Python程序設計課程的混合式教學設計與實踐

袁野

摘? 要：在大數據時代，對于財經類院校研究生來說，應用Python的程序設計語言進行數據挖掘和數據分析的能力變得十分重要，針對上海對外經貿大學為研究生開設的Python程序設計語言這門課程，從如何搭建在線課程結構、如何設計課程教學方式、如何結合其他教學方法如案例教學等幾方面探索實踐了一種為研究生開設Python程序設計的線上線下混合式教學方法。為培養優秀研究生人才、提升研究生的分析問題解決問題的能力，提供了一種可以借鑒的教學模式。

關鍵詞： 大數據; Python程序設計; 線上線下混合式教學; 案例教學

中圖分類號：TP3-05? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：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

當今時代已經是大數據時代，人工智能是引領未來的戰略性技術，人工智能作為新一輪產業變革的核心驅動力，推動人工智能、大數據和實體經濟深度融合成為了中國的下一個工作重點。這就給財經類院校的學生提出了新的要求，基于大數據的信息挖掘和分析將成為財經類院校的學生必備的基本技能之一。

上海對外經貿大學是一所對外經濟貿易類大學，學生主要是金融和外貿相關方向的，為了更好地適應社會對相關領域的研究生的需求，由統計與信息學院開設Python程序設計課程以供全校研究生選修。 Python語言作為橫跨多個互聯網核心領域的一門程序設計語言，對提高研究生計算思維和數據分析能力有很大的幫助，為提高研究生創新能力提供了良好的平臺。統計與信息學院下設應用統計系、經濟統計系、信息管理系、應用數學系，以及上海對外經貿大學商務大數據研究中心。學院高度重視研究生能力培養，為主講教師搭建了良好的教學平臺。

Python程序設計課程已經組建了一只穩定且有較高水平的教學團隊，講了幾輪的課程，并在此基礎上打造了線上線下混合式教學的研究生精品課程。從根本上保證了課程建設在培養研究生學術水平和綜合素質能力、提高研究生教育質量等方面發揮良好的作用。從教學方面為我們學校的學生走向社會從事相關工作打牢基礎。

2 線上線下混合式教學課程設計

2.1 傳統課堂的優缺點

Python程序設計課程原來是采用課內集中傳授的方式，這種傳統授課方式的優點不言而喻，保障了教師在課堂教學中主導地位，有利于對課堂教學的組織和管控。同時，面對面互動，學生很少會走入學習的誤區。

但是通過幾年的研究生教學經驗，發現我校的研究生在計算機程序設計這一塊的水平參差不齊，因為是文科院校，很多學生在本科期間沒有接觸過程序設計，但是另一部分同學來自理工科院校，后轉的金融或外貿相關專業，程序設計能力很強。這就造成了一部分同學很吃力，另一部分同學吃不飽的現象。傳統的課堂教學方式要講授許多的知識點，由于課時的限制，課上老師有的內容也來不及講，有點填鴨式教學，互動只能是提問，對于程度不一的同學們來說，程度好的積極參與，自主學習能力差的同學，一般不和教師交流，像是在陪太子讀書。上課沒有消化課程內容，作業抄襲的也多，整個教學過程中，教師一直以為學生都掌握了教學內容，通過考試才發現有部分同學學習效果較差。

2.2線上教育的優缺點

2001年，美國麻省理工啟動 “開放課件”項目，向全球免費開放學校的課程教學材料，目前這種慕課已經大范圍出現在全球的高等教育領域，為全世界的學生提供了大規模開放式網絡課程[1]。

線上教育的優點是消除了時空的限制，讓人們隨時隨地享受優質的高等教育，可以根據學習程度自己控制學習的進度。缺點是自控能力差的學生在觀看視頻的時候有可能注意力不集中，缺乏興趣，無法把控學習節奏。

2.3 線上線下混合式教學

基于上述問題，考慮取長補短，采用線上線下混合式教學。混合式教學，就是一切以學生為出發點，將線上教學與線下傳統教學的優勢有機結合[2]，提高學生主動學習的熱情，以達到良好的學習效果。

混合式教學模式必須要有一個平臺，線上教學離不開線上平臺的技術支持，上海對外經貿大學采用的是Blackboard教學平臺[3]。通過把課程的教學資源放在線上，并配合線下個性化的輔導，充分地調動了學生的積極性，從而也滿足了不同層次學生的個性化學習需求，實現了以學生為中心和分層教學的理念。該模式對教師的視頻制作和教學的設計及執行過程的把控有較高的要求。

3 混合式教學課程設計與實踐

3.1 Blackboard平臺搭建課程在線資源

目前教師團隊在學校提供的Blackboard上搭建了課程的在線資源，主要包括課程課件、課程視頻，教學方案和大綱模塊，作業模塊，試題測試模塊，小組討論模塊等幾個模塊。

它們的作用分別如下：

1） 課程課件模塊，提供教學用PPT文件以方便學生課前預習和課后復習，提供相應的拓展資料，該資料能夠涵蓋本章節內容的最新資訊，方便對程序設計掌握較好的同學自學，同時可提高學生學習的興趣;

2） 課程視頻模塊，由教師錄制了本章的教學視頻、提供相應的網上慕課資源網址，給有想法想要進一步拓展知識面的同學提供便利;

3） 教學方案和教學大綱模塊，提供了本學期的內容提要已經教師團隊的聯系方式和答疑時間，方便同學們查閱;

4） 作業板塊，提供每一章的作業要求，方便同學們在該模塊進行作業的提交。平臺根據學生作答情況自動做出成績判定，并可以對學生的完成情況進行統計，對得分率較低的題目進行匯總，教師可以有針對性地重點講解同學們不太吸收的內容，并根據作業情況優化教學內容;

