基于CDIO模式的Python程序设计课程教学实践

基于CDIO模式的Python程序设计课程教学实践

沈洋

锦州市现代服务学校

摘要：Python是一种近年来发展迅速的计算机语言，但国内市场小，中文材料少，实际教学案例不足，导致教学困难。基于此，本文将结合CDIO模式和Python程序概述，对基于CDIO模式的Python程序设计课程的教学设计和实践进行研究，旨在为相关人员提供参考和支持。

关键词：CDIO模式；Python；程序设计；课程教学实践

前言：由于其高效的数据结构、简单高效的面向对象编程、强大的内置对象、标准和开源库，Python已成为大多数平台上用于脚本编写和快速应用程序开发的编程语言。本课程旨在使学生理解和掌握编程语言Python，培养计算机辅助思维，并将Python作为解决各种实际问题的工具。通过实践训练，学生可以将知识转化为技能，最终掌握一门有助于学习后续专业课程并具有广泛应用价值的编程语言。

一、CDIO模式与Python程序概述

1.CDIO模式

CDIO集成概念、设计、实施和运营。它聚焦于从产品开发到产品维护和运营的生命周期，首次将工科毕业生的基本技能分为四个方面：技术基础、个人技能、人际团队技能和技术系统技能。基于CDIO教育模式，从课堂上的知识点入手，通过案例研究、示范操作等手段掌握知识库；然后从一个简单实用的培训计划开始，提高学生的个人技能和实际工作水平[1]。

2.Python程序

Python语言的语法简单易读，大大减少学习难度。由于其开源功能，Python可以很容易地移植到许多平台，包括Windows、Linux，甚至Android，Python有广泛的标准和扩展库，可以帮助程序员快速创建许多跨学科的相关函数。Python是一种过程化和面向对象的语言。复杂的问题在过程编程中被简化，然后用可重用的函数来解决。在面向对象编程中，基于人们对客观世界的系统思考，将问题抽象为一系列对象。每个对象都有自己的财产和方法，不同的对象可以解决不同的问题。

二、基于CDIO模式的Python程序设计课程教学设计与实践

1.明确课程目标

在深入研究和分析Python教学中存在的问题的基础上，提出以思想发展为主体、以能力发展为主体的CDIO工程培训理念。该课程的学习方向是“工程质量”，融入当前项目，引导学生积极运用计算思维模式分析和解决问题。CDIOPython基础课程的学习目标分为两部分：技术知识目标和专业目标。您必须能够使用共享库。专业化的目的是培养CDIO的专业技能、人际交往技能、协作技能和整个过程[2]。

2.革新教学模式

CDIO模型主要用于Python课程，以加强理论与实践学习的结合，提高学生对理论知识的理解，提高学生的实践技能。（1）选择日常问题的例子，分析问题，开发算法，编写程序，解决问题。你可以添加一些硬件和软件内容，以提高学生对编程的理解，增加他们的学习兴趣。在选择示例时，重要的是要注意编程的复杂性，并引导学生从头开始学习。（2）取消传统的理论课堂教学和校外计算机体验的方式。一些基本和复杂元素的教学是在计算机上根据实际阶段组织的，并在计算机上进行解释和操作。在学习和演示过程中，学生可以同时操作计算机，实现理论与实践的紧密结合，大大提高学习效率。

3.课程实践

基于CDIO的概念，从课堂上的知识点出发，通过数据学习和创新培训计划掌握重要知识点作为切入点。学生被分成小组来完成模拟任务。本文通过人脸识别设备的案例研究，为学生在学习过程中开发软件提供实践基础，从而增加他们的学习和工程经验，并为他们提供实践经验。（1）构思。这一阶段主要在网上完成。课前，老师发布一段微教程视频，介绍Jupyter平台上人脸识别算法的研究现状和关键知识点。微课视频剪辑旨在让学生在开始上课前通过在线自学熟悉面部测试。通过帮助学生提高对项目中人脸测试的理解。在基地上课。学生团队共同分析需求，共同完成在线学习任务。（2）设计阶段。在此阶段使用在线学习模式。学生在需求分析的基础上进行模块分离、功能分析和算法分析。线下讲解知识点，组织学生讨论，每组派一名代表介绍自己的算法思路。如果试用计划出现严重问题，老师会提出纠正建议，学生会在再次提交之前对试用计划进行修改和完善。（3）操作阶段。此步骤用于脱机查看。学生分组对项目做出反应，报告项目解决方案、问题和项目实施解决方案，同时带领学生从不同的角度思考和反思自己。最后，教师对项目进行评估，向学生介绍评估主题，并指导他们实施自我评估和相互评估等各种评估方法。改变传统学习的理论，将知识转化为实践，忽视团队协作的问题[3]。

结束语：总而言之，本文结合CDIO工程教育理念，以Jupyter平台为主体，以基础理论为指导，改进学习模式。这种学习模式有利于学生更好地融入课堂学习活动，激发他们的研究和学习热情，改善师生互动和沟通，提高学生的项目开发技能。未来，在线课堂体验可以更多地融入课堂，丰富在线学习的内容。

参考文献：

[1]赵胜楠,朱立才,张辉.基于CDIO模式的Python程序设计课程教学实践研究[J].计算机时代,2022(3):83-85.

[2]刘晓梅,张凤凤．思源思径思异思辨:基于CDIO的编程思维培养路径探索--以中职计算机专业学生python教学为例[J]．灌篮,2021,(31):127-129.

[3]郑世刚,李君贤.基于CDIO模式的本科课程实践教学改革--以湖北经济学院《房地产开发与经营》为例[J].湖北经济学院学报:人文社会科学版,2021,18(10):143-146.