基于OBE理念的“Python程序设计”课程设计与实践.pdf

9 8 2 0 2 4年1期2 0 2 4年第4 6卷第1期基于O B E理念的“P y t h o n程序设计”课程设计与实践陈 强 邓美玲基金项目:2 0 2 2年广东省本科高校教学质量与教学改革工程建设项目(粤教高函2 0 2 34号):“数据科学与大数据技术”专业建设与实践”(J Y 2 0 2 2 0 0 1 6 0 2);2 0 2 1年东莞城市学院青年教师发展基金项目自然科学类:大数据环境下个性化智慧学习系统模型的构建研究(KY 2 0 2 2 0 4 8 0 1);2 0 2 2年 东 莞 城 市 学 院 课 程 教 学 改 革 项 目:基 于O B E理 念 的 计 算 机 程 序 设 计 类 课 程 的 教 学 改 革 研 究(J Y 2 0 2 2 0 1 4 9 0 1);广东省教育厅质量工程项目:面向映象程序设计(J Y 2 0 2 2 0 3 9 3 0 2)作者简介:陈强(1 9 7 6-),硕士,副教授,研究方向为大数据、W e b开发、高等教育;邓美玲(1 9 8 0-),硕士,副教授,研究方向为大数据技术、计算机应用、数据挖掘。(东莞城市学院人工智能学院 广东 东莞5 2 3 0 0 0)摘 要 随着高等教育改革的不断深入,O B E概念也被广泛使用,尤其是在新工科专业的课程教学中。在此背景下,如何将O B E教学理念融入课程教学,已成为一个重要的问题。文中以O B E教学模式为基础,在P y t h o n程序设计类课程中引入O B E理念。在实施O B E教学模式的过程中,需以学生为主体进行课程设计,并根据不同的培养目标制定相应的教学计划,不断完善教学策略和评价机制。关键词:O B E理念;新工科;课程实践;P y t h o n程序设计中图分类号 G 4 3 4C o u r s eD e s i g na n dP r a c t i c eo f“P y t h o nP r o g r a mm i n g”B a s e do nO B EC o n c e p tCHE NQ i a n ga n dD E N G M e i l i n g(A r t i f i c i a l I n t e l l i g e n c eC o l l e g e,D o n g g u a nC i t yC o l l e g e,D o n g g u a n,G u a n g d o n g5 2 3 0 0 0,C h i n a)A b s t r a c t W i t ht h ec o n t i n u o u s i n-d e p t hr e f o r mo f h i g h e r e d u c a t i o n,t h e c o n c e p t o fO B Eh a s a l s ob e e nw i d e l yu s e d,e s p e-c i a l l y i nt h ec o u r s e t e a c h i n go fn e we n g i n e e r i n gm a j o r s.U n d e r t h i sb a c k g r o u n d,h o wt o i n t e g r a t et h eO B Et e a c h i n gc o n-c e p t i n t ot h ec o u r s e t e a c h i n gh a sb e c o m ea n i m p o r t a n t i s s u e.B a s e do nt h eO B Et e a c h i n gm o d e l,t h ep a p e r i n t r o d u c e s t h eO B Ec o n c e p t i n t oP y t h o np r o g r a mm i n g c o u r s e s.I n t h ep r o c e s s o f i m p l e m e n t i n g t h eO B Et e a c h i n gm o d e l,i t i sn e c e s s a r y t ot a k es t u d e n t sa st h em a i nb o d yt od e s i g nt h ec o u r s e,a n df o r m u l a t ec o r r e s p o n d i n gt e a c h i n gp l a n sa c c o r d i n gt od i f f e r e n tt r a i n i n go b j e c t i v e s,a n dc o n t i n u o u s l y i m p r o v e t e a c h i n gs t r a t e g i e sa n de v a l u a t i o nm e c h a n i s m s.K e y w o r d s O B Ec o n c e p t,N e we n g i n e e r i n g,C u r r i c u l u mp r a c t i c e,P y t h o np r o g r a mm i n g0 引言基于国家战略发展新需求和国际竞争新形势,以技术为代表的新经济、新业态、新模式、新产业对工程技术人才提出了更高的要求。