李忠金 高凌峰

摘 要：随着大数据、人工智能时代的到来，Python因其简单易学，拓展丰富得到了广泛的应用，Python语言程序设计是当下计算机专业本科生必修的专业课程之一，为改善教学现状，提升学生的Python程序设计能力和创新探索精神，开展了翻转课堂的python语言程序设计的教学改革研究。站在学科的高度，对该课程进行了新模式的课程体系改革，设计了阶级化的教学方案，逐级递推，调整教学目标，以行业发展目标指导教学目标制定，设立新的Python语言程序设计学生评价体系，以理论、实践相结合为指导量化指标评价。促进知识应用，融合赋能焕新课堂。

关键词：python程序设计;翻转课堂;课程教学改革;评价体系

一、背景

翻转课堂作为一种新的教学模式，将课上课下实现了翻转，将学习过程改到了课下，在课堂上老师不再花费过多的时间传授知识点，而是主要进行讨论和实践[12]。翻转课堂的意义是教学流程变革带来的知识内化的优化[3]。与传统课堂相比，学生在上课时已经对学习内容有一定认识，课上以知识交流为主，如反思和小组讨论[4]。因此翻转课堂的学习氛围会更加活跃，学生的参与度与积极性也会有很大的提高。在新的教学模式下，老师和学生也不再是传统知识的传授者和接受者，而是都成为课堂的新主人，基于在课下学习的知识以及查阅的相关资料，在课堂上进行讨论，思维碰撞，从而更深層次地理解这一课的内容。

Python语言是一种解释型计算机程序设计语言，基于Python面向对象的语言特性，更容易设计出可维护性强的计算程序[5]，Python具有非常强大的可扩展性，提供了海量的标准库和第三方库，主要用于小规模的程序设计，如进行数据分析，处理计算量大的矩阵。随着大数据，人工智能时代的到来，Python因其简单易学，拓展丰富得到了广泛的应用，因此Python语言程序设计是当下计算机专业本科生必修的专业课程之一，该课程旨在使学生掌握程序设计的基本思想和方法。本文通过概念引入直观示例和错误分析的方法以及现代化教育手段提升学生的Python程序设计能力和创新探索精神[6]。

二、Python语言程序设计课程的教学现状及不足

当前Python语言程序设计教学存在着诸多问题和挑战，主要体现在以下几个方面：

（1）课程实验不足，实践效果欠佳。长期以来，课程教学基本上采用灌输式教学方式，教师在课堂上从头讲到尾，努力把要学生学习的知识讲清楚，而不关心学生是否在认真听讲、是否理解了教师讲解的内容、是否做到了融会贯通[7]。学生的实际编程缺失，重理论而轻实践，并且Python语言程序设计课程的实验题目简单且陈旧，多为沿用多年简单抽象的项目，无法满足当代程序设计课程的培养要求，因此，如何更合理地安排教学和实验的占比，使学生的知识不再限制于课本，而是活学活用，是目前“Python语言程序设计”课程需要改进的方面。

（2）课本知识点陈旧，与前沿技术脱节。“Python语言程序设计”课程的教学重点仍然是程序语言的语法以及原理的讲解，内容抽象而且细致，可能因为个别语法的不理解导致学生失去学习兴趣，其形式一直是依托Python代码来讲述的，教学方式单一，并没有太大改变。学生所学知识与目前市场所需求的技术脱节，导致学生失去了学习兴趣。

（3）课程缺乏体系构建。对于大多数学生来说，“Python语言程序设计”是系统学习计算机专业知识的起步阶段，在进行“Python语言程序设计”课程设计的时候，很多学校都忽视了这一点，只是强求学生对Python语言的语法学习，而没有阶段性的教学成果的反思，导致学生也缺乏对该课程的反思，往往学完课程不知道其意义，很难与其他课程相结合，对学生的专业培养很难起到良好的效果。

