OBE理念下Python程序设计课程思政教学设计与实践研究

关键词：OBE理念；课程思政；Python程序设计；教学改革；综合素质

中图分类号：TP39；G434 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2024）18-0114-03

0 引言

随着人工智能时代的到来，Python作为人工智能神经网络设计的主流语言开始崭露头角。因此，Py⁃thon程序设计课程也成为当前高校热门开设的专业之一。计算机专业作为国内高校最受欢迎的专业之一，近年来蓬勃发展，对社会经济发展起到了重要作用。在许多新工科应用型院校以“产出导向教育”（OBE） 理念为指导的背景下，在Python程序设计课程教学中推行思政教育已成为一个热门的研究话题[1]。这种教学方法旨在培养满足社会需求的高素质、高技能的应用型人才[2]。本文基于多年的教学实践经验，探索了一种基于OBE理念的Python程序设计课程的课程思政教学设计思路与方法。

1 OBE理念下Python程序设计课程思政教学设计

1.1 设计理念

立德树人是当前高校教育的核心议题，也是教育的根本任务。课程思政就是在授课中落实立德树人的主抓手，如何在课程教学中融入思政教育，以“润物细无声”的方式引导学生树立正确的三观，是新时代高校教学中崭新的课题[3-4]。

OBE理念是一种以学生学习成果为导向的教育理念和方法。该理念强调对学习成果的评估，在教学中以学生的学习成果为重点。这种先进理念能够使学生主动参与学习，强调学生的主动参与和自主学习，鼓励学生发展解决问题的能力、创新能力和学习能力，以适应不断变化的知识与技能要求。OBE理念帮助学生明确学习目标，通过实践和应用掌握知识和技能，提高解决实际问题的能力。立德树人的背景为课程思政教学改革提供了行之有效的教学新思想和新方法[5-6]。

本文的教学模式以OBE理念为导向，遵循“以人为本、以德为先”的教育理念，基于新时代社会发展需求、行业发展需求、学科发展需求和学生发展需求，培养学生正确的编程思维、编程规范和项目实战能力；培养学生的职业素养和责任意识；培养学生的家国情怀和科技报国的责任感和使命感，最终使他们成为新时代信息技术创新型人才。本文的教学理念如图1所示。

1.2 教学目标设计

由于Python语言在当今信息时代的广泛应用，以及其满足应用型人才需求的特点，Python程序设计课程的授课目标通常面向本科三年级理工科学生，具有受众广、基础较好、学生思维活跃等特点。因此，本文提出的Python程序设计课程目标基于学生情况、课程内容和行业需求，结合能力目标、知识目标和素质目标，培养学生的编程思维以及Python语言的应用能力和实践能力，使学生在毕业后能够从事与Python相关的工作。

在OBE理念下，Python程序设计课程的培养目标包括以下几个方面的知识目标、能力目标和素质目标：

知识目标：理解Python语言的基本语法、数据类型和控制结构等核心概念；掌握Python编程环境的使用和常用开发工具的应用；理解面向对象编程的基本概念及其在Python中的实现方法；掌握Python在数据处理、网络编程和Web开发等领域的第三方库。

能力目标：能够使用Python语言进行程序设计和开发，解决实际问题；具备独立分析和解决问题的能力，能够将问题划分为小的子问题，并设计相应的解决方案；能够进行合理的程序测试、调试和优化，确保程序的正确性和高效性；具备与他人合作开发软件项目的能力，熟悉代码版本管理工具和协同开发流程。

素质目标：培养批判性思维和创新意识，能够不断优化和改进程序设计；培养良好的编程风格和规范意识，注重代码的可读性和可维护性；强调问题解决能力的培养，在解决实际问题的过程中展现逻辑思维和创造性思考的能力；培养团队合作和沟通能力，能够与他人协作开发和迭代改进软件项目；培养自主学习和持续学习的能力，能够跟随技术的发展不断扩展自己的知识和技能。

这些目标的设立可以指导授课教师在课程设计和评价过程中关注学生的知识掌握、能力培养和素质发展，推动学生从传统的知识获取者转变为具备实际应用和解决问题能力的高素质人才。

