基于O-AMAS模型的中职“python程序设计”课程设计与实践研究

近年来，互联网快速发展，伴随着人工智能的兴起，python语言因其简洁优美的语法、覆盖面广泛的类库、强大高效的计算生态、通用灵活等特点迅速成为当前热门的编程语言之一。2016年，教育部发布了《大学计算机基础课程教育基本要求》，首次建议将python语言作为首门程序设计课程的教学语言。2018年，浙江省信息技术课程改革方案出台，确定python代替VB进入高中信息技术教材，并将信息技术学科纳入浙江省高考。由此可见，python语言课程化也将成为计算机编程学习中的主流语言。由于python程序设计课程比较枯燥，前期偏重基础知识的学习，难以调动学生学习的积极性，学生缺乏学习的热情，掌握的知识也较为单薄，无法融会贯通，导致学生难以掌握所学内容。基于这种情况，以学生为中心，采用多元化的教学方式非常必要。本文在阐释O-AMAS原理的基础上，对教学模型进行改进，以充分、有效发挥学生的主观能动性为学习目的，实现其基础知识的掌握、编程能力的提升，并引导学生学会思考。一、O-AMAS模型的改进（一）基本理念O—AMAS教学模型是在2017年由南开大学有效教学团队NKET自主研发出的教学模型，该教学模型以OBE理念作为教学设计思路，以学生的学习结果为导向，以师生良性互动作为内驱力，是一种沉浸互动教学模型。由教学目标（Objective），课堂迅速激活（Activation）、多元学习（Multi-learning）、有效测评（Assessment）和简要总结（Summary）5个环节组成。（见图1）这些环节的应用促使学生进入高效学习的状态。基本上采用直接教学、项目教学、互动教学等多种教学手段相互结合的方式，同时选取社会相关时事热点来激发学生学习的热情，在评测过程中以多维度视角和多种方式进行测评，以学生为主体来完成教学活动，最终实现增强学生实践应用能力、逻辑思维创造力，并在一定程度上实现更高阶的学习目标。实施验证，在很多学校中取得了很好的教学效果，有其实用性和存在的价值。二、基于O-AMAS教学法的教学设计在计算机专业相关课程的学习中，编程语言的学习占了很大的比重，同时python语言作为用途较为广泛的编程语言之一，用O-MAMAS模型教学法引入到python程序设计课程的教学中，不仅能提高学生的学习兴趣，还有助于学生其他高阶目标的实现，有助于教学效果和教学质量的提升。本节选取了《Turtle库的使用》章节，使用O-AMAS教学法进行了教学设计。（见表1）在教学过程中，最后的简要总结起到重要的反馈作用，在每次课的最后，教师可以根据超星平台的数据，做课后的总结和归纳，了解本堂课的重点、难点。通过每次课的梳理可以使学生学习的过程更加完整，也可以对学生起到督促的作用。三、基于O-AMAS教学法的教学实施在python程序设计课程中，选取课程Turtle库的使用作为案例，课前在超星平台发布本节课相关导学资料和微课视频，提出本节课的教学目标，与学生进行互动和交流。本节课的内容分为以四个步骤。（一）迅速激活从现实出发，启发学生，选取有意义的节日画出图形。例如，母亲节即将到来，给母亲送上特别的“礼物”，可以用python制作贺卡。向学生展示制作出玫瑰花的运行结果图。或者可以选取社会热点话题，让学生观看微课学习图形的制作过程，了解如何制作出简单但有意义的图形模块。可以充分发挥学生的想象力，让学生踊跃参与到课堂上的发言中。（二）多元学习（1）小组讨论。在激发学生的学习热情后，要相应开展一系列的活动来掌握本次课的知识。我们采取小组讨论的方式，讨论在制作过程中的知识和应该注意的点。小组的组成按照Jigsaw教学法的“组内异质，组间同质”的原则，把40人分成8个小组，每个小组展开讨论。