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2021年年底，國務院印發《“十四五”數字經濟發展規劃》，強調各行業的數字化轉型都要穩步推進，通過數據驅動各產業快速發展。Python語言憑借易學性、可擴展性及在各個領域的廣泛應用，被列入大數據、人工智能、會計、投資與保險等各專業的人才培養計劃。然而，在面向各個專業的Python語言基礎教學中，也存在一些問題。如當前高校教學多采用教師課堂講授為主、學生上機操作為輔的教學模式，學生上課注意力難以集中，學習效率大打折扣。本文以吸引學生課堂注意力為目的，探索合適的教學設計方式，使學生課堂注意力保持集中，從而為提升編程語言類課程教學效果提供新的思路。
一、傳統編程教學存在的不足
（一）單次課時過長，學生注意力難以長久保持
實踐類課程需要配合大量的實訓，很多情況下教師會選擇3~4節課連排的方式。這種排課方式對于需要完成完整項目的課程，比如對于機器學習、爬蟲等課程比較合適。但對于Python及其他程序設計語言基礎類課程，教授內容以基礎語法為主，知識點和練習相對碎片化，近3個小時的課程會導致學生疲憊不堪，注意力難以集中，教師在講授過程中也容易產生惰性。但課時過少又會導致教師無法完成規定的教學內容。因此，如何讓學生保持長久的課堂注意力的同時滿足教學時長，是教師在教學設計之初就需要考慮的問題。
（二）內容講練割裂，課堂中注意力易渙散
當前部分教師仍習慣于傳統的教學方式，即簡單地將一節課程的前50%時間用于講課，剩余時間用于實訓。此方式的優勢在于不會打斷實訓過程，方便實訓項目完整進行，但是對于Python語言程序設計等基本語法的課程來說效果并不好。多個知識點的集中講解，容易導致學生在面對高密度的知識輸入時無法完全接受消化，繼而注意力渙散，影響后續知識點的吸收。另外，多個知識點的實訓聚集在一起進行，還會導致學生在進行后面知識點的實訓時，忘記前面對應的講授內容，影響課堂后續教學質量。
（三）線下傳統教學，個體學習程度難掌握
傳統教學活動中，教師會通過課堂問答、隨堂小測，以及布置課后作業的方式來掌握學生學習情況。但以上方式也存在缺陷，如：課上積極回答問題的學生本身對教學內容掌握程度較高，而未參與回答問題的學生的學習效果無法判斷；課末隨堂小測和課后作業可以掌握所有學生的學習情況，但相對課堂授課有滯后性。教師如果發現某個知識點需要鞏固，只能選擇在下次課上進行，無法實現動態調整教學。故以上幾種方式都不是理想的追蹤學生個體學習狀態的方式。
二、教學設計改革探討
（一）基于Python編程課程特點
以2課時為單位組織教學Python語言程序設計課程的教學以Python的基本語法為主，由于課時限制，不會涉及太多大項目的實現，因此具有知識點碎片化、練習題分散化的特點。由于基本語法以記憶內容為主，過長時間的學習會導致學生學習效率下降，教師在進行教學設計時不宜單次設計過多課時，但是為了保證后續課程的需要，總體課時不能減少。因此，筆者建議以2課時為單位組織教學，采用每周安排2次課程實現總體教學的課容量的方式，提升學生學習與教師教學效果。
（二）基于成年人注意力曲線，合理設計有效教學活動刺激
1.課堂注意力刺激時間設置在沒有特殊刺激下，學生的課堂注意力與課堂時間呈現V型的曲線關系，即開始上課時學生注意力最高，隨著課堂內容的展開注意力快速下降，到10分鐘左右注意力進入低谷，接下來又開始緩慢上升，到40分鐘即將下課時又恢復到較高水平。如果教師希望學生的課堂注意力持續保持在理想水平，那么給予適當時間間隔的刺激（如問答）是有效的方式。南京理工大學周長光的研究表明，通過合理設置教學環節，每10分鐘持續不斷地對學生注意力實施刺激，便可以使學生課堂注意力維持在較高水平。2.