摘 要：為了滿足新工科建設背景下對物聯(lián)網專業(yè)復合型、創(chuàng)新型人才的需求，分析了物聯(lián)網專業(yè)“Python程序設計”課程的教學現(xiàn)狀及問題，提出了基于智慧農業(yè)micro：bit小車項目的課程改革措施，包括以崗位需求為出發(fā)點重構教學內容，采用基于PDCA循環(huán)的教學模式，構建“四元三維”立體評價模式，從而培養(yǎng)學生學習興趣、工程項目開發(fā)綜合能力、創(chuàng)新能力等。

關鍵詞：物聯(lián)網專業(yè)；Python程序設計；項目教學法；PDCA循環(huán)；教學改革；micro：bit小車

中圖分類號：TP312 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2024）03-0-03

0 引 言

隨著物聯(lián)網技術的不斷發(fā)展，物聯(lián)網專業(yè)已經成為當今社會的一個熱門學科。Python作為一種易學易用且功能強大的編程語言，是計算機類相關專業(yè)的重要課程之一，在物聯(lián)網領域得到了廣泛應用。而目前“Python程序設計”課程教學改革更多面向計算機大類，面向物聯(lián)網專業(yè)、滿足復合型人才需求的“Python程序設計”課程教學改革很少，因此改革勢在必行。

近年來，不少學者針對新工科建設、教學理念和教學實踐等方面展開了研究[1]。胡輝等人[2]認為為了培養(yǎng)學生利用 Python進行工程技術項目開發(fā)的動手能力，構建基于項目式學習的Python程序設計課程教學模式是十分必要的。鄺天福等人[3]提出了一種新工科背景下“線上線下+翻轉課堂”的混合式教學模式。冀全朋等人[4]提出對計算機基礎課“Python程序設計”的教學方式、實驗項目、考核評價進行教學改革，將課程內容劃分為3種類型的實驗項目。張思揚[5]提出以成果導向為指導、以能力培養(yǎng)為核心、以思維培養(yǎng)為主體的三段式教學模式。

1 Python課程的教學現(xiàn)狀

目前，高職院校在物聯(lián)網專業(yè)的“Python程序設計”課程教學過程中仍存在一些問題。

首先，教學內容更多停留在教材中的刻板理論知識結構和基于理論開展傳統(tǒng)的實驗，未能與物聯(lián)網應用需要軟硬件結合的實際需求有效銜接，限制了學生的思維，忽視了實際應用能力的培養(yǎng)，進而會影響學生專業(yè)應用技能的提升[6]。

其次，教學方法單一死板，難以激發(fā)學生的學習興趣。教師依然堅持傳統(tǒng)的教學模式，即教師講、學生聽。學生只是被動地接受教師的知識，雖然在聽課的過程中感覺自己似乎理解了，但在真正開始編程解決實際問題時卻不知從何下手。

最后，課程考核方式不夠科學合理，僅包括課堂考勤和作業(yè)等考核方式，不能很好地檢驗學生理論知識掌握情況和實踐運用情況，無法全面反映學生的實際水平。

2 課程教學改革的理念

2.1 項目教學法

項目教學法是以學生為中心，將實驗內容作為一個項目分發(fā)給學生，學生在教師的指導下互相協(xié)同合作，主動思考、自主學習并提出解決問題的思路與方法[7]。通過剖析“Python程序設計”教學現(xiàn)狀發(fā)現(xiàn)，在篩選教學內容階段，充分考慮到實驗內容的層次應該由淺入深、由易入難、循序漸進，學生在學習過程中才不會出現(xiàn)實驗內容不連貫、與理論脫節(jié)、厭學等情況。在項目實施過程中，教師需要對項目內容提前進行設計、篩選，科學分析、整合，合理設計課程內容，極大限度地挖掘學生的實踐操作能力，讓學生在項目實踐過程中產生興趣，進而提高自主學習能力和程序設計能力[8]。

2.2 PDCA循環(huán)

PDCA循環(huán)是一種持續(xù)改進的質量管理方法，包括四個階段：計劃、執(zhí)行、檢查和處理。計劃（Plan）：確定目標并制定實現(xiàn)目標的策略和方法。執(zhí)行（Do）：按照計劃進行實際操作，收集數據并進行分析。檢查（Check）：對執(zhí)行情況進行評估，找出問題并采取措施解決。處理（Act）：根據檢查結果采取相應的行動，確保問題得到徹底解決[9]。

PDCA循環(huán)的核心思想是通過不斷的循環(huán)迭代來提高項目的質量和效率。在每個循環(huán)中，前一個階段的總結會為下一個階段提供指導，從而形成一個良性循環(huán)的過程[10]。

3 課程教學改革的具體內容

3.1 優(yōu)化崗位項目，重構教學內容

“Python程序設計”課程改革將物聯(lián)網智慧農業(yè)的實戰(zhàn)項目融入教學，對接物聯(lián)網系統(tǒng)應用軟件開發(fā)工程師的崗位需求，構建了以物聯(lián)網崗位項目驅動的課程體系。本課程以micro：bit小車為硬件載體，軟硬件結合，將傳統(tǒng)理論型課程（Python概述、基礎語法、常用語句、字符串、列表、元組和字典、函數、文件操作、模塊等）重構劃分為：項目一—Python與智慧農業(yè)、項目二—搭建智慧農業(yè)小車系統(tǒng)、項目三—優(yōu)化智農小車系統(tǒng)、項目四—智農小車系統(tǒng)持久化。以項目二—搭建智慧農業(yè)小車系統(tǒng)為例，具體分成8個任務并列舉三維目標（見表1所列）。