（4）课程考核评价体系陈旧。Python语言程序设计课程的考核需要客观全面地考核学生的综合能力并且促进学习。除了理论的掌握，还应该包括学习能力和编程能力的考核，这样才能对学生进行全面客观评价。而传统的评价体系过度依赖期末考试，这样只能评价学生的理论知识的掌握情况，不能很好地做出全面的评价，并且传统的期末测试往往在学期末进行，在课中学生很难对自己有一个清晰了解，并不能起到促进学习的作用。

三、Python语言程序设计的教学改革

（一）教学改革目标

在传统教学中，课堂教学一直占据着教学的主体地位[8]，曾有学者就大学教学弊端进行问卷调查，部分学生认为重视分数，轻视能力培养，教学方法僵化、刻板[9]，在Python语言程序设计的课堂上应用翻转课堂的教学模式，在新模式下，从老师单纯地传授知识变成引导学生学习，改变过去的过分强调接受学习，死记硬背的现象。倡导学生自主学习、主动学习、合作学习。构建新的、高效的、自主的教学模式，提升学生的学习成绩、学习能力、工程能力、发散思维，同时在翻转环境的熏陶下，培养学生独立查阅文献、解决问题的能力。深化国内教育工作者对翻转课堂的认识，并从另一方面展现了将技术应用于教学的新策略，为我国课堂教学改革提供新的参考样例。

（二）教学策略

Python程序设计课程的翻转课堂包括多维度的翻转，形式包括课内和课外的翻转，老师和学生角色的翻转，教与学的翻转。将传统课堂的课内传授知识翻转到课前，通过章节视频以及学生自己查阅相关资料等方式完成第一阶段的学习，并且将传统教学模式中的课下训练调整到课上。老师也不再完全是知识的传授者，更多的是教学资源的提供者，以及学习场景的构建工作，老师在课前给学生制定学习目标以及提供相关的学习资料，课堂上，老师则是搭建一个良好的讨论、训练的平台，并引导学生讨论，经过学生讨论后汇总并讲解不能解决的问题[10]，最后组织测试，对这堂课的学习效果评价总结。学生在课堂上也不再被动地接受知识，而是翻转成为主动地参与，参与课堂的讨论，思维碰撞，解决自己不懂的问题同时向同学们表达自己的看法，学习的同时也是老师，强化学习。再根据老师布置的测试内容完成测试，判断自己的掌握情况。

（三）教学内容

根据下图，教学内容分为课前、课中、课后三个阶段。

教学内容展示图

课前阶段：教师需要制定学习目标和根据教学需求录制教学视频，准备相关的学习资料并下发给学生，给学生制定阶段性的学习任务，明确学生的学习任务。并且在平台上发起相关讨论话题，引导学生讨论，督促学生在课前自主学习，及时发现学生的疑难点，便于课上总结展开。学生要在上课前完成老师准备的教学视频，针对自己的疑难问题查阅资料并且积极参与老师组织的讨论话题，最后记录出重难点，便于课上展开讨论。

课中阶段：教师检查学生的课前学习情况，学习完成度，依照检查结果整理出该堂课所需讲解的疑难点，并安排学生组成小组，由小组成员进行课前学习的成果展示，并初步互助解决小组同学遇到的重难点问题。然后由教师根据这堂课的重难点问题以及讨论结果对这堂课的教学内容补充或重点讲解，最后安排一定量的Python程序设计测试评估这堂课的教学完成度。

课后阶段：学生需要整理这堂课的知识点，并且对课堂上的测试题进行课后修改，方便老师对这堂课的学习成果进行评估。通过网络这堂课的网络讨论平台，针对课堂内容或者发散性问题对老师进行提问，老师则进行线上解答，如果相关问题有较多的同学提起，老师可以在下堂课开始之前进行讲解，拓展提高，并且学生也需要对课堂效果进行反馈，提出合理化建议，方便老师对课堂教学进行优化。

