Python程序设计课程的混合式教学设计与实践

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　　摘  要：在大数据时代，对于财经类院校研究生来说，应用Python的程序设计语言进行数据挖掘和数据分析的能力变得十分重要，针对上海对外经贸大学为研究生开设的Python程序设计语言这门课程，从如何搭建在线课程结构、如何设计课程教学方式、如何结合其他教学方法如案例教学等几方面探索实践了一种为研究生开设Python程序设计的线上线下混合式教学方法。为培养优秀研究生人才、提升研究生的分析問题解决问题的能力，提供了一种可以借鉴的教学模式。
　　关键词： 大数据; Python程序设计; 线上线下混合式教学; 案例教学
　　中图分类号：TP3-05        文献标识码：A
　　文章编号：1009-3044（2020）26-0114-03
　　Abstract： In today's era of big data， the ability of data mining and analysis has become very important for graduate students of finance and economics colleges. In this paper， aimed to Python programming design course for graduate students， a hybrid teaching method of Python programming design was introduced from the aspects of how to build online course structure， how to design course teaching methods， how to combined with other teaching methods.It provides a kind of teaching mode that can be used for reference to train excellent graduate students and improve their ability of analyzing and solving problems.
　　Key words： big data; python programming design; online and offline hybrid teaching; case teaching
　　1引言
　　当今时代已经是大数据时代，人工智能是引领未来的战略性技术，人工智能作为新一轮产业变革的核心驱动力，推动人工智能、大数据和实体经济深度融合成为了中国的下一个工作重点。这就给财经类院校的学生提出了新的要求，基于大数据的信息挖掘和分析将成为财经类院校的学生必备的基本技能之一。
　　上海对外经贸大学是一所对外经济贸易类大学，学生主要是金融和外贸相关方向的，为了更好地适应社会对相关领域的研究生的需求，由统计与信息学院开设Python程序设计课程以供全校研究生选修。 Python语言作为横跨多个互联网核心领域的一门程序设计语言，对提高研究生计算思维和数据分析能力有很大的帮助，为提高研究生创新能力提供了良好的平台。统计与信息学院下设应用统计系、经济统计系、信息管理系、应用数学系，以及上海对外经贸大学商务大数据研究中心。学院高度重视研究生能力培养，为主讲教师搭建了良好的教学平台。
　　Python程序设计课程已经组建了一只稳定且有较高水平的教学团队，讲了几轮的课程，并在此基础上打造了线上线下混合式教学的研究生精品课程。从根本上保证了课程建设在培养研究生学术水平和综合素质能力、提高研究生教育质量等方面发挥良好的作用。从教学方面为我们学校的学生走向社会从事相关工作打牢基础。
　　2 线上线下混合式教学课程设计
　　2.1 传统课堂的优缺点
　　Python程序设计课程原来是采用课内集中传授的方式，这种传统授课方式的优点不言而喻，保障了教师在课堂教学中主导地位，有利于对课堂教学的组织和管控。同时，面对面互动，学生很少会走入学习的误区。