3.2 基于PDCA循環(huán)，構建混合式教學模式

課程通過“課前導學、課中探究、課后拓展”三階段、“計劃-實施-檢查-整改”四步驟逐漸完善工作任務，形成PDCA循環(huán)（如圖1所示）。

課前教師發(fā)布任務單、微課等學習資料，學生自學并完成程序設計方案等（P：計劃）。課中教師利用多樣化信息手段講解學生在課前有疑惑的新知識，學生分享小組的程序設計方案，使用Makecode仿真平臺通過拖拉程序積木塊的方式驗證自己的程序流程設計，突出“程序流程設計”的教學難點，接著各小組團隊合作編寫程序代碼（D：實施）。教師及時根據他們所遇問題，剖析語法細節(jié)，引導學生借助Gitee程序托管平臺定位錯誤、調試程序，突破教學重點（C：檢查）。最后通過小組匯報或PK賽、教師總結、小組再次完善程序設計，實現(xiàn)任務整改（A：調整）。課后通過對接企業(yè)任務，開展新一輪PDCA拓展任務，在任務中鞏固編程知識，提升程序設計技能。

3.3 關注學生主體，構建“四元三維”立體評價模式

構建“學生、教師、專家、系統(tǒng)”+“過程性、結果性、增值性”的“四元三維”評價模式（如圖2所示）。對接教學目標制定考核標準，全面考查學生課堂表現(xiàn)、專業(yè)技能和職業(yè)素養(yǎng)等情況。采用智慧評價云平臺，對接超星平臺、仿真系統(tǒng)、Gitee程序托管平臺等數據，開展“四元三維”評價活動并動態(tài)收集數據，形成每位學生的學習分析報告、教學整體分析報告，有助于學生調整學習策略，教師找出教學盲點、改善教學成效。

4 課程改革成果

迄今已經試點運行兩學年共４個學期，對比傳統(tǒng)的程序設計類教學實驗體系，教學課堂實驗效果良好。

4.1 崗位項目驅動，學習興趣明顯提升

教師根據崗位項目設置任務，把知識重難點巧妙地融合在任務中，由簡入難，循序漸進，充分調動了學生的學習興趣和主觀能動性，進一步提高了學生的實踐技能。

4.2 教學目標達成，綜合能力顯著提升

依托智慧農業(yè)項目，以技術崗位能力為標準，圍繞教學重難點設置工作任務，提高學生的專業(yè)技能，增強學生在物聯(lián)網領域的Python編程能力；有效融入思政元素，讓學生在任務實施中學會編寫技術設計書，提升團隊協(xié)作能力，規(guī)范意識，全面提升職業(yè)素養(yǎng)，獲得企業(yè)指導教師的認可。

4.3 實操能力增強，證書競賽顯成效

知識融通項目，學生獲取“1+X”職業(yè)技能證書的通過率從55%提升至76%；通過培育學生“與時俱進、專創(chuàng)融合”的工程思維，激發(fā)學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的意識，促使學生在“互聯(lián)網+”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽中獲省級銀獎1項、銅獎1項。

5 結 語

為了滿足新工科背景下對物聯(lián)網專業(yè)人才培養(yǎng)的需求，需對傳統(tǒng)的“Python程序設計”課程進行改革，本文提出了一種基于智慧農業(yè)小車項目的混合式教學模式改革，該教學改革對接崗位需求重構教學內容，采用基于PDCA循環(huán)的教學模式，構建“四元三維”立體評價模式，真正體現(xiàn)了以學生為中心的教學理念，提高了學生的學習興趣與積極性，培養(yǎng)了學生解決實際問題的編程能力、邏輯思維能力和創(chuàng)新能力。

參考文獻

[1]郭樂江，涂文婕，程敏，等.基于“一圍繞三結合四融入”的Python程序設計基礎課程教學改革與實踐[J].計算機教育，2022，20（6）：153-157.

[2]胡輝，馬馳. 項目驅動的Python程序設計課程教學模式 [J]. 福建電腦，2023，39（8）：109-112.

[3]鄺天福，薛文格.新工科背景下混合式教學模式在C語言程序設計課程中的改革與探索[J].楚雄師范學院學報，2022，37（4）：148-152.

[4]冀全朋，嚴海升. Python程序設計課程教學改革與實踐—基于項目教學模式[J].西南師范大學學報（自然科學版），2021，46（11）：90-95.

[5]張思揚.“Python程序設計”課程教學改革與實踐[J].工業(yè)和信息化教育，2019，7（6）：57-60.

[6]薛端，計雪偉.物聯(lián)網工程專業(yè)Python編程課程教學改革研究[J].電腦知識與技術（學術版），2023，19（10）：163-165.

[7]季金奎，王秀萍.淺談項目化課程改革的思路[J].科技信息，2009，26（19）：170.

[8]李帷笳.項目教學法在計算機教學實踐中的運用[J].電腦知識與技術（學術版），2020，16（23）： 118-119.

[9]呂薇，英盛華. PDCA循環(huán)在教育領域中的應用現(xiàn)狀及啟示[J].林區(qū)教學，2022，38（1）：38-41.

[10]蘇偉倫.戴明管理思想核心讀本[M].北京：中國社會科學出版社，2003.

作者簡介：林萬芳（1992—），女，碩士，湄洲灣職業(yè)技術學院講師，研究方向為物聯(lián)網技術。