基于DocRun平台的Python编程教学实践
王小平
Python在中小学编程教学中备受关注，因此如何提高Python编程教与学的效率和效果成为重要课题。Python教学属于典型的编程教学，有着程序设计教学的重要特征。从媒体资源整合的角度来看，一般性教学除了要用到的各类文字、图形、图像、视频等资源，还涉及程序代码资源。代码具有动态计算、可执行的特性，在课件、学案、练习的设计过程中都会涉及程序代码的编写和调试，仅采用一般的静态化呈现手段很难取得理想的效果。DocRun平台中的文档具有可计算、可执行的功能，所以，笔者尝试将DocRun平台应用到Python编程教学中，将课件、学案、测试与编程环境相结合，使线上与线下活动相融合，实现代码自动测试与批阅，实现数据支撑的过程化精准管理，极大地提升了Python编程教学的效能，改善了学生的编程学习体验。
● 在线课件与代码执行完美融合
课件是教学活动中师生沟通交流的重要载体之一。在编程教学中，程序代码无法在课件展示过程中直接执行，执行代码需要在课件和编程环境之间来回切换。在DocRun平台中可以将课件的内容与Python代码有机融合，从而使程序代码动态可执行成为课件的有机组成部分，教师对照课件讲解的同时可直接在课件上运行代码，无需来回切换。同时，教师也可将课件通过网络在线分享给学生自主学习。
下面，笔者以苏教版《初中信息技术》八年级第四章初识Python第1课时中的探究学习“计算Python表达式的值，将表达式直接嵌入到课件中”为例，介绍在线课件与代码执行的融合。DocRun是以“分区→文档”的结构组织管理资料，这里笔者以一个章节为一个分区，用章节的名称作为分区名称，以1课时的内容为一个文档。具体的划分方式，可根據具体的教学需要来定。在图1中，点击①处“分区”前“+”新建分区，以“第四章算法与程序设计”命名。点击②处“文档”前“+”新建文档，在③处输入“初识Python第1课时”，点击保存，此时，文档区的文档名称也更新为当前输入的内容。在文档内部以段落为区块进行管理，段落分为正文、标题1、标题2、标题3、标题4、可执行代码段、代码段、行间公式、引用等类型。单击文本区默认自动生成一个段落输入内容，敲回车键生成新的段落或者点段落框“+”在上方或下方生成新的段落。以输入Python表达式“2**3”为例，输入完表达式后，点击④处设置段落类型，在下拉列表中选择“可执行代码段”，即将段落设置为可执行代码段。点击⑤处设置代码的语言类型。在教学过程中，教师可在课件中点击⑥处直接运行代码，代码运行结果将显示在当前代码段落下方。如果将此文档通过网络分享给学生在线学习，学生同样可直接在线运行程序代码段，无需将代码输入或者复制到软件开发环境中执行再去看效果，非常直观、方便、高效，实现了课件与代码执行的完美融合。
● 在线学案与代码评测完美融合
学案是教师提供给学生使用的重要学习支架之一，有助于引导、帮助学生深入学习。在Python编程教学中，教师一般会在学案中设计类似“试一试”的操作环节，让学生学完相关内容后，动手尝试进行程序设计。纸质、普通文本性的文档或资源包类型的学案，无法为学生代码编写提供语法和程序逻辑检查帮助，无法做到自动评测与自动批阅，很难动态跟踪学生的学习过程。教师将基于DocRun平台制作的在线学案，通过网络发送给学生，学生可在学案中直接运行和编写代码，平台能自动提供语法检查、代码测试等功能，教师在学生提交后，可通过平台的自动评测数据了解学生的学习情况。