　　但是通过几年的研究生教学经验，发现我校的研究生在计算机程序设计这一块的水平参差不齐，因为是文科院校，很多学生在本科期间没有接触过程序设计，但是另一部分同学来自理工科院校，后转的金融或外贸相关专业，程序设计能力很强。这就造成了一部分同学很吃力，另一部分同学吃不饱的现象。传统的课堂教学方式要讲授许多的知识点，由于课时的限制，课上老师有的内容也来不及讲，有点填鸭式教学，互动只能是提问，对于程度不一的同学们来说，程度好的积极参与，自主学习能力差的同学，一般不和教师交流，像是在陪太子读书。上课没有消化课程内容，作业抄袭的也多，整个教学过程中，教师一直以为学生都掌握了教学内容，通过考试才发现有部分同学学习效果较差。
　　2.2线上教育的优缺点
　　2001年，美国麻省理工启动 “开放课件”项目，向全球免费开放学校的课程教学材料，目前这种慕课已经大范围出现在全球的高等教育领域，为全世界的学生提供了大规模开放式网络课程[1]。
　　线上教育的优点是消除了时空的限制，让人们随时随地享受优质的高等教育，可以根据学习程度自己控制学习的进度。缺点是自控能力差的学生在观看视频的时候有可能注意力不集中，缺乏兴趣，无法把控学习节奏。
　　2.3 线上线下混合式教学
　　基于上述问题，考虑取长补短，采用线上线下混合式教学。混合式教学，就是一切以学生为出发点，将线上教学与线下传统教学的优势有机结合[2]，提高学生主动学习的热情，以达到良好的学习效果。
　　混合式教学模式必须要有一个平台，线上教学离不开线上平台的技术支持，上海对外经贸大学采用的是Blackboard教学平台[3]。通过把课程的教学资源放在线上，并配合线下个性化的辅导，充分地调动了学生的积极性，从而也满足了不同层次学生的个性化学习需求，实现了以学生为中心和分层教学的理念。该模式对教师的视频制作和教学的设计及执行过程的把控有较高的要求。 　　3 混合式教学课程设计与实践
　　3.1 Blackboard平台搭建课程在线资源
　　目前教师团队在学校提供的Blackboard上搭建了课程的在线资源，主要包括课程课件、课程视频，教学方案和大纲模块，作业模块，试题测试模块，小组讨论模块等几个模块。
　　它们的作用分别如下：
　　1） 课程课件模块，提供教学用PPT文件以方便学生课前预习和课后复习，提供相应的拓展资料，该资料能够涵盖本章节内容的最新资讯，方便对程序设计掌握较好的同学自学，同时可提高学生学习的兴趣;
　　2） 课程视频模块，由教师录制了本章的教学视频、提供相应的网上慕课资源网址，给有想法想要进一步拓展知识面的同学提供便利;
　　3） 教学方案和教学大纲模块，提供了本学期的内容提要已经教师团队的联系方式和答疑时间，方便同学们查阅;
　　4） 作业板块，提供每一章的作业要求，方便同学们在该模块进行作业的提交。平台根据学生作答情况自动做出成绩判定，并可以对学生的完成情况进行统计，对得分率较低的题目进行汇总，教师可以有针对性地重点讲解同学们不太吸收的内容，并根据作业情况优化教学内容;
　　5） 试题测试，提供了每三章一次测试，要求同学在指定的24小时时间段内完成测试。试题库由老师们根据这三章内容编入题库，随机抽取。题型包括：单项选择题、多项选择题、排序题、匹配题、填空题、判断题、选择填空题、多项填空题、简答题等几种题型。Blackboard教学平台上可以实现自动评分，还可以对习题的做题次数、作业完成期限等情况进行设置，然后平台自动批改，节省教师的作业批改时间。最后根据测试结果详细讲解个别题目;
　　6） 小组讨论，通過创建论坛引导学生进行讨论，使学生之间互动交流，培养其发现问题和解决问题的能力，实现师生和学生与学生之间线上的互动。
　　3.2 Python程序设计的课程教学方式
　　Python程序设计这门课程的混合式教学的具体教学方式如图1所示，可分为课前、课上和课后三个阶段。
　　1） 课前阶段，线上平台的相关工作
　　将教师录制好Python教学视频以及开放的各种梯度的教学资源发送到平台，提供了PC端、App端、PAD端等多终端技术支持。给研究生们一个任务清单，列出要讨论的问题，让他们选择符合自身水平的教学资源进行自主学习，基础差的学生能够按自己的节奏掌握好Python的基础知识，基础好的学生也能够根据自己的兴趣进行深层次的学习，充分满足不同层次学生学习需求。因为是带着问题听在线课程，变被动听课为主动学习，研究生们一般都比较认真地学习视频，结合相关的学习资料，在网络中主动对存在疑问的知识点进行学习并进行线上讨论。没有听懂的同学可以多次观看视频资料，仔细体会知识点的内容，直至完全掌握，实现最大程度的因材施教。在此过程中学生脱离教师，寻找其他获取知识的途径，并根据自身程度决定获取的知识深度。