高校承担着培养具有创新能力的高素质人才的任务,为适应新时代“新工科”人才培养模式要求,需要结合社会需求和应用型本科高校的办学特色,以“新工科”建设为抓手,积极探索符合民办高校计算机专业培养目标的人才培养模式及课程教学新模式。为此,专业课程教学模式的改革也迫在眉睫。O B E教育理念是对传统教育理念的革新,其对教学的改革体现在课堂教学内容、考核和评价方式等方面1。随着云计算、大数据、人工智能等新一代技术的快速发展,P y t h o n易于学习和使用的特点成为大数据和人工智能领域的首选编程语言,并被广泛应用于医疗、金融、商务、制造等领域。目前,很多高校已将“P y t h o n程序设计”课程纳入了计算机类相关专业的课程设置中。为更好地培养创新型人才,本文提出了基于O B E理念的教学方法,以学生为主体来设计课程,有效提高学生的创新实践意识和能力,使学生真正成为课程的最大受益者。1 “P y t h o n程序设计”课程的现状“P y t h o n程序设计”课程内容涵盖基本概念、语法和数据类型、程序控制、列表、字典与元组、面向对象等。该课程在提高学生的编程知识和技能、探索数据科学、参与W e b开发、人工智能和机器学习领域、提高学生的工作竞争力等方面发挥着重要作用。但目前,“P y t h o n程序设计”课程还存在一些问题。(1)课程内容多、学时少,缺乏科学的课程安排。(2)理论教学内容单一,缺少实际场景的应用。2 0 2 4年1期 9 9 (3)实验环节单一,缺乏创新意识。(4)课程考核不完善,无法综合考核学生的编程能力。这些问题不利于对学生实际应用能力的评估,难以满足O B E理 念 下 的 培 养 学 生 计 算 思 维 和 编 程 能 力 的要求。2 基于O B E的“P y t h o n程序设计”课程教学设计2.1 课程设计原则“P y t h o n程序设计”是一门实践性很强的课程,O B E教学理念流程如图1所示。在设计基于O B E理念的课程时,需要遵循以下原则2。图1 O B E课程设计流程(1)明确“P y t h o n程序设计”课程的学习目标。在O B E理念下,需要明确的是学习结果,而非学习过程。因此,需要设定一系列学习目标,以明确学生完成课程后应该掌握哪些知识和技能。这些目标应该是明确的、可衡量的,以便在课程实施过程中对学生的学习效果进行评估。(2)根据学习目标来设定课程内容,而非根据教材或传统的教学方式来设定课程内容。如此,可以确保课程内容和学习目标之间的紧密关联,提高课程教学的针对性和效率。(3)需要设计一系列教学活动,以帮助学生实现学习目标。应充分考虑学生的个体差异和学习需求,提供多样化的学习资源和支持,以激发学生的学习兴趣,提高学生的学习参与度。例如,可以鼓励学生根据自己的兴趣和能力选择合适的学习路径,促进个性化学习;强调以项目为驱动的学习,提供丰富的实践机会,通过实践操作来巩固学生的专业知识和技能。(4)需要设计一系列的评估方法,以便教师对学生的学习效果进行评估。这些评估方法应该是公正、公平的,能准确地反映学生是否达到了学习目标,并提供有针对性的反馈和指导。(5)通过对学生的学习效果进行评估以及师生的学习反馈,对课程进行持续的改进。因此,需要不断调整和优化课程内 容,以 适 应 学 生 的 学 习 需 要,提 高 课 程 的 教 学质量。2.2 课程学习目标设计针对“P y t h o n程序设计”课程,O B E理念的应用具有极高的实践价值。P y t h o n作为一种被广泛应用的高级编程语言,其课程目标不仅仅是让学生掌握P y t h o n语言的基本语法和编程技巧,还需培养学生的问题解决能力和创新思维能力。因此,需以当今社会对计算机专业人才的迫切需求为导向,确定“P y t h o n程序设计”课程的培养目标。课程通过知识目标、能力目标、素质目标等来划分各个培养目标点,如表1所列。表1“P y t h o n程序设计”课程学习目标课程教学目标支撑人才培养规格指标点知识目标掌握P y t h o n基础知识;理解P y-t h o n编 程 模 式;熟 练 掌 握P y-t h o nI D E工具具备大数据专业基础理论知识和专业知识建立数字化、算法、模块化、层次化等核心专业意识能力目标能识读和编写较为复杂的程序,熟练运用P y t h o n解决实际应用问题具有计算思维、创新和发现、分析、解决问题的能力具备 大 数 据 应 用 开 发 实 践能力具备大数据知识应用能力具备独立分析和解决问题的能力素质目标具备坚持不懈的学习精神、严谨治学的科学态度和积极向上的价值观具有自主学习和终身学习的意识具有 较 高 的 外 文 文 献 阅 读能力2.3 理论教学设计在O B E理念下的“P y t h o n程序设计”课程中,教学方法侧重于结果导向和学生体验。