課堂注意力刺激內容選擇南京師范大學何善亮的研究表明，注意力與刺激的關系曲線可以表示為一個倒U型，即當刺激水平較低時，注意力無法得到有效刺激，處于難以集中的狀態，正如教師上課平鋪直敘，不進行任何教學活動，刺激不夠，導致學生注意力無法集中。當過度刺激時，人體腎上腺素分泌過高，人容易處于極度亢奮的狀態，根據個體差異，會出現緊張、興奮或者憤怒的表現，同樣難以集中注意力。因此，只有刺激水平恰到好處，腎上腺素適當分泌，才能保證學生從身體到大腦都保持在合適的活躍區間，使注意力達到峰值。教學設計中，教學活動可以成為有效的刺激源，而合適的活動內容選擇決定刺激的效果。除提問外，教師還可以設計如頭腦風暴、討論、小組比賽等多樣的教學活動來豐富課堂形式，避免單一刺激導致教學效果下降。此外，Python語言教學中實訓是很重要的部分，也可以作為刺激的內容進行插入，如例題的修改、簡單題目的設計等，都可以在10分鐘左右的時間內結束，講課和實訓的切換也可以作為有效刺激的內容。
（三）基于智慧教學平臺，實時獲取個人學習反饋
傳統的教師問答只能獲取部分學生反饋，也只能對部分學生的注意力實現刺激，無法覆蓋整個班級。因此，教師可以借助如智慧職教等教學平臺，通過發布簽到、提問、討論等課堂活動，讓每一個學生都參與其中，根據實時個體學習反饋動態調整教學進度，有效提升全班學生的課堂注意力與學習效果，并在課后進行數據分析，幫助教師不斷優化教學設計，讓課堂教學成效達到最佳。
三、教學具體設計
本節以2021—2022學年第一學期面向大數據211班的《Python語言程序設計》為例，進行教學設計示例。此班級學生均為普高生源，62%的學生曾經學習過VB，38%的學生沒有接觸過任何編程語言。因此在教學過程中如何讓有基礎的學生和無基礎的學生都能得到良好的教學體驗，是需要研究的問題。本課程充分利用了智慧職教、PTA平臺等在線教學資源，借助信息化教學手段，通過線上與線下教學相結合，力求取得最佳的教學效果。本節以《Python語言程序設計》第二章第一節順序結構內容為例，進行一次2課時、共80分鐘的教學設計。
（一）教學內容及安排
本次課的教學內容為變量的概念，包含Python中變量的起名規則，Python中常用的數據類型及相互之間的差異，變量的輸入及格式化輸出方式，通過順序結構實現變量的簡單運算及輸入輸出。按照成年人注意力曲線，本次課程在合適的時間點增加不同形式的教學環節實現注意力刺激，如教師在上課后發現學生注意力開始下降的時候，在第9、23、37、51、65分鐘的時間節點將討論、多選小測、判斷、實訓1和實訓2等活動作為刺激，從而使學生的注意力時刻保持在較高水平。同時，在活動開始后的5~10分鐘內回到教學，從而保證學生在注意力集中的情況下接受新知識點。
（二）教學效果反饋
教師使用智慧教學平臺可以在課堂活動結束后立即看到相關的數據統計。例如，在判斷變量名是否合法的題目中，在“123ab、ab123、_ab_、-ab-、as”選項中對于“-ab-”與“as”是否是合法變量名的正確率進行比較，從而可以判斷出，學生對于特殊符號是否能作為變量名的起始，以及Python保留關鍵字還不熟悉。教師需要在課堂上進行再次強調，在實際教學中靈活安排教學活動。同時，教師通過PTA程序設計實驗輔助平臺，可以掌握學生的編程實際操作水平；通過提交時間、準確率、分數、耗時等，獲取學生的作業完成情況、知識點掌握程度、題目難易程度等。這都減少了傳統編程課程作業需要教師一一閱讀或運行代碼才能給出成績的時間，有利于教師專注于教學活動本身，大大提升了教學效率?；谝陨涎芯?，區別于傳統的編程教學，本文通過成人注意力曲線變化，確定單次課程時長，設置合適的教學刺激，來提高學生的課堂注意力。教師將智慧平臺應用到教學中，使每個學生都可以獲得相應的刺激，從而實現教學效果的最大化，最后用平臺數據分析得到實時的教學反饋，及時完善教學活動設計，為編程教育工作者提供了新的思路。
作者:陸薇 單位:浙江金融職業學院信息技術學院