项目式学习在Python程序教学应用

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摘要：随着人工智能、大数据、云计算等信息技术的飞速发展，计算机思维的培养越来越重要。程序语言教学是培养学生计算思维重要的途径之一，但程序语言通常比较枯燥和乏味，学生学习兴趣不高。本文创新性地以学期为单位，以项目解决实际问题为导向，将项目式学习引入python程序设计课程。这种学习方法一方面使编程变得更有目的，变被动学为主动学，提高学生的学习兴趣；另一方面，学生学会运用计算机工具解决实际问题，培养了学生的计算机思维，增加了学习的获得感。同时，本文还对使用项目式教学过程中遇到的问题进行总结，为项目式学习提供借鉴意义。

关键词：学习兴趣；项目式学习；计算思维；团队协作

1引言

随着人工智能、大数据、云计算等信息技术的飞速发展，计算机思维的培养越来越重要。Python语言以其极强的可读性，简单的语法规则，丰富的扩展支持，成为当下最流行的程序语言之一。区别于传统的C、Java等语言，Python的语法极其简单。语法教学不再是Python最重要的内容。取而代之的是教会学生如何使用Python及其扩展库，培养学生运用Python语言解决实际问题，培养学生的计算思维。此外，在实际工作中，程序员往往都是团队项目式开发，要求程序员具有团队协作能力、沟通能力。因此在Python程序语言教学过程中，本文创新性地以学期为单位，以项目解决实际问题为导向，将项目式学习引入Python程序设计课程。

2项目式学习简介

不同的学者对项目式学习的定义有所差异。Solomon认为项目式学习是学习者以小组形式解决具有一定挑战性跨学科的真实难题的过程[1]。Thomas认为项目式学习是对有一定挑战性问题进行设计、问题解决、决策或调查的活动，并最终产生一定的成果的过程[2]。刘景福等认为项目式学习是在真实世界中，在一定时间内解决问题的一种新型探究性学习模式[3]。章雪梅认为项目式学习是一种强调主动探究和创新实践的教学模式[4]。刘佳伟认为基于项目的学习就是在与日常生活相关的真实情景中学习，通过知识迁移将该情境与实际生活相联系[5]。从以上学者的理论中可以看出，项目式学习是在真实情境中，通过发现问题、分析问题、解决问题，并形成一定成果的过程。

3Python教学中运用项目式学习

项目式学习的流程主要包括确定项目内容、明确需要解决的问题、制定解决问题的方案、修改方案、实施方案、成果与展示、总结与评价等。其基本流程如图1所示。图1项目式学习的基本流程根据学期课程的安排，在Python程序设计课程中设计一系列活动，如表1所示。（1）确定项目内容是项目式学习的关键之一，真实的问题通常情况下都是结构不良问题[6]。教师在学期初，根据Python课程的难度和学生的基础，提供应用Python解决实际生活中的问题，供学生选择。在进行计算机科学与技术专业教学过程中，部分提学生选择的Python项目如表2所示。（2）组建学习共同体。促使学生从知识掌握到行动学习是项目式学习的关键环节[7]。学习共同体按照学生的兴趣选题和学生的能力进行组建，成员不超过6人，小组推选出一名责任心较强的学生担任组长。（3）明确需要解决的问题。教师引导学生开展头脑风暴，讨论项目的研究内容和需要解决的核心问题等。教师需要引导学生把项目建立在正确的方向和合适的难度水平上。（4）制定方案。教师提供Python程序设计课程的知识图谱。小组成员讨论使用Python实现项目的路径，确定小组成员的分工、时间进程表，并项目绘制甘特图。（5）实施方案。按照该时间进度和分工，小组成员自行学习或查阅资料，定期讨论项目的情况，向教师汇报项目进展，修改达成项目的方案。（6）成果与展示。学期末，项目成员将各个项目进行成果展示，教师和其他小组对项目实施情况进行点评。（7）总结与评价。采用自评与他评，问卷与访谈相结合的方式，从完成度、团队协作、编程能力、学习兴趣等方面进行评价。

4学习结果分析

为了更加客观地评价学生的学习成果，本文结合问卷调查、个别访谈、期末测试等方式对学习的结果进行了统计。第一届采用常规教学模式，第二届采用项目学习教学模式，其成绩如表3所示。调查问卷统计了学生认为项目式学习在哪些方面对学习起到了促进作用（多选）。其结果如图2所示。在期末考试难度与上一届相当的情况下，平均分与上一届相比提高了8.6分，各分数段学生占比均有一定程度提高，从一个侧面反映了学生学习效果的提升。根据调查问卷的结果，学生普遍认为，项目式学习对团队协作、程序编写和学习兴趣方面有一定作用。从个别访谈的结果来看，一方面学生认为项目式学习提供了将理论知识付诸实践的机会，有助于提升学生的动手能力；另一方面在开发项目过程中遇到了许多困难，主要包括小组沟通、项目执行、程序编写等。学生普遍表示，在课堂中运用项目式学习对程序语言的学习有积极的促进作用。

5讨论

项目式学习能够培养学生的团队协作能力，主要体现在学生的分工。根据学生反馈的结果，高效率完成项目的小组，其小组长一般具有较高的执行力：一方面能够按时推动项目进度，另一方面在项目遇到困难时，能够组织组员积极探寻解决问题的途径和方法。在项目式学习过程中，学生从被动的知识接受者，转变为自主学习的行动者，发挥了学生学习的主观能动性，提高了学习的兴趣。教师的角色从传统的讲授者转变为项目开发的促进者，发挥了教师在教学过程中的主导作用。关注项目的评价。学生小组开发出的项目是评价的重要方面之一，但绝不是唯一的评价手段。教师需要多元化评价和过程性评价，例如根据学生项目进度的甘特图和项目总结，从学生在项目开发中扮演的角色和发挥的作用等方面进行评价。

作者:王丹 周维斌 单位:内江师范学院计算机科学学院 内江师范学院教务处