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基于CDIO模式的Python程序设计课程教学应用研究＊

更新时间：2019-12-22 18:37:04 大小：2M 上传用户：songhuahua查看TA发布的资源 标签：cdio模式python 下载积分：1分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

针对目前Python语言课程教学现状,在详细分析其存在问题的基础上,提出将CDIO工程教育理念与Python教学相结合,根据Python语言特点,明确课程目标定位,基于CDIO模式重新优化教学内容、采用多样化教学方法、搭建三层递进式实践项目、重构考核评价体系,从而培养学生的工程技术能力,达到转变教学思路,全面提升教学质量的目的。


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基于CDIO模式的Python程序设计课程教学应用研究＊.pdf 2M

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Computer Era No. 8 2019  
·78·  
DOI:10.16644/j.cnki.cn33-1094/tp.2019.08.022  
基于CDIO模式的Python程序设计课程教学应用研究＊  
左卫刚  
(山西管理职业学院信息管理系，山西 临汾 041051)  
摘
要：针对目前Python语言课程教学现状，在详细分析其存在问题的基础上，提出将CDIO工程教育理念与Python教  
学相结合，根据Python语言特点，明确课程目标定位，基于CDIO模式重新优化教学内容、采用多样化教学方法、搭建三层  
递进式实践项目、重构考核评价体系，从而培养学生的工程技术能力，达到转变教学思路，全面提升教学质量的目的。  
关键词：CDIO；Python；程序设计；职业教育；项目驱动  
中图分类号：G718.5  
文献标志码：A  
文章编号：1006-8228(2019)08-78-03  
Research on the application of CDIO in teaching of Python programming course  
Zuo Weigang  
（Department of Information Management,Shanxi Management Vocational College, Linfen, Shanxi 041051, China）  
Abstract：Aiming at the problems existing in Python language teaching at present, this paper puts forward the idea of combining  
CDIO engineering education concept with Python teaching. According to the characteristics of Python language and the concept of  
CDIO, clarifies the course target orientation, re-optimizes the teaching contents, adopts a variety of teaching methods, builds a three-  
tiered progressive practice projects, and reconstructs the assessment system, thereby cultivating students' engineering and technical  
ability, changing the teaching ideas and comprehensively improving the teaching quality.  
Key words：CDIO； Python； programming； higher vocational education； project driven  
践，以提升学生的团队协作能力和工程系统能力[2-3]  
。
0 引言  
CDIO 工程教育模式切合了工程技术人才的培养规  
律，在我国汕头大学等高校得到推广与发展。  
CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育领域  
改革的最新成果。2000年，麻省理工学院等四所大学  
组成的跨国研究组织历经四年的深入研究，创立并持  
续发展和倡导了全新的 CDIO 工程教育理念。CDIO  
代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）  
和运作（Operate），它以产品设计研发到产品维护运  
行的生命周期为载体，首次将工程毕业生必备的能力  
分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力及工程  
系统能力四个方面[1]。基于CDIO的教育模式，首先从  
课堂的知识点入手，运用案例教学、示范操作等方式  
掌握基本知识点；然后以简单的实训项目为切入点，  
提升学生的个人能力和实践操作水平；最后以学生团  
体合作的形式完成一个基于工作场景的岗位仿真实  
Python语言是程序设计语言领域20年来最重要的  
成果之一，它是一种面向对象、解释性的高级程序语言。  
其语法简单，易读性强，极大地降低了学习的难度。由  
于 Python 的开源本质，它能够被轻松移植到包括  
WINDOWS、Linux，甚 至 Android 等 众 多 平 台 上 。  
Python拥有庞大的标准库和扩展库，这些库可以帮助程  
