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基于CDIO模式的Python程序设计课程教学实践

更新时间：2019-12-25 06:36:35 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Python具有开源、简洁、跨平台、易扩展等优势及良好的发展前景,特别适合作为程序设计基础课程教学的特点,分析Python语言教学的特点和不足,提出在Python课程教学中结合CDIO工程教育理念,重点阐述如何优化教学模式与教学框架,如何对教学环节中项目实训、综合评价等方面进行改革与实践。


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基于CDIO模式的Python程序设计课程教学实践.pdf 2M

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第 2 期  
计 算 机 教 育  
Computer Education  
2018 年 2 月 10 日  
129  
G642  
中图分类号：  
文章编号：1672-5913(2018)02-0129-03  
基于 CDIO 模式的 Python 程序设计课程教学实践  
魏冬梅，王ꢀ 影，钟世芬，陈红红  
（西华大学 计算机与软件工程学院，四川 成都 610039）  
摘 要：针对 Python 具有开源、简洁、跨平台、易扩展等优势及良好的发展前景，特别适合作为程序  
设计基础课程教学的特点，分析 Python 语言教学的特点和不足，提出在 Python 课程教学中结合 CDIO  
工程教育理念，重点阐述如何优化教学模式与教学框架，如何对教学环节中项目实训、综合评价等方  
面进行改革与实践。  
关键词：CDIO；Python 教学；项目实训；考核评价  
在计算机编程普及的一些国家被广泛应用，在国  
0ꢀ 引ꢀ 言  
际上也得到了足够的认可，但在中国的发展还处  
Python 是当前非常流行的动态脚本语言，近  
于起步阶段。  
年来已经连续被 Tiobe 评为互联网时代最有价  
市场对 Python 人才需求陡增，而学校教育  
值的编程工具之一，2017 年排名已上升至第四  
培养不能及时满足市场的人才需求，产生该方  
位。随着敏捷开发思想和方法越来越多地被企业  
向专业人才缺口；在国内，Python 的研究资料  
级开发团队所采用，涉及网络运维、金融大数据  
相较于 C 语言或 C++ 要欠缺得多，发展并不理  
分析、机器学习、深度学习等方向的 Python 的  
想，很多学生在课后无法找到解决问题的方法；  
应用越来越广泛，基于 Python 构建的项目也越  
Python 是动态语言，俗称胶水语言，相对于其他  
来越多。Python 发展如此迅速，逐渐得到高校  
高级语言，拥有较少的数据类型、结构等语法知  
的重视，很多高校开始将 Python 纳入专业必修  
识，然而传统程序设计语言的教学都会偏重于对  
或选修课程，旨在培养学生编程思维和实际开发  
语法的讲解和知识的传授，没有过多地从思考问  
能力。然而，由于 Python 在国内起步较晚，现  
题、分析问题、解决问题的能力方面培养学生的  
有的课程体系及培养模式还存在一些不足，种种  
编程思维，教学方法不科学、不合理。  
现状透射出 Python 课程教学应当与时俱进，顺  
应市场发展需要和大数据发展趋势，制定课程改  
2ꢀ 课程体系改革  
革方案，及时更新课程体系和框架，以实现更完  
善、高标准的培养目标。  
将 Python 课程立足于实际项目需求，采用  
CDIO 工程教学理念，从课程体系、教学策略、  
教学框架和教学特色等方面对课程进行改革，改  
革传统的教学方法、教学实施和考核方式，探索  
一套符合本课程实际的课程教学模式。在课程内  
容设计方面，突出工程教育的特点；在教学实施  
环节，强调理论教学与课内外实践相结合，提出  
分组教学与创新团队教学的模式；改革考核方  
式，提出让学生参与的综合实践评价体系。  
1ꢀ Python教学发展现状  
Python 起源于 1989 年底，由谷歌 (Google)  
的工程师 Guido van Rossum 发明，设计该语言的  
初衷是为了让编程像“ABC 语言”一样简洁明了，  
事实上，Python 的确具有语法简洁清晰，可以很  
轻松地调用其他语言（如 C 语言或 C++）编写的  