例如,鼓励学生通过实际操作和项目实践来学习P y t h o n编程,并强调实现的结果和过程中的体验。课程以“以学生为中心”为导向,建立个性化的课程体系结构。教学活动分为课前、课中与课后3个阶段(见表2)。借助线上线下混合教学模式3-4来满足学生的个性化学习需求,并合理分配学时,重组学科知识模块,结合增减教学内容等方式,调整知识内容,实现优质、高效的教学,有效解决学生在学习中遇到的困难,为最终的考核评价提供参考依据。表2“P y t h o n程序设计”课程的教学活动设计教学活动教学方法与工具参与者O B E目标课前线上:学习通等学生课前预习,记录预习中存在的问题教师检查学生的预习情况,整理学习中的重难点,寻找解决策略并将其应用到课堂教学中移动信息1 0 0 2 0 2 4年1期(续表2)教学活动教学方法与工具参与者O B E目标课中线上:学习通等线下:多媒体教室(以学生为主体、教师为主导)学生自行分组,参与问题讨论、抢答、知识讲解等教师难点知识讲解、问题分类指导、个别答疑等,重视难点问题的讲解,注重对学生素质能力的培养课后线上:学习通等学生个性化学习需求,注重知识总结与能力拓展教师发布习题,增强学生对理论知识的掌握2.4 实践教学设计“P y t h o n程序设计”是一门实践性很强的课程。课程设计包含多个项目,每个项目都有明确的成果要求和预期的学习效果。这些项目的设计遵循O B E理念,以实现预期的学习成果为目标,鼓励学生自主选择项目,以提高他们的动手能力,丰富他们的实践经验。可以根据学生的学习情况进行分层实验安排,提供进行编程练习的机会,解决单级实践教学问题,让学生动手应用所学的知识,并解决具体的问题。另外,可设计并分发一些实践项目,让学生以独立或团队合作的形式完成,使其应用所学知识解决实际问题。实践教学设计如表3所列。表3“P y t h o n程序设计”课程的实践教学设计实验内容方法和类型O B E目标P y t h o n基础面向对象文件操作和数据处理方法:通过示例和演示代码类型:验证性实验培养学生解决问题和编写代码的能力W e b开发基础数据可视化机器学习入门方法:提供实践项目和案例,小组内交流和合作类型:设计型实验引导学生独立思考,培养其团队合作能力让学生应用所学知识解决实际问题2.5 考核评价设计课程应注重多元化的考核机制,结合考核方法与培养目标,建立基于O B E理念的成果导向考评机制,从多方面对学生进行考核,以学习成果为导向来判断学生是否达到了培养目标。考核评价设计如表4所列。表4“P y t h o n程序设计”课程考核评价设计评价过程评价内容考勤根据信息管理平台评估学生的上课出勤情况课前根据学习平台评估学生的课前预习情况课中评估学生在课堂上的参与度、提出和回答问题的质量课后根据学习平台评估学生课后作业、习题、测试等的完成情况实践根据完成的编程练习和项目实战,评估学生的代码质量和功能实现情况;要求学生撰写项目报告,阐述解决方案、实现细节和遇到的问题,评估学生的表达能力和项目管理能力在实践效果方面,可以通过学生的学习成果、教师的教学反馈等进行评估,使教学过程更加有序、有效,更好地指导学生的学习与实践。教师可以更好地理解和把握学生的学习需求和进度,进而调整教学策略,提高教学效果。2.6 持续改进课程利用P D C A(计划-执行-检查-行动)5循环图设定各阶段的活动和目标,建立有效的反馈和反思机制,这有利于教师发现教学中存在的问题,及时掌握学生的学习成效,并提出行之有效的解决措施。教师可以通过学习平台收集和分析数据、图表,评估教学结果和教学目标之间的差距,并比较预期目标与学生的实际表现,针对性地对学生进行答疑辅导,提高教学效果,促进培养目标的实现。3 结语O B E理念在新工科专业课程教学中的应用,可以极大地推动高等教育的发展,提高教学的质量和效果。本文以O B E教学理念为基础,将O B E引入“P y t h o n程序设计”课程中,在实施O B E教学的过程中,以学生为主体来设计课程,在教学的各个环节中,依据不同的培养目标,针对不同的学生个体,制订相应的教学方案,不断改进教学策略、考评机制,以提高学生的学习效果,弥补了传统教学模式的缺陷和不足。该方法能有效提高课程的教学质量和学生的学习质量,对高校应用型技术人才的培养起到了积极的促进作用。参考文献1刘杰,赵永强,刘晋钢.基于O B E理念的“C程序设计”课程教学改革与探索J.教育理论与实践,2 0 2 2,4 2(3):6 1-6 3.2刘佩,韩肖华,李文玲.论O B E理念的内涵和实践J.创新创业理论研究与实践,2 0 2 1,4(1 0):1 3 2-1 3 4.3冯新刚,谭卢敏.疫情背景下高校工科专业线上线下混合教学模式的研究与实践 以P y t h o n实践教学为例J.内江科技,2 0 2 3,4 4(3):5 4-5 5,4 3.4张丽英,张岩,孙玉发.新工科背景下P y t h o n课程混合式教学模式的研究J.计算机,2 0 2 3(2):1 2 5-1 2 7.5朱林,庄丽,操凤萍.P D C A循环法在高校教学持续改进系统中的应用J.科技视界,2 0 2 1(2 5):6 0-6 1.移动信息