课程名称 |
Python程序设计 |
授课对象所属专业 |
计算机各本科专业 |
课程类型 |
必修课 |
开课年级 |
大二、大三 |
课程性质 |
专业课 |
课程总学时 |
64 |
一、课程简介
《Python程序设计》是我校计算机类专业开设的一门专业课，它旨在培养学生运用Python语言编写程序解决实际问题，使学生具备计算思维、数据思维和创新思维，为后续专业课的学习奠定程序设计基础。该课程于2018至2019学年第二学期首次开课，课程的自建资源于2022年5月正式学银上线。
课程教学目标确定为三个维度：知识目标、能力目标和思政目标。
一、知识目标。学生掌握运用Python语言编写代码、调试代码解决常见问题的方法，进一步培养和提高其计算思维能力。
二、能力目标。学生能够通过查找文献，使用在线资源等完成自主学习和探索创新，在团队中合作学习、共享成果，具有良好的协作沟通能力和长效的学习能力。
三、思政目标。培养学生树立正确的职业理想，刻苦钻研、自主创新的工匠精神，有机融合课程思政，厚植家国情怀。
二、案例基本信息
1.案例名称：时不待我守正创新——组合数据类型
2.对应章节：组合数据类型
3.课程讲次：第8讲、第9讲
三、案例教学目标
知识目标：理解并掌握元组、列表、集合、字典的语法特点，并能够运用四种不同的组合数据类型实现案例“今夕是何年”。
能力目标：培养学生的计算思维能力；能够在小组团队学习过程中发挥领导、协作、沟通能力；能够通过查找文献、使用在线资源等完成自主学习。
思政目标：通过苏轼的诗词《水调歌头·明月几时有》引入案例，重温名家诗句的同时让学生感受中国文化的博大精深，借用“今夕是何年”这句诗词进入案例的学习。时光飞逝，引导学生珍惜时间，在大好年华做更多有益、有用的事。通过迭代式项目实践，培养学生精细、严谨的工程态度和探究创新的意识与能力。
四、案例主要内容
知识点分析：组合数据类型为多个同类型或不同类型数据提供单一表示。组合数据类型分3类：序列类型，集合类型，映射类型。
（1）序列类型是一个元素向量，元素之间存在先后关系，通过序号访问，元素之间不排他。字符串、元组和列表都属于序列类型。
（2）集合类型是一个元素集合，元素之间无序，相同元素在集合中唯一存在。
（3）映射类型是“键-值”数据项的组合，每个元素是一个键值对，表示为(key, value)。
教学重点：四种组合数据类型（元组、列表、集合、字典）的语法知识
教学难点：利用语法知识点实现“今夕是何年”的案例
提高点：
（1）学生根据课前预习，分组完成语法知识点的思维导图
（2）学生根据课堂案例分析，分组编写程序实现“今夕是何年”的案例
（3）案例拓展作业
五、案例教学设计
5.1 教学过程设计
（1）从学情分析入手，找出教学“痛点问题”。传统的教学方式难以调动学生的学习热情；传统的学习方式使学生对编程的理解过于抽象，编程学习停留在语法和模拟；传统的考核方式一纸定成绩，重结果轻过程，成绩考核和能力考核不对等。
（2）针对传统的课程教学、学习和考核方式存在的“痛点”问题，教师以立德树人为根基，以改革教学方式、学习路径、评价机制为突破口，以多维度课堂的立体式学习为抓手，实现课程教学的创新改革，从而更好地解决课程教学中长期存在的“痛点”问题。
①以输出为本改革教学方式，做有温度的课堂教学
从输入为本的教学范式改革为输出为本的教学范式，打破课堂教学教与学的界限和壁垒，从知识输入到能力输出；从站在讲台上到走到学生中去。教师因此而激情投入，学生因此而主动学习，课堂教学有互动、有热情、有温度。坚持“以学生为中心”à“产出导向”à“持续改进”的教学步骤。
（2）以项目迭代改革学习路径，做有创新的实践教学
用知识图谱分析语法知识点，构建项目体系和框架，改革传统的1+1（1节理论课+1节实验课）授课模式，将课程学习和实践学习合二为一，边讲边练，从语法知识学习导入案例实现，从案例实现巩固理论知识。