模块（DLL 文件）。Python 以其快速的开发速度，  
基金项目：重点实验室开放研究基金项目“频谱占用度在线统计方法研究”（szjj2016-043）；大学生创新创业训练  
计划项目“涉外智能校园攻略系统 APP”（05030072）；西华大学教育教学改革项目“大数据时代 Web 课程改革创  
新与实践”。  
第一作者简介：魏冬梅，女，讲师，研究方向为智能信息处理、数据挖掘，。  
计 算 机 教 育  
Computer Education  
130  
2018  
图形编程和 Web 编程等应用；要求学生利用实验  
教学设备采集数据、实现编程处理，培养学生的  
自主学习能力、综合应用能力、创新设计能力。  
2.1 结合 CDIO 的 Python 课程框架  
CDIO，指构思（conceive）、设计（design）、  
实现（implement）和运作（operate），是由美国麻  
省理工学院和瑞典皇家理工学院等 4 所大学提出  
的现代高等工程教育理念，它以现代产品的生命  
周期为蓝本；以重视学生实践能力、学习能力以  
及系统掌控能力培养为主题，培养学生的工程科  
学能力、知识能力、终生学习能力、团队协作能  
力和职业能力。目前，丹麦、芬兰、法国、新加  
坡等国家的 20 多所大学加入了 CDIO 合作计划。  
基于 CDIO 和 Python 语言特征和发展趋势，  
对课程进行重新整理和设计，构建新的课程体  
系。由于 Python 语言本身非常精练，应用项目  
涉及领域非常广泛，因此 , 将重点放在实践环节  
和项目演练，课程框架主要由 Python 及扩展应  
用库组成，如图 1 所示。  
3ꢀ 基于CDIO的Python课程教学实施  
教师在教学中注重与学生交流、注重教学反  
馈，根据学生的实际情况来设定目标等级，做到  
分阶梯、分阶段的合理教学。分阶梯指根据学生  
的个体差异，分层教学，既照顾到大多数同学，  
又让实践能力强的同学充分发挥；分阶段指将教  
学过程分为认知阶段、基本能力培养阶段、创新  
与实践阶段。如针对基础好的学生，除要求其完  
成基本的学习任务之外，应当正确引导其进行超  
前学习，扩展知识的方向，使其获得真实项目体  
验或参加各类大学生竞赛的信息，扩大知识面。  
3.1 理论教学与项目实训相结合  
2.2 Python 课程培养目标  
根据课程的培养目标和构建的课程体系，理  
论教学要为项目实训打好基础，项目实训也要为  
提高工程能力而服务，因此，理论教学与项目实  
训的比例基本为 2 ：3，这有助于帮助学生梳理知  
识，明确学习目标，为实践操作搭建一个合理稳  
固的知识体系。  
Python 是一种面向对象、直译式的计算机程  
序设计语言，第一个公开发行版发行于 1991 年，  
语法简捷而清晰，具有丰富和强大的类库，是  
Google 公司的四大开发语言之一。本课程主要以  
当前最流行的敏捷式脚本开发工具 Python 进行教  
学。通过课程的学习，学生需深刻理解动态语言  
的特征，区分与 C 语言、Java、C++ 等语言之间  
的联系与不同；学生通过学习优秀的编程理念和  
方法，掌握敏捷式开发以及 Python 程序开发相关  
的知识和技能；通过脚本语言编程方法的学习，  
提升学生程序逻辑思维、奠定编程基础；学生需  
掌握 Python 的数据结构和语法以及运行和调试的  
方法 , 函数式编程技巧；重点培养学生应用 Python  
解决综合问题的能力，包括数据分析、文本处理、  
理论教学的具体实施分 3 个阶段进行。第一  
阶段以 Python 基础教学为主，重点介绍 Python  
数据基础及数据结构、基本语法及 Python 面向  
对象编程基础。第二阶段以 Python 科学计算领  
域应用为主，介绍 Numpy 库及 Scipy 库的基本  
使用。第三阶段，根据学生的兴趣与特长，引导  
学生分类选择学习相关的高级应用方向，如擅长  
Web 方向的同学，引导其朝网络运维和信息采集  
Python课程教学体系  
Python 基础  
Python 科学计算  
Python 扩展库  
数据基础  
面向对象  
Numpy  
Scipy  
Web应用  
图形图像库应用  
数据采集  
网络运维  
Image  
pygame  
Django  
urllib2  
BeautifulSoup  
Scrapy  
图 1 Python 课程体系  

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