課程名稱 |
Python程序設計 |
授課對象所屬專業(yè) |
計算機各本科專業(yè) |
課程類型 |
必修課 |
開課年級 |
大二、大三 |
課程性質(zhì) |
專業(yè)課 |
課程總學時 |
64 |
一、課程簡介
《Python程序設計》是我校計算機類專業(yè)開設的一門專業(yè)課，它旨在培養(yǎng)學生運用Python語言編寫程序解決實際問題，使學生具備計算思維、數(shù)據(jù)思維和創(chuàng)新思維，為后續(xù)專業(yè)課的學習奠定程序設計基礎(chǔ)。該課程于2018至2019學年第二學期首次開課，課程的自建資源于2022年5月正式學銀上線。
課程教學目標確定為三個維度：知識目標、能力目標和思政目標。
一、知識目標。學生掌握運用Python語言編寫代碼、調(diào)試代碼解決常見問題的方法，進一步培養(yǎng)和提高其計算思維能力。
二、能力目標。學生能夠通過查找文獻，使用在線資源等完成自主學習和探索創(chuàng)新，在團隊中合作學習、共享成果，具有良好的協(xié)作溝通能力和長效的學習能力。
三、思政目標。培養(yǎng)學生樹立正確的職業(yè)理想，刻苦鉆研、自主創(chuàng)新的工匠精神，有機融合課程思政，厚植家國情懷。
二、案例基本信息
1.案例名稱：時不待我守正創(chuàng)新——組合數(shù)據(jù)類型
2.對應章節(jié)：組合數(shù)據(jù)類型
3.課程講次：第8講、第9講
三、案例教學目標
知識目標：理解并掌握元組、列表、集合、字典的語法特點，并能夠運用四種不同的組合數(shù)據(jù)類型實現(xiàn)案例“今夕是何年”。
能力目標：培養(yǎng)學生的計算思維能力；能夠在小組團隊學習過程中發(fā)揮領(lǐng)導、協(xié)作、溝通能力；能夠通過查找文獻、使用在線資源等完成自主學習。
思政目標：通過蘇軾的詩詞《水調(diào)歌頭·明月幾時有》引入案例，重溫名家詩句的同時讓學生感受中國文化的博大精深，借用“今夕是何年”這句詩詞進入案例的學習。時光飛逝，引導學生珍惜時間，在大好年華做更多有益、有用的事。通過迭代式項目實踐，培養(yǎng)學生精細、嚴謹?shù)墓こ虘B(tài)度和探究創(chuàng)新的意識與能力。
四、案例主要內(nèi)容
知識點分析：組合數(shù)據(jù)類型為多個同類型或不同類型數(shù)據(jù)提供單一表示。組合數(shù)據(jù)類型分3類：序列類型，集合類型，映射類型。
（1）序列類型是一個元素向量，元素之間存在先后關(guān)系，通過序號訪問，元素之間不排他。字符串、元組和列表都屬于序列類型。
（2）集合類型是一個元素集合，元素之間無序，相同元素在集合中唯一存在。
（3）映射類型是“鍵-值”數(shù)據(jù)項的組合，每個元素是一個鍵值對，表示為(key, value)。
教學重點：四種組合數(shù)據(jù)類型（元組、列表、集合、字典）的語法知識
教學難點：利用語法知識點實現(xiàn)“今夕是何年”的案例
提高點：
（1）學生根據(jù)課前預習，分組完成語法知識點的思維導圖
（2）學生根據(jù)課堂案例分析，分組編寫程序?qū)崿F(xiàn)“今夕是何年”的案例
（3）案例拓展作業(yè)
五、案例教學設計
5.1 教學過程設計
（1）從學情分析入手，找出教學“痛點問題”。傳統(tǒng)的教學方式難以調(diào)動學生的學習熱情；傳統(tǒng)的學習方式使學生對編程的理解過于抽象，編程學習停留在語法和模擬；傳統(tǒng)的考核方式一紙定成績，重結(jié)果輕過程，成績考核和能力考核不對等。
（2）針對傳統(tǒng)的課程教學、學習和考核方式存在的“痛點”問題，教師以立德樹人為根基，以改革教學方式、學習路徑、評價機制為突破口，以多維度課堂的立體式學習為抓手，實現(xiàn)課程教學的創(chuàng)新改革，從而更好地解決課程教學中長期存在的“痛點”問題。
①以輸出為本改革教學方式，做有溫度的課堂教學
從輸入為本的教學范式改革為輸出為本的教學范式，打破課堂教學教與學的界限和壁壘，從知識輸入到能力輸出；從站在講臺上到走到學生中去。教師因此而激情投入，學生因此而主動學習，課堂教學有互動、有熱情、有溫度。堅持“以學生為中心”à“產(chǎn)出導向”à“持續(xù)改進”的教學步驟。