1.3 教学内容设计

本文的教学内容设计以“育人入脑、育人入行、育人入心”的三入设计为主线，围绕“学思践悟、知行合一”两大主题，以成果为导向将课程思政融入教学目标、教学内容、教学活动、教学评价和教学资源，形成五融合的闭环设计。

1.3.1 知识体系框架设计

Python程序设计课程的内容主要围绕基础语法、常用算法结构以及Python语言的应用。以成果为导向的教育理念要求授课内容以学生最终的学习成果为导向。所以本文的教学内容分为理论讲学和课程实践两大部分。

理论讲学部分包括基础篇和扩展篇。基础篇主要教授学生Python的基本语法知识，旨在帮助学生入门，了解Python 及其应用领域，并学会如何使用Py⁃thon。这部分内容包括八大章：Python的发展史、语法基础、程序控制结构、组合数据类型、函数与模块、文件读写、异常处理和面向对象程序设计。扩展篇主要教授学生Python的应用知识，旨在使学生熟悉并掌握Python在热门就业领域中的常用库和第三方库的使用方法，为项目实践奠定知识和技能基础。

课程实践部分是检验学生理论学习效果的重要环节。这部分以项目演练为依托，将校内训练与校外实战相结合，推动学生的成果导向。校内训练部分包括基础语法训练、常用模块训练和算法分析与实践三大模块。校外实战部分包括行业需求分析调研、办公自动化项目实战、电商数据抓取与分析实战以及公司动态Web设计实战四大模块。课程实践为学生毕业就业打下了良好的技能基础和实践经验。

1.3.2 思政元素融入

在Python 程序设计课程中，内容主要集中在编程、语法规范以及逻辑推演方面。这样的设定更注重培养学生的理性思维能力，而较少涉及显性的思政元素。然而，过去的授课中，课程思政内容未能将思政元素潜在地融入课程，导致教学中的思政元素显得生硬。因此，本文将围绕“学思践悟、知行合一”两大主题展开论述，并以成果为导向，将课程思政融入教学目标、教学内容、教学活动、教学评价和教学资源，形成一个闭环设计的五融合模式。

将思政元素融入教学目标：通过设定明确的思政目标，例如培养学生的社会责任感和创新思维能力，使学生在学习编程和语法规范的同时，也能进行社会和伦理方面的思考。将思政元素融入教学内容：在教学内容中引入与社会问题相关的案例，让学生在编程实践中思考如何解决这些问题，从而培养他们的思政意识。将思政元素融入教学活动：教学活动是培养学生综合能力的关键环节。在教学互动中组织团队项目，让学生在合作中学会倾听和尊重他人的意见，同时提升自己的沟通和领导能力。这样的活动既能培养学生的编程能力，也能加强他们的思政素养。将思政元素融入教学评价：在教学评价考核中，除了传统的考试和作业，还引入开放性问题和实践项目，让学生能够展示他们对社会问题的理解和解决能力。将思政元素融入教学资源：在教学资源中引入与课程相关的文献资料和多媒体资源，帮助学生深入理解社会和伦理问题，扩展他们的思维视野。

通过以上的五融合设计，我们可以将课程思政与编程学习有机结合，提升学生的综合素质和思政意识。这种整体化的教学方式将有助于培养学生的创新精神和社会责任感，使他们成为具有高度思政素养的优秀Python程序设计人才。

1.4 教学方法设计

1.4.1 强调实践和项目驱动

传统的Python教学方法往往难以激发学生的学习兴趣和动力。因此，应该更加注重实践和项目驱动的方式来教授编程。在实践中，学生不仅需要掌握编程语言的基础知识，还需要学会分析和解决实际问题。通过思考社会问题并尝试提出解决方案，学生可以将所学知识应用于实际情境中，培养他们的创新思维和问题解决能力。同时，项目驱动的学习方式也可以增强学生的合作能力和团队意识。在项目中，学生需要与其他同学合作，共同完成任务。通过与他人合作，学生可以学会有效地沟通和协作，培养他们的团队合作精神。