序员快速地完成各个学科领域大量相关功能的构建。  
Python即是面向过程的语言，也是面向对象的语言。在  
面向过程程序设计中，将复杂问题流程化，然后用可重  
用的函数来解决问题。在面向对象程序设计中，根据人  
们认识客观世界的系统思维方式，将问题抽象为对象  
收稿日期：2019-04-23  
＊基金项目：山西省教育科学“十二五”规划课题“基于学生需求视角的职业院校评价标准研究”（GH-13173）；2018年山西省高等职业教育骨干  
专业建设项目（山西管理职业学院-计算机应用技术专业）  
作者简介：左卫刚（1982-），男，山东临汾人，硕士，讲师，主要研究方向：职业教育，计算机软件与理论。  
计算机时代 2019 年 第 8期  
·79·  
集合，每个对象内部封装自己的属性和方法, 不同的  
问题交由不同的对象去解决[4]。近年来，随着人工智  
能（AI）技术的不断演进，Python 已成为国际上最流行  
的程序设计语言之一。Python被广泛应用于Web应用  
开发、服务器运维、科学计算、游戏、数据挖掘等领域。  
为主体、以能力培养为核心、以工程素质为目标”的课  
程教学定位。本课程注重Python语言的实践与应用，  
教学知识点融合在贴近生活的项目案例中，引导学生  
积极用计算思维模式去分析解决问题。基于CDIO模  
式下 Python 课程的教学目标由两部分组成,分别是技  
术知识目标和职业素养目标[5]。技术知识目标要求学  
生掌握 Python 语言面向对象的编程方法及常用库的  
使用。职业素养目标着重于培养学生职业技能、人际  
交往、团队协作以及CDIO全过程能力。  
1 Python语言教学现状  
Python语言已经成为众多高校最受欢迎的程序设  
计语言。国外著名高校从 2009 年已开始广泛开设  
Python 相关课程。国内起步相对较晚，2015 年以后，  
国内一批本科高校逐步开始开设 Python 语言教学。  
近两年国内高职院校也开始将 Python 作为入门程序  
设计语言。但由于教学实践时间过短，高职学生与本  
科生又存在着知识结构和认知层次等方面的差异，在  
针对高职院校的Python教学中尚存在一些问题。  
2.2 优化教学内容  
根据课程目标和定位，对课程的教学内容进行重  
构。为增强学生学习 Python 的兴趣，我们将 Turtle 库  
部分内容作为课程先导内容，让学生通过简单的几行  
代码就可以绘制出精美的图案，体会 Python 之美，从  
课程起始就树立起学生学习 Python 的信心。整个课  
程以项目为载体，每一单元都有对应一级项目实例，  
方便学生理解其知识内涵。每个模块都有一个二级  
模拟工程项目，此项目将本模块知识点与相关的  
Python 库相结合，使学生完成具有一定实际意义的工  
程案例。课程最后根据不同专业设置了多个三级课  
程综合项目，学生以团队形式从需求分析开始，完成  
一体化设计、编码、测试。实现了“知识讲解实例化、  
项目模拟工程化、实战演练一体化”。下表1为Python  
课程内容组织关系图。  
1.1 教学方面  
⑴ Python 语言因其易学性而成为入门程序设计  
的热门语言，然而在教学内容和案例上没有过多改  
进，教学实例落后于时代发展，与实际生活关联不密  
切，比如还是以温度转换、打印乘法口诀等为主的数  
学计算案例，这使得学生对程序设计不能产生浓厚的  
兴趣。另一方面，针对不同专业和专业方向的学生授  
课内容及案例统一，课程教学的内容没有针对专业特  
性进行适当调整，使得学生学习后不能更好地使用  
Python语言解决与专业相关的实际问题。  
表1 Pyhon课程内容组织关系图  
⑵ 在教学中仍然采用“理论讲解”—“学生操作”  
—“课后练习”的传统教学模式，强化知识灌输，弱化  
能力培养。没有有效将课上与课下形成闭环，导致学  
生实践环节薄弱，编程能力不足，不能有效培养学生  
发现问题、分析问题、解决问题的能力。  
序号  
1
知识内容  
典型案例项目  
Python库  
Turtle库  
Turtle库图形绘制 绘制五角星、玫瑰花  
2
基本数据类型  
控制结构  
复利效应  
单双号限行  
万年历  
Math库  
3
Random库  
Datetime库  
Jieba库  
4
函数  
5
列表、字典  
文件及数据处理  
词频统计  
1.2 评价方面  
7
词云展示  
Wordcloud库  
评价模式过于单一，学生总成绩一般由平时成绩、  
作品、期末成绩3部分组成。这种考核方式只注重结果  
性评价，完全忽略了过程性评价。学生应备的沟通能  
力、团队协作能力等方面的职业素养不得得到有效的  
评价。因评价环节不完善，教师无法通过评价对教学  
做出针对性的有效诊改，一定程度上影响了教学效果。  
8
照片手绘效果  
坐标图绘制  
雷达图绘制  
校园网搜索引擎  
百度图片抓取  
豆瓣电影爬虫  
Numpy库  
9
科学计算  
网络爬虫  
Matplotlib库  
10  
11  
12  
13  
Beautiful Soap库  
Requests库  
Scrapy库  
这种知识内容、实践项目、Python库三者有机结合  
2 CDIO理念下的Python教学设计  
2.1 课程目标定位  
的课程内容组织形式，体现了Python语言独有的扩充  
库丰富的优势，有利于学生掌握对库的理解和应用[6]。  
同时，项目设计遵循循序渐进的原则，层层深入，从知  
识点演变的小实例，过渡到实际应用，再过渡到一体化  
在深入研究分析目前 Python 教学中存在的问题  
基础上，结合 CDIO 工程教育理念，确定“以思维培养  

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