基于“Python123”平台的Python课程混合式教学改革探索.pdf

DOI：10.16681/ki.wcqe.202318033作者简介：曾利（1994），女，助教，硕士。研究方向：信号处理。注：本文系广西教育厅教改项目“工程教育认证下的基于 BOPPPS 教学模型 计算机组成原理 混合式教学研究与实践”（编号：2023JGB406）。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”平台中图分类号：G434文献标志码：A文章编号：2095-6401(2023)18-0136-042020 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，还包含大量网基于“Python123”平台的 Python 课程混合式教学改革探索曾利，郭振军，阳珊珊*，王如月（桂林航天工业学院计算机科学与工程学院，广西 桂林，541004）西部素质教育2023 年 9 月第 9 卷第 18 期西部素质教育2023 年 9 月第 9 卷第 18 期表 1 分支结构预习内容及测验题目络教学资源，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。“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（Online Judge，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。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，也可图 1 教学思路具体流程教师准备阶段：上传线上资源发布预习任务讲授阶段：评估学生能力讲解重难点和错题评价阶段：布置相应的作业分析数据进行评价学生预习阶段：学习线上知识完成预习任务领会阶段：探究式学习理解掌握重难点巩固阶段：完成作业检测效果评估学情教学反思课前课中课后查漏补缺问题式听课学习目标学习内容测验题目举例1.了解程序的基本结构2.理解程序的分支结构3.知道分支结构的格式1.SPOC 视频学习资源：分支结构2.教材 4.14.2 小结3.PPT以下是二分支结构紧凑模式的是（）A if else B if else C if else D if else:表 2 分支结构课上学习内容学习目标学习内容教师活动1.掌握程序的分支结构2.运用 if 语句实现分支结构3.运用 if-else、if-elif-else 语句实现双分支、多分支结构1.教材 4.14.3 小结2.PPT3.案例 1：细颗粒物空气质量4.案例 2：身体质量指数引入：借助生活中的实例（成绩、天气等）导入新课内容新授：分支结构的流程图和格式（单分支、双分支、多分支）程序设计案例：先提问进行案例分析，再讨论写出核心代码，最终让学生写出完整代码练习：对预习中正确率低的课堂测验题目进行讲解作业：“Python123”平台上的作业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。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。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。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。图 2 预习测验每个选项的正确率西部素质教育2023 年 9 月第 9 卷第 18 期西部素质教育2023 年 9 月第 9 卷第 18 期三、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+12”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:/ 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：）。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。图 3 设置作业表 3 某位学生平时成绩的构成项目学习时长（10%）测验（15%）作业（25%）评价（20%）答辩验收（10%）实验报告（20%）分数908085838684