1.4.2 引导思考和讨论

在课程中引入一些与编程相关的思政议题，如人工智能的伦理问题和数据隐私保护等。通过组织讨论、分析案例和进行学生提问，学生可以分享自己对问题案例的看法，从而激发出各种不同的观点和思考。这样不仅使他们对知识和问题有更深入的理解，还进一步培养他们的思考能力和辩证思维能力。

1.4.3 教师角色转变

在教育领域，教师扮演着重要的角色。作为学生的引导者，教师应该通过引导学生进行思考和讨论来促进他们的学习。为实现这一目标，教师可以采用探究式学习的方法，将自身角色从知识传授者转变为辅助者，鼓励学生自主学习和发现知识。这种方法鼓励学生主动参与，并通过实践和实验来加深理解。在探究式学习中，教师起到引导和辅助的作用。他们可以提供一些引导性的问题和资源，帮助学生深入思考并解决问题。通过这种方式，学生将更加积极地参与学习过程，并培养批判性思维和解决问题的能力。教师还可以与学生进行互动，建立良好的师生关系，并激发学生的学习热情。

1.5 课程考核评价设计

课程的考核评价是衡量教学目标是否达到的重要依据。在OBE（以能力为导向的教育）理念下的Py⁃thon程序设计课程中，不仅要考查学生对知识的掌握程度，还要注重评价学生的思想品质及其在项目实践中所展现的社会责任感。因此，本文的课程评价分为五个指标：项目实践评估、书面作业和报告评估、小组讨论与展示评估、个人笔试、自我评价。

1） 项目实践评估：考核学生在实践项目中的表现。通过评估项目的成果、代码质量和问题解决效果，评价学生在项目实践中展现的能力和思维能力。

2） 书面作业和报告评估：要求学生撰写书面作业或报告，对与编程和思政相关的问题进行分析和反思。评价学生对思政议题的理解和应用能力，以及他们的思考和观点是否合理。

3） 小组讨论与展示评估：组织学生进行小组讨论和展示，讨论与编程和思政相关的议题。评价学生在小组讨论中的参与度、提问和回答问题的能力，以及对他人观点的尊重和合作能力。

4） 个人笔试：进行个人的理论和实践能力测试。设计一些编程题目，考查学生的编程技能、算法设计能力和问题解决能力。同时，试卷还包含与思政相关的问题，考查学生对相关议题的理解和应用能力。

5） 自我评价：要求学生对课程学习进行反思和自我评价。学生撰写反思报告，回顾课程中的学习和成长，总结自己的优点和不足，并提出个人的发展计划。

这种评价方式将定量与定性相结合，注重对学生综合能力的评价。同时，为教师提供有效的教学效果反馈，帮助学生不断提高和发展。

2 OBE 理念下Python 程序设计课程思政教学改革实践

将OBE理念下的Python程序设计课程思政教学改革应用于本校计算机21-2班的Python程序设计课程中，而21-1班仍采用传统教学方法。教学结束后，对学生的学习情况进行问卷调查和成绩评估。两个班级的实践效果对比如图2所示。

根据问卷调查和学生的学习成绩，从五个方面进行对比，结果显示，经过教学改革的班级相比于传统教学班级，在学习成绩和学习参与度方面有显著提高，参与志愿服务的学生也更多。这表明，OBE理念下的Python程序设计课程思政教学改革能够增强学生的思想道德修养，提升他们的创新精神和团队合作能力，有利于培养学生的综合素质。

3 结束语

本文以OBE理念为指导，提出了基于课程思政教学改革的Python程序设计课程设计，并进行了实践与验证。通过在课程中融入思想政治教育元素，我们发现学生的道德素养、创新能力和团队合作能力得到了有效提升。实践结果表明，课程思政教学改革对学生的综合素质发展具有积极影响。

在未来的研究中，可以进一步探讨如何将课程思政教学改革应用于其他计算机相关课程中，以促进学生全面成长。通过在不同领域的课程中融入思想政治教育元素，可以培养学生的思想品德，提高他们的社会责任感和公民意识。这种教学改革模式可以在教育领域得到更广泛的推广和应用，为培养优秀的计算机人才作出贡献。