（3）以过程性考核和课程答辩改革评价机制，做客观、全面、精准的评价反馈
建立三级评价机制，评价知识学习和实践学习过程，包括对学生个体的能力评价以及对实践效果的综合评价。第一，常规性考核，如：课堂考勤、预习微课任务点完成、讨论、课前预习单、课后学习总结和反思等，重点考核学生的学习态度和主动学习意识；第二，课堂的过程性考核，如：课前测、课堂练习、案例实现、章节测验等，重点考核学生的学习专注度和课堂学习效果；第三，World Coffee项目和课程答辩考核，重点考核学生的基本个人能力、人际能力、过程与系统的构建能力、创新能力等。在整个学习过程中，从每个学生的学习活跃程度、创新意识与创新能力上给出评价，并量化分数。最后在三级评分基础上做加权求和，给出课程学习的效果评价。
5.2 教学过程实施：理论学习递进式教学，案例学习项目迭代式实现
第8讲 组合数学类型初识（2课时，线上+线下）
教师教学行为 |
学生学习行为 |
（1）超星学习平台发布预习课件和预习视频 （2）课堂有点酷小程序发布“3-2-1”预习学习单 |
（1）完成超星学习平台的课前预习任务点 （2）课前预习学习单的填写 |
教学/学习内容 |
（1）超星学习平台发布课前预习任务 
（2）课堂有点酷小程序发布“3-2-1”课前预习学习单  
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教师教学行为 |
学生学习行为 |
教师在讲授过程中穿插提问，以疑问或设问的方式回顾复习，进行课程导入。 |
学生积极思考问题，以集体或个体方式回答教师提问。 |
完成目标：师生互动完成知识点回顾和课程导入。 |
教学/学习内容对应的PPT页面 |
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教师教学行为 |
学生学习行为 |
教师抛出问题，为什么要学习组合数据类型？以自问自答的方式回答这个问题，将学生代入知识点学习。教师讲解组合数据类型的基本特点和分类。 |
学生在课本中找到对应的语法内容，并在需要的时候进行简要记录。 |
完成目标：师生互动完成此环节后，学生对组合数据类型有了初步的认识。 |
教学/学习内容对应的PPT页面 |
  
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教师教学行为 |
学生学习行为 |
教师利用雨课堂发布课前测。 学生完成测试后，教师可以在教师端实时查看学生的完成情况，逐一讲解题目，对于正确率较低的题目重点分析和讲解。 |
学生利用手机在学生端完成测试题。 |
完成目标：学生为主完成此环节后，教师可以实时掌握学生的课前预习投入度和效果，发现学生知识点学习中问题较多的地方，以便在之后的学习和练习中重点关注。 |
教师教学行为 |
学生学习行为 |
教师发布讨论主题。 |
学生以自主思考+小组讨论的方式，完成组合数据类型语法的思维导图。 学习方式以生生互动为主，教师在学生中间走动，观察学生小组讨论的情况，对学生讨论中存在的问题给予答疑和指导。 |
教学/学习内容 |
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元组、列表、集合、字典 你想，我想，他想…… 你说，我说，他说…… 让我们一起头脑风暴吧！ |
完成目标：此环节完成后，每组完成语法思维导图的初稿。 课后任务：根据小组讨论，完善并组合思维导图。 |
思维导图 |
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第9讲 案例实现（2课时，线上）
教师教学行为 |
学生学习行为 |
教师在学习通上发布今夕是何年V1.0-4.0的案例分析视频，并将该任务设置为任务点。 |
学生课前在超星平台上自主完成案例分析预习。 |
完成目标：此环节完成后，学生明确案例需求，体会程序多元化设计的方法。 |