在学案中加入可执行代码段可参照上述在课件中加入可执行代码段的操作方法。下面，笔者以在学案“试一试”环节添加编程题为例，介绍在线学案与代码评测的融合。在学案中要求学生尝试编写程序，实现输入一个3位的自然数，然后依次输出这个数每位上的数字，并使用逗号分隔。在下页图2中，在文档中先输入题干，然后点击①处“+”，在弹出的对话框中点击选择“编程题”，系统将在文档中当前位置，生成样例输入、样例输出、代码编写三个段落。样例输入和输出是程序代码的数据输入和输出，样例输入dat经过程序代码运行后将得到样例输出的内容。教师根据程序功能预先设置样例输入和输出，一方面便于学生理解题目要求，另一方面方便学生在代码编写完成后直接进行调试。点击④出现代码编写段落，如下页图3所示，在图3中，①处设置分数，即此题的分值，②处用于设置平台自动评测代码所用的输入、输出测试用例，可设置多个测试用例，用例与用例之间用“-case-”分割，同一用例中，用“-out-”分割输入与输出。设置测试用例，可阻止学生通过直接给出样例输出而得分的“投机取巧”行为的发生。在②处用于设置完成提交后才显示的内容，一般用于显示题目的正确答案或者题目解析。设置完成后，点击右上角的“×”关闭设置对话框。
教师通过网络分享（二维码或者网址）将学案发送给学生。学生访问分享页面，如下页图4所示，学生点击③处代码编写段落，编写程序代码，平台能自动进行语法提示，有助于帮助学生提高程序代码输入的正确率，尤其是对初学者非常有用。编写完成后可点击④处进行代码测试，系统将自动进行评测，并在下方显示评测结果，帮助学生快速定位代码出错原因，提高代码排错效率。①②处样例输入、输出数据一般情况不用调整，直接专注于程序的设计与编写就可以了。在完成所有的题目后，最后点击⑥处“自助打分”提交答题。教师打开相应的学案分享页面即可查看学生的答题情况，无需人工评测与人工批阅，十分高效。
● 在线考试与自动批阅完美融合
考试是教学中的一种重要的结果性评价，是对学生阶段性学习的检测与反馈，对教师的教与学生的学有着重要的参考与指导作用。由于Python编程教学操作性比较强，考试一般选择上机考查的方式，但这种方式需要人工批阅，对广大教师来说是一项枯燥、机械、烦琐的工作，且批阅效率低。DocRun平台支持将文档直接变成试卷，除了支持前面所介绍的编程题，还支持填空题、判断题、选择题、论述题。利用DocRun平台可以制作在线试卷，让学生通过网络在线进行测试，可考查编程知识和编程能力，提交后平台自动批阅，教师后台即可看到考试结果，对学生的答题情况一目了然，省去了繁重的人工阅卷。基于DocRun平台在线考试操作流程大致分为四个环节：制作试题（在线文档）→分发试题→学生在线答题→平台自动批阅。制作试题本上质是在线制作一个包含计算功能的文档，支持五种题型。每种题型添加的基本操作步骤类似，只是具体的设置参数有所不同，在此就不多做介绍。在分发试题环节，教师通过将试题文档设置为网络分享，将链接或者二维码推送给学生。在图1⑦处点击“文档配置”按钮，设置文档分享设置，阅卷方式分为自测模式、考试模式。学生测试练习选择“自测模式”，可自行纠正错误。考试时选择“考试模式”，学生将无法看到试题评判情况，只有教师后台可查看。设置“交卷截止时间”可对考试时间进行控制。教师如需模拟学生答题进行测试，无法在同一个浏览器中登录DocRun平台时进行测试，需要打开另一个浏览器或者在同一浏览器中退出登录。利用DocRun平台实现在线考试，将在线考试与自动批阅完美融合，极大地提升了阅卷效率，使检测反馈更及时、更有效。
DocRun平台是教师Python编程教学的得力“智能小助手”，适用于现场教学、自主学习、翻转教学、为编程教学提供了平台，并提供了程序代码评测工具。平台成为教师与学生线上、线下交流的重要媒质，有助于培养学生数字化学习与创新能力，充分调动学生自主学习积极性，并将教师从繁重的机械的人工代码评测和人工批阅中解放出来，教师掌握了精准的学情数据，为精准个性化指导提供了可能，对编程教学系列课程资料的积累也有促进作用。