　　2） 课上阶段，课堂面授教学
　　学生在线学习完教学资源，带着问题进入课堂，在线下课堂里对某一知识点进行讨论。老师选取实用且有趣味性的案例。据此案例提出问题，引领学生真正进行思考。在机房现场编制程序，培养学生用计算机解决实际问题的思维能力。并给出类似的案例，让学生们自己编程解决，提高编程和解决问题的能力。课堂上面对面提供答疑，可以给学生留下较为深刻的记忆和认知，同时对于学生的状态也有了更深的了解。此教学模式改变了传统的师生关系，教师侧重不再是填鸭式教学而是辅导，从教学活动的主体逐渐转变为教学过程的引导者。
　　3） 课后阶段，线上总结
　　组建微信群，将研究生拉入微信群，答疑、上传和共享资料，碰到难点，学生可以随时随地向老师提问。教师可以真实的掌握学生在学习过程中遇到的问题，了解同学之间的差异，从而明确教学中的侧重点，据此调整教学内容。
　　在线上和课堂教学结束后，对所学内容进行总结和归纳，在线上教学平台发布相关内容的专题、发帖等，方便学生巩固教学内容。学生线上提交作业，进行阶段测试，进论坛讨论问题。然后，老师根据互动情况对学生进行针对性的辅导，可以更了解学生状态，实现个性化教学。
　　通过这样一套流程下来，同学们可以得到解决这一类相关问题的能力。教师会鼓励学生寻找本专业相关的问题自己编程解决，可以加深对本专业的理解，为今后的学习和就业打下良好基础。大大提高了学生对本课程的兴趣和认知，学习劲头很足，学习效果良好。
　　3.3 混合式教学中基于案例的其他教学方法
　　使用混合式教学并不排斥其他教学方法的同时运用，在设计课程内容的时候，我们综合使用了基于案例的设计[4]、任务驱动等多种教学方法。通过一个个具体的任务来推动教学。举例说明，比如在讲解正则表达式这一章的时候，教师在视频里给出了网络爬虫的相关知识，让同学们预先进行了解学习，然后下达任务让同学们去财经网站爬取股票数据，并考虑程序的实现，这需要同学们课前阅读大量资料，因为是有趣的案例，学生参与的积极性很高，在这个过程中可以拓展学生的知识视野，跨专业的研究生之间也能充分交流自己专业背景的知识，进行相互补充，通过这些讨论加深了学生对相关学习内容的理解[5]。
　　老师在课堂上首先答疑关于正则表达式的相关疑问，然后带领大家进行爬虫案例的讨论。因为上课是在机房进行的，同学们可以马上上机编程实践自己的想法，有什么编程方面的困难可以马上得到老师的指导，一方面提高了编程技巧，另一方面对正则化表达式有了更进一步地了解，对爬虫算法也理解得更加透彻了。课后还可以继续用线上答疑和微信群答疑的方式进行讨论和答疑，直到同学们全部消化理解了知识点。有些案例同学们非常感兴趣，比如去豆瓣把影评爬下来以词云的方式可视化展现，同学们会讨论很久。配合线下个性化的辅导，充分地调动了学生的主观能动性。
　　4 结束语
　　这学期正好赶上了疫情，将线下课堂也转为线上，就是应用Zoom直播软件进行课堂教学，效果一样很好。通过两个学期的教学实践发现，应用线上线下混合式教学改变了教学中的师生关系，传统的教学方法是学生去适应教师的授课方式，而混合式教学模式是以学生为中心，由学生根据个人基础，选择自己感兴趣的课程去线上学习，满足了分层教学的个性化学习需求，优化了教学过程。实践表明上学期的期末成绩也有大幅度的提升。相比较传统教学法来说，应用生活中的实际案例，让学生带着真实的学习任务去学习，可以培养学生分析问题、解决问题的能力，对Python程序设计能够投入更多的学习热情。
　　参考文献：
　　[1] 张永礼，强海彦.“慕课”时代的当前大学变革[J]. 经贸实践，2018（4）：315-316.
　　[2] 陈晓宁.基于网络教学平台的混合式教学方法与教学策略的探索——以广西建设职业技术学院为例[J]. 当代教育实践与教学研究， 2019（9）：5-6.
　　[3] 江素华. 基于Blackboard教学平台的高职计算机基础教学研究[J].电脑知识与技术，2020（4）：72-74.
　　[4] 巫华芳.软件工程教学案例设计初探[J]. 教育与职业，2007（9）：139-140.
　　[5] 耿国华.程序设计能力培养模式的探索与实践[J]. 中国大学教学，2009（3）：30-32.
　　【通联编辑：王力】
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