（2）以項目迭代改革學習路徑，做有創(chuàng)新的實踐教學
用知識圖譜分析語法知識點，構(gòu)建項目體系和框架，改革傳統(tǒng)的1+1（1節(jié)理論課+1節(jié)實驗課）授課模式，將課程學習和實踐學習合二為一，邊講邊練，從語法知識學習導入案例實現(xiàn)，從案例實現(xiàn)鞏固理論知識。
（3）以過程性考核和課程答辯改革評價機制，做客觀、全面、精準的評價反饋
建立三級評價機制，評價知識學習和實踐學習過程，包括對學生個體的能力評價以及對實踐效果的綜合評價。第一，常規(guī)性考核，如：課堂考勤、預習微課任務點完成、討論、課前預習單、課后學習總結(jié)和反思等，重點考核學生的學習態(tài)度和主動學習意識；第二，課堂的過程性考核，如：課前測、課堂練習、案例實現(xiàn)、章節(jié)測驗等，重點考核學生的學習專注度和課堂學習效果；第三，World Coffee項目和課程答辯考核，重點考核學生的基本個人能力、人際能力、過程與系統(tǒng)的構(gòu)建能力、創(chuàng)新能力等。在整個學習過程中，從每個學生的學習活躍程度、創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力上給出評價，并量化分數(shù)。最后在三級評分基礎(chǔ)上做加權(quán)求和，給出課程學習的效果評價。
5.2 教學過程實施：理論學習遞進式教學，案例學習項目迭代式實現(xiàn)
第8講 組合數(shù)學類型初識（2課時，線上+線下）
教師教學行為 |
學生學習行為 |
（1）超星學習平臺發(fā)布預習課件和預習視頻 （2）課堂有點酷小程序發(fā)布“3-2-1”預習學習單 |
（1）完成超星學習平臺的課前預習任務點 （2）課前預習學習單的填寫 |
教學/學習內(nèi)容 |
（1）超星學習平臺發(fā)布課前預習任務 
（2）課堂有點酷小程序發(fā)布“3-2-1”課前預習學習單  
|
教師教學行為 |
學生學習行為 |
教師在講授過程中穿插提問，以疑問或設問的方式回顧復習，進行課程導入。 |
學生積極思考問題，以集體或個體方式回答教師提問。 |
完成目標：師生互動完成知識點回顧和課程導入。 |
教學/學習內(nèi)容對應的PPT頁面 |
|
教師教學行為 |
學生學習行為 |
教師拋出問題，為什么要學習組合數(shù)據(jù)類型？以自問自答的方式回答這個問題，將學生代入知識點學習。教師講解組合數(shù)據(jù)類型的基本特點和分類。 |
學生在課本中找到對應的語法內(nèi)容，并在需要的時候進行簡要記錄。 |
完成目標：師生互動完成此環(huán)節(jié)后，學生對組合數(shù)據(jù)類型有了初步的認識。 |
教學/學習內(nèi)容對應的PPT頁面 |
  
|
教師教學行為 |
學生學習行為 |
教師利用雨課堂發(fā)布課前測。 學生完成測試后，教師可以在教師端實時查看學生的完成情況，逐一講解題目，對于正確率較低的題目重點分析和講解。 |
學生利用手機在學生端完成測試題。 |
完成目標：學生為主完成此環(huán)節(jié)后，教師可以實時掌握學生的課前預習投入度和效果，發(fā)現(xiàn)學生知識點學習中問題較多的地方，以便在之后的學習和練習中重點關(guān)注。 |
教師教學行為 |
學生學習行為 |
教師發(fā)布討論主題。 |
學生以自主思考+小組討論的方式，完成組合數(shù)據(jù)類型語法的思維導圖。 學習方式以生生互動為主，教師在學生中間走動，觀察學生小組討論的情況，對學生討論中存在的問題給予答疑和指導。 |
教學/學習內(nèi)容 |
|
元組、列表、集合、字典 你想，我想，他想…… 你說，我說，他說…… 讓我們一起頭腦風暴吧！ |
完成目標：此環(huán)節(jié)完成后，每組完成語法思維導圖的初稿。 課后任務：根據(jù)小組討論，完善并組合思維導圖。 |
思維導圖 |
|
第9講 案例實現(xiàn)（2課時，線上）
教師教學行為 |
學生學習行為 |
教師在學習通上發(fā)布今夕是何年V1.0-4.0的案例分析視頻，并將該任務設置為任務點。 |
學生課前在超星平臺上自主完成案例分析預習。 |
完成目標：此環(huán)節(jié)完成后，學生明確案例需求，體會程序多元化設計的方法。 |
教學/學習內(nèi)容對應的PPT頁面 |
|
