計，思考如何通過學(xué)科融合提升教學(xué)質(zhì)量，明確教學(xué)目標(biāo)，進(jìn)而提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

下面以經(jīng)管類專業(yè)為例，根據(jù)經(jīng)管類專業(yè)特點和學(xué)生特色，提出“Python程序設(shè)計”課程與經(jīng)管類專業(yè)在學(xué)科融合中的幾點措施。

（一）改變傳統(tǒng)教學(xué)模式

傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容在設(shè)計時偏向于程序設(shè)計語言的語法和原理，更注重邏輯思維能力在編程中的體現(xiàn)，程序題目多偏向于數(shù)學(xué)求解。對于經(jīng)管類專業(yè)學(xué)生，數(shù)學(xué)問題無法引起學(xué)生的興趣，且學(xué)生也難以理解較為復(fù)雜的數(shù)學(xué)求解方法。因此，應(yīng)結(jié)合Python語言的特點，在教學(xué)內(nèi)容設(shè)計時降低問題求解的難度，減少數(shù)學(xué)邏輯類問題求解，對于基本語法通過簡單案例讓學(xué)生了解使用方式即可，在掌握基本使用方法后再逐步增加難度，將課程內(nèi)容設(shè)計偏向于引導(dǎo)學(xué)生興趣，而不是求全求難。

（二）引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)

在傳統(tǒng)教學(xué)中，學(xué)生通常處于被動學(xué)習(xí)的狀態(tài)，缺乏自主學(xué)習(xí)意識，因此，難以培養(yǎng)出學(xué)生的創(chuàng)新能力。在課程中，可以通過教學(xué)案例設(shè)計引導(dǎo)學(xué)生獨立思考，鼓勵學(xué)生自主學(xué)習(xí)，不僅可以提高學(xué)生的Python應(yīng)用能力，還可以激發(fā)其探索更廣泛的Python應(yīng)用領(lǐng)域，并培養(yǎng)實踐能力，這是提高學(xué)生Python綜合能力的重要途徑。

（三）根據(jù)學(xué)生專業(yè)特色選擇教學(xué)案例

根據(jù)學(xué)科融合的特點，在“Python程序設(shè)計”課程中應(yīng)該根據(jù)學(xué)生專業(yè)特點選擇適合經(jīng)管類學(xué)科的案例，讓學(xué)生親身體驗Python在學(xué)科專業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。但是，在設(shè)計這些案例時，要避免簡單粗暴地套用案例。教學(xué)案例的主要目的是幫助學(xué)生掌握知識點，而不是為了介紹某個經(jīng)管類專業(yè)知識，因此，在案例設(shè)計時，應(yīng)該將Python與案例有機(jī)結(jié)合，而不是生硬地捆綁在一起。

（四）以數(shù)據(jù)分析項目作為課程考察目標(biāo)

學(xué)科融合的目的最終是為了讓學(xué)生可以利用本學(xué)科知識，并將本學(xué)科知識靈活應(yīng)用于交叉學(xué)科之中。為了實現(xiàn)這個目的，在“Python程序設(shè)計”課程中，可以以數(shù)據(jù)分析項目作為課程的最終考核方式。在完成數(shù)據(jù)分析報告的過程中，學(xué)生不僅需要學(xué)習(xí)Python程序設(shè)計知識，還需要相關(guān)項目的專業(yè)知識。因此，學(xué)生在完成報告的過程中需要從分析目的、分析方法、問題求解、實現(xiàn)過程等幾個方面入手。這樣不僅可以提升學(xué)生分析問題、解決問題的能力，還可以提升學(xué)生跨學(xué)科思維的能力，從而提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。學(xué)生在完成項目的過程中，不僅加深了對相關(guān)知識點的掌握，同樣培養(yǎng)了分析、協(xié)作、規(guī)劃等高階思維能力[4]。

（五）學(xué)生成績綜合評定

傳統(tǒng)的期末考卷形式并不適合于考核學(xué)生在學(xué)科融合中的綜合素質(zhì)。因此，為了保證學(xué)生成績的公平性，針對學(xué)生的綜合能力，可以將最終成績劃分為三個部分。

首先，過程性考核分?jǐn)?shù)。過程性考核包括學(xué)生的出勤情況、課堂表現(xiàn)、課后作業(yè)情況以及隨堂測試情況。這部分成績重點考查學(xué)生日常的學(xué)習(xí)情況，主要用于督促學(xué)生課堂學(xué)習(xí)。

其次，期末測試分?jǐn)?shù)。期末測試用于考查學(xué)生課程中知識點的掌握情況，可以采用選擇題的題型方式，重點考查學(xué)生對知識點的理解。

最后，數(shù)據(jù)分析項目分?jǐn)?shù)。最終項目分?jǐn)?shù)用于考查學(xué)生的綜合素質(zhì)，包括學(xué)生在完成數(shù)據(jù)分析項目時所需要的分析問題能力和解決問題能力。為了保證數(shù)據(jù)分析項目能夠真實體現(xiàn)每個學(xué)生的水平，可以由各組組長根據(jù)每位同學(xué)的貢獻(xiàn)程度按比例分配分?jǐn)?shù)。這樣既可以保證每個學(xué)生在數(shù)據(jù)分析項目中的得分真實體現(xiàn)其水平，又可以區(qū)分學(xué)生成績，避免有些學(xué)生在小組中無貢獻(xiàn)而獲得分?jǐn)?shù)。采用這種方式，可以更全面地考核學(xué)生的綜合素質(zhì)，同時也可以鼓勵學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中付出更多的努力和時間。

經(jīng)過課程改革探索，再次對學(xué)生進(jìn)行調(diào)查問卷，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對課程目標(biāo)更加明確，學(xué)習(xí)興趣也得到較大提升，對Python程序設(shè)計知識與本專業(yè)知識如何進(jìn)行融合也有了初步了解，具體情況如表2所示。

五、結(jié)語

在現(xiàn)今的教學(xué)中，單一學(xué)科內(nèi)容已經(jīng)無法滿足教育的要求。學(xué)科融合已成為教學(xué)水平提高和課程質(zhì)量提升的必然趨勢，“Python程序設(shè)計”課程也不例外。本文從問題提出到問題解決，探討了一種基于學(xué)科融合的“Python程序設(shè)計”課程改革方案。課程改革的結(jié)果不僅提高了學(xué)生的Python編程能力，同時也加強(qiáng)了分析問題、解決問題的能力，從而為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣起到了積極作用。

參考文獻(xiàn)

[1]韋學(xué)飛.學(xué)科融合的價值、目標(biāo)與途徑[J].教育理論與實踐，2021（17）：7-10.

[2]陳頌麗.“新文科”背景下基于項目任務(wù)式的Python課程教學(xué)改革研究[J].計算機(jī)應(yīng)用文摘，2023（01）：35-37.

[3]車紫輝，李愛華.學(xué)生整體發(fā)展：學(xué)科融合的邏輯起點[J].教育理論與實踐，2021（20）：7-9.

[4]殷群.學(xué)科融合教育：智能時代育人方式新樣態(tài)[J].上海教育科研，2021（01）：92-96.

基金項目：天津市普通高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革研究計劃項目“面向新一代信息技術(shù)的計算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革”（課題編號：B231005710）

責(zé)任編輯：王穎振、周航