教学/学习内容对应的PPT页面 |
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教师教学行为 |
学生学习行为 |
教师讲解案例实现中的重难点。 |
学生分组用不同的组合数据类型实现案例。 生生互动方式完成此环节的学习。 |
完成目标：此环节完成后，学生分组以元组、列表、集合、字典四种不同的数据类型实现案例需求。 课后任务：Python提供了一个可以直接获取“第几天”的方法，一行代码就能完成。请同学们查找官方文档找到实现方法。 |
教学/学习内容对应的PPT页面 |
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5.3 课程思政设计
项目教学团队针对Python课程实践性较强的特点以及后续专业课程学习的需要，基于CDIO理念一体化设计包含从知识获取、项目分析、项目实现到实践分享全过程的综合项目，将实践项目与思政元素有机结合，达到工程教育、思政教育与专业课教育的互融互通。
CDIO模式 |
学生活动（主体） |
教师活动（引导） |
构思（C） |
引入项目需求，学习相关知识点，绘制思维导图 |
提出项目需求 |
设计（D） |
绘制流程图，程序设计 |
指导 |
实现（I） |
编写代码，调试代码，得到运行结果 |
指导、答疑 |
操作（O） |
课堂验收，小组交流分享 |
反馈、评价 |
（1）思政内容与实验环节结合，体现了课程的“高度”。通过苏轼的诗词《水调歌头·明月几时有》引入案例，重温名家诗句的同时让学生感受中国文化的博大精深，借用“今夕是何年”这句诗词进入案例的学习。时光飞逝，引导学生珍惜时间，在大好年华做更多有益、有用的事。
（2）思政内容与研讨环节结合，体现了课程的“热度”。在知识点讲授环节，采用翻转课堂教学法，教师抛出问题，学生小组讨论，学生组间分享。在学习过程中通过头脑风暴不断完善知识点体系，从一棵树入手，最终形成一片完整的森林。
（3）思政内容与考核环节结合，体现了课程的“深度”。在实现“今夕是何年”这个案例项目中，学生们通过预习、讨论、实践等环节展开学习，以项目迭代的方式不断完善系统功能，从而深刻体会螺旋式上升的发展趋势。考核从学习态度、学习投入度和作业完成质量三个维度进行综合评价。
六、教学反思
教师教学反思 |
在学习本章之前，学生已经完成了Python基本语法的学习，基本适应了目前的学习方式，养成了预习—学习—反思的闭环学习习惯。 1．“3-2-1”课前预习学习单对于教师的课堂教学有比较大的指导作用，经过前几章的学习，学生已经能够比较精准地找到预习中存在的问题，完整、准确地填写课前预习学习单，教师在线下授课前一天回收课前预习学习单，汇总学生的问题，能够更有针对性的开展课堂教学。 2．激发学生的学习兴趣，任务驱动和小组作业是很好的方法。通过任务驱动，结合身边生活的例子来进行教学，利用所学知识解决实际问题，往往更能调动学生的学习积极性。小组作业旨在培养和提高学生分享和协作的能力，通过小组讨论，进行头脑风暴，思维碰撞。 3．本次课第一次尝试由学生分组讨论，以思维导图的方式呈现语法知识。从课堂实施效果来看，在教师和学生的互相讨论中完善思维导图的过程就是进一步梳理语法知识的过程，能够将枯燥的语法知识学习变得更加生动有趣，学生参与度高。 4．需要注意的问题：教师需要走到学生中去，了解学生的学习状态，经常向学生要课堂反馈，虚心接受学生的建议，只有师生关系融洽，知己知彼，才能设计出符合“学情”的课堂；小组作业进行到后期，可以考虑进行课堂展示，这种交流方式会给学生提出更高的要求，更能培养学生的创新和创造能力。 |
学生学习反思 |
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物联网工程教研室供稿
责编：魏东平 审稿：邓安远 董西伟