（四）完善评价体系

翻轉课堂的新评价体系，要体现促进学生发展的这一基本理念。传统的程序设计课程将考勤以及期末成绩作为学生评价的指标，这样就会造成学生偏于理论知识，而忽略学习能力的培养以及编程能力的提高。而新的翻转课堂将构建以形成性评估为主，包含网络化评估的多元评估体系能够满足翻转课堂的Python程序设计课程学生评价需求，形成性评估体系以构建主义为基础，鼓励学生在已有基础上，通过自主学习不断深入，获取新知识。而网络化评估体系则是利用线上评价系统，对学生的课程学习情况、知识掌握情况做出评价，使学生能够及时得到反馈，促进学生自我发现，自我完善，通过新的学生评价体系丰富学生评价指标，展开多维度地对学生综合能力的评价，具体实施策略如下表：

根据表格所描述的信息，将评价标准分为平时成绩和期末成绩，具有多维度、过程化、网络化、综合化等特征，平时成绩包含了课前的线上学习和作业完成情况，课堂上的出勤情况和上课的小组讨论的活跃度以及课堂随堂测试的成绩。每一次的随堂测试既是一次训练，同时也是对学生掌握学习情况的一次检验，这种随堂测试可以及时找出学生薄弱点，方便提高成绩。期末成绩则包含了一次大作业成绩和期末考试的卷面分数。期末考试主要考核学生的理论知识的掌握情况，大作业则是考查实践能力，依据学生的选题、设计成果、答辩成绩来给出大作业成绩。最后根据各项评价按权重得出学生的综合评价，辅助教学。

（五）效果分析

我们以翻转课堂改革的期末成绩与传统授课方式的期末成绩进行对比，学生的优良率和平均成绩均得到了一定提高。从具体学习内容进行分析，在前后两个学期，学生对于基本语法、程序基本结构、组合数据类型、函数、文件等基本知识把握具有小幅度提高，说明课前视频教学与课中讨论的教学模式能一定程度加深对基本概念的理解，对于编程题和大作业成绩，翻转课堂班级的成绩高于传统班级，学生掌握程度更好。

结语

本研究结合时代发展趋势，将研究的内容定格在了翻转课堂在Python语言程序设计上的应用。通过相关文献的研读，提出相关的教改策略，并分析其实践效果，进一步证明了翻转课堂相比于传统课堂对于Python程序设计课程有较好的促进作用，在增强学生的深层认知、实践能力等方面都具有较大的提升。

翻转课堂除了上面的诸多优势，也存在很多挑战。（1）翻转课堂要求老师具有更扎实的专业能力，如果相关知识储备不够充足，讨论效果也会不理想，这也就对老师专业素养提出了更高的要求;（2）对学生的主动性学习要求更高，在课下需要完成视频学习以及查找相关的网络资料，如果学生在线下没有完成视频教学，课上的讨论拓展也是空中楼阁。

参考文献：

[1]陈晓菲.翻转课堂教学模式的研究[D].华中师范大学，2014.

[2]陈婉迪.翻转课堂在高等体育院校足球教学中的实证研究[D].成都体育学院，2016.

[3]赵兴龙.翻转课堂中知识内化过程及教学模式设计[J].现代远程教育研究，2014（2）：5560.

[4]Hurtubise L，Hall E，Sheridan L，et al.The flipped classroom in medical education：Engaging student to build competency[J].Journal of medical education & curricular development，2015，2（2）：3543.

[5]张亚超，郑珊.Python在“计算材料学”教学中的应用探索[J].教育教学论坛，2021（37）：137140.

[6]周如龙，李冬冬，屈冰雁.“量子力学”课程信息化教学改革研究与实践[J].教育教学论坛，2021（38）：5053.

[7]徐琴，朱霞，张才华.“Python程序设计”课程思政探索[J].教育教学论坛，2020（53）：298300.

[8]裴娣娜.教育创新与学校课堂教学改革论纲[J].课程·教材·教法，2012，32（2）：39.

[9]马修水，龚秀贤，沈徽青，等.地方综合性大学教学质量问题的调查与思考[J].教育发展研究，2004（1）：9193.

[10]王聪，张凤娟.翻转课堂教学法在美国：历史、现状与课题[J].外国教育研究，2015，42（09）：96108.

作者简介：李忠金（1986— ），男，汉族，江苏句容人，博士，讲师，研究方向：分布式计算;高凌峰（1998— ），男，汉族，湖北黄冈人，硕士，研究方向：计算机视觉。