|
|
|
教師教學行為 |
學生學習行為 |
教師講解案例實現(xiàn)中的重難點。 |
學生分組用不同的組合數(shù)據(jù)類型實現(xiàn)案例。 生生互動方式完成此環(huán)節(jié)的學習。 |
完成目標：此環(huán)節(jié)完成后，學生分組以元組、列表、集合、字典四種不同的數(shù)據(jù)類型實現(xiàn)案例需求。 課后任務：Python提供了一個可以直接獲取“第幾天”的方法，一行代碼就能完成。請同學們查找官方文檔找到實現(xiàn)方法。 |
教學/學習內(nèi)容對應的PPT頁面 |
|
|
5.3 課程思政設計
項目教學團隊針對Python課程實踐性較強的特點以及后續(xù)專業(yè)課程學習的需要，基于CDIO理念一體化設計包含從知識獲取、項目分析、項目實現(xiàn)到實踐分享全過程的綜合項目，將實踐項目與思政元素有機結(jié)合，達到工程教育、思政教育與專業(yè)課教育的互融互通。
CDIO模式 |
學生活動（主體） |
教師活動（引導） |
構(gòu)思（C） |
引入項目需求，學習相關(guān)知識點，繪制思維導圖 |
提出項目需求 |
設計（D） |
繪制流程圖，程序設計 |
指導 |
實現(xiàn)（I） |
編寫代碼，調(diào)試代碼，得到運行結(jié)果 |
指導、答疑 |
操作（O） |
課堂驗收，小組交流分享 |
反饋、評價 |
（1）思政內(nèi)容與實驗環(huán)節(jié)結(jié)合，體現(xiàn)了課程的“高度”。通過蘇軾的詩詞《水調(diào)歌頭·明月幾時有》引入案例，重溫名家詩句的同時讓學生感受中國文化的博大精深，借用“今夕是何年”這句詩詞進入案例的學習。時光飛逝，引導學生珍惜時間，在大好年華做更多有益、有用的事。
（2）思政內(nèi)容與研討環(huán)節(jié)結(jié)合，體現(xiàn)了課程的“熱度”。在知識點講授環(huán)節(jié)，采用翻轉(zhuǎn)課堂教學法，教師拋出問題，學生小組討論，學生組間分享。在學習過程中通過頭腦風暴不斷完善知識點體系，從一棵樹入手，最終形成一片完整的森林。
（3）思政內(nèi)容與考核環(huán)節(jié)結(jié)合，體現(xiàn)了課程的“深度”。在實現(xiàn)“今夕是何年”這個案例項目中，學生們通過預習、討論、實踐等環(huán)節(jié)展開學習，以項目迭代的方式不斷完善系統(tǒng)功能，從而深刻體會螺旋式上升的發(fā)展趨勢?？己藦膶W習態(tài)度、學習投入度和作業(yè)完成質(zhì)量三個維度進行綜合評價。
六、教學反思
教師教學反思 |
在學習本章之前，學生已經(jīng)完成了Python基本語法的學習，基本適應了目前的學習方式，養(yǎng)成了預習—學習—反思的閉環(huán)學習習慣。 1．“3-2-1”課前預習學習單對于教師的課堂教學有比較大的指導作用，經(jīng)過前幾章的學習，學生已經(jīng)能夠比較精準地找到預習中存在的問題，完整、準確地填寫課前預習學習單，教師在線下授課前一天回收課前預習學習單，匯總學生的問題，能夠更有針對性的開展課堂教學。 2．激發(fā)學生的學習興趣，任務驅(qū)動和小組作業(yè)是很好的方法。通過任務驅(qū)動，結(jié)合身邊生活的例子來進行教學，利用所學知識解決實際問題，往往更能調(diào)動學生的學習積極性。小組作業(yè)旨在培養(yǎng)和提高學生分享和協(xié)作的能力，通過小組討論，進行頭腦風暴，思維碰撞。 3．本次課第一次嘗試由學生分組討論，以思維導圖的方式呈現(xiàn)語法知識。從課堂實施效果來看，在教師和學生的互相討論中完善思維導圖的過程就是進一步梳理語法知識的過程，能夠?qū)⒖菰锏恼Z法知識學習變得更加生動有趣，學生參與度高。 4．需要注意的問題：教師需要走到學生中去，了解學生的學習狀態(tài)，經(jīng)常向?qū)W生要課堂反饋，虛心接受學生的建議，只有師生關(guān)系融洽，知己知彼，才能設計出符合“學情”的課堂；小組作業(yè)進行到后期，可以考慮進行課堂展示，這種交流方式會給學生提出更高的要求，更能培養(yǎng)學生的創(chuàng)新和創(chuàng)造能力。 |
學生學習反思 |
|
物聯(lián)網(wǎng)工程教研室供稿
責編：魏東平 審稿：鄧安遠 董西偉