每个小组做出充足的讨论后，再与不同组的学生交流在原始小组得到的信息。各小组发言，教师在听取汇报后做出总结和点评。（2）重点讲解。在课程实施过程中，要综合在讨论中出现的问题，重点关注易错点，进一步讲解这部分内容。（3）作品展示。讲解完成后，学生上机操作完成创作。教师在展示过程中，引导学生注意在编程过程中的错误例如，标点符号、字母拼写等。在实施过程中发现学生的基础知识掌握不够牢固，在拼写、注释等多有错漏，可以找出一个代表性的例子，让学生找出错误，设置奖惩制度，奖励找得多、答得对的学生。充分调动起学生的胜负欲和好胜心，形成“比谁快、比谁学的好、比写的准”的浓厚学习氛围。（4）及时反馈。在学习过程中是否掌握的判断标准只有一个，就是是否会用。在程序完成修改后，会在超星发布当堂课的题目包括10道选择题和5道填空题。要求学生即刻完成，有疑问及时反馈。查漏补缺，完全掌握本节课的内容。（三）有效測评该测评就学生学习综合情况进行测评，测评的数据来源包括线上和线下，从多个维度、多种方式进行测评。维度包括基础和提高。多种方式包括自评、互评（小组评价）、师评。（四）简要总结对本次课的内容进行总结，归纳本次课的重点和难点。可由学生补充在学习过程中的感悟，鼓励学生进行深度总结。引导学生思考在编程过程中的规律和感悟，寻找不同编程题目中的异同点，达到“一通百通，随意迁移“的效果，真正理解编程语言的内在逻辑。对优秀小组提出表扬，鼓励学生努力学习python相关课程，体会编程中的乐趣。四、效果分析经过一段时间的教学实践，根据学生提交的编程作品以及发放的调查问卷进行分析，研究发现O-AMAS教学法激发了学生的学习热情，提高了学生的编程能力、思考能力和创新意识。研究从学生评价、期末成绩、学生访谈三个方面对本次实验的有效性进行分析。（一）学生评价学习满意度是学生在学习过程中逐渐积累的看法，是对课程评价体系、学习过程等的感知。在课堂实施过程中，选取四个代表性问题发放问卷进行调查[10]，调查结果分析如表3。根据调查问卷，发现90.90%的学生认为在学习过程中，相比于传统教学方式，O-AMAS教学方式更能增加课堂参与度。92.70%的学生表示喜欢这种教学方式。83.70%的学生表示通过课程学习，编程能力、逻辑思维、科学素养得到显著提升。89.1%的学生表示愿意继续以这种方式展开教学。针对学生的反馈进行采访，得到证实，以O-AMAS教学模型设计的python程序设计课程，符合学生的兴趣，能激发学生的学习积极性，提高学生的课堂参与度，并在编程能力、逻辑思维、科学素养等方面得到相应的提高，有其存在的必要性。（二）期末成绩在广州市某学校进行实验，2020级学生52名、2021级学生40名的python程序設计课程期末成绩进行分析，2020级为对照组，2021级为试验组，结果显示，与2020级学生相比，2021级学生在及格率和优秀率都有明显的提高。大于80分的优秀率从52.86%提升到62.71%，及格率从92.86%提高到96.61%。（见图3）期末成绩反映出学生的学习情况，是学生对知识掌握情况的客观反映。从图中已有数据对比来看，期末平均分、优秀率和及格率都有所提升。这证明了，应用O-AMAS教学法对于编程语言的学习有实际作用，可以让学生更好地掌握知识。五、结论近年来，python语言发展迅速，随着大数据行业红利期的到来，编程语言学习成为计算机专业的重要一环。编程语言的学习是枯燥的，但应该主动活跃氛围，寓教于乐，单纯的知识传授并不能收获好的教学效果。本文采用O-AMAS模式应用于python程序设计课程的教学设计，以数字化工具为支撑，线上线下相结合的教学方式，提倡师生互动，以学生为主体，引导学生深度参与，以学生兴趣为导向，主张学生合作探究独立思考，实现逻辑思维、计算思维、合作思维等多维度教学目标的深度渗透，提升学生学习体验。实验