5） 試題測試，提供了每三章一次測試，要求同學在指定的24小時時間段內完成測試。試題庫由老師們根據這三章內容編入題庫，隨機抽取。題型包括：單項選擇題、多項選擇題、排序題、匹配題、填空題、判斷題、選擇填空題、多項填空題、簡答題等幾種題型。Blackboard教學平臺上可以實現自動評分，還可以對習題的做題次數、作業完成期限等情況進行設置，然后平臺自動批改，節省教師的作業批改時間。最后根據測試結果詳細講解個別題目;

6） 小組討論，通過創建論壇引導學生進行討論，使學生之間互動交流，培養其發現問題和解決問題的能力，實現師生和學生與學生之間線上的互動。

3.2 Python程序設計的課程教學方式

Python程序設計這門課程的混合式教學的具體教學方式如圖1所示，可分為課前、課上和課后三個階段。

1） 課前階段，線上平臺的相關工作

將教師錄制好Python教學視頻以及開放的各種梯度的教學資源發送到平臺，提供了PC端、App端、PAD端等多終端技術支持。給研究生們一個任務清單，列出要討論的問題，讓他們選擇符合自身水平的教學資源進行自主學習，基礎差的學生能夠按自己的節奏掌握好Python的基礎知識，基礎好的學生也能夠根據自己的興趣進行深層次的學習，充分滿足不同層次學生學習需求。因為是帶著問題聽在線課程，變被動聽課為主動學習，研究生們一般都比較認真地學習視頻，結合相關的學習資料，在網絡中主動對存在疑問的知識點進行學習并進行線上討論。沒有聽懂的同學可以多次觀看視頻資料，仔細體會知識點的內容，直至完全掌握，實現最大程度的因材施教。在此過程中學生脫離教師，尋找其他獲取知識的途徑，并根據自身程度決定獲取的知識深度。

2） 課上階段，課堂面授教學

學生在線學習完教學資源，帶著問題進入課堂，在線下課堂里對某一知識點進行討論。老師選取實用且有趣味性的案例。據此案例提出問題，引領學生真正進行思考。在機房現場編制程序，培養學生用計算機解決實際問題的思維能力。并給出類似的案例，讓學生們自己編程解決，提高編程和解決問題的能力。課堂上面對面提供答疑，可以給學生留下較為深刻的記憶和認知，同時對于學生的狀態也有了更深的了解。此教學模式改變了傳統的師生關系，教師側重不再是填鴨式教學而是輔導，從教學活動的主體逐漸轉變為教學過程的引導者。

3） 課后階段，線上總結

組建微信群，將研究生拉入微信群，答疑、上傳和共享資料，碰到難點，學生可以隨時隨地向老師提問。教師可以真實的掌握學生在學習過程中遇到的問題，了解同學之間的差異，從而明確教學中的側重點，據此調整教學內容。

在線上和課堂教學結束后，對所學內容進行總結和歸納，在線上教學平臺發布相關內容的專題、發帖等，方便學生鞏固教學內容。學生線上提交作業，進行階段測試，進論壇討論問題。然后，老師根據互動情況對學生進行針對性的輔導，可以更了解學生狀態，實現個性化教學。

通過這樣一套流程下來，同學們可以得到解決這一類相關問題的能力。教師會鼓勵學生尋找本專業相關的問題自己編程解決，可以加深對本專業的理解，為今后的學習和就業打下良好基礎。大大提高了學生對本課程的興趣和認知，學習勁頭很足，學習效果良好。

3.3 混合式教學中基于案例的其他教學方法

使用混合式教學并不排斥其他教學方法的同時運用，在設計課程內容的時候，我們綜合使用了基于案例的設計[4]、任務驅動等多種教學方法。通過一個個具體的任務來推動教學。舉例說明，比如在講解正則表達式這一章的時候，教師在視頻里給出了網絡爬蟲的相關知識，讓同學們預先進行了解學習，然后下達任務讓同學們去財經網站爬取股票數據，并考慮程序的實現，這需要同學們課前閱讀大量資料，因為是有趣的案例，學生參與的積極性很高，在這個過程中可以拓展學生的知識視野，跨專業的研究生之間也能充分交流自己專業背景的知識，進行相互補充，通過這些討論加深了學生對相關學習內容的理解[5]。

老師在課堂上首先答疑關于正則表達式的相關疑問，然后帶領大家進行爬蟲案例的討論。因為上課是在機房進行的，同學們可以馬上上機編程實踐自己的想法，有什么編程方面的困難可以馬上得到老師的指導，一方面提高了編程技巧，另一方面對正則化表達式有了更進一步地了解，對爬蟲算法也理解得更加透徹了。課后還可以繼續用線上答疑和微信群答疑的方式進行討論和答疑，直到同學們全部消化理解了知識點。有些案例同學們非常感興趣，比如去豆瓣把影評爬下來以詞云的方式可視化展現，同學們會討論很久。配合線下個性化的輔導，充分地調動了學生的主觀能動性。

4 結束語

這學期正好趕上了疫情，將線下課堂也轉為線上，就是應用Zoom直播軟件進行課堂教學，效果一樣很好。通過兩個學期的教學實踐發現，應用線上線下混合式教學改變了教學中的師生關系，傳統的教學方法是學生去適應教師的授課方式，而混合式教學模式是以學生為中心，由學生根據個人基礎，選擇自己感興趣的課程去線上學習，滿足了分層教學的個性化學習需求，優化了教學過程。實踐表明上學期的期末成績也有大幅度的提升。相比較傳統教學法來說，應用生活中的實際案例，讓學生帶著真實的學習任務去學習，可以培養學生分析問題、解決問題的能力，對Python程序設計能夠投入更多的學習熱情。

參考文獻：

[1] 張永禮，強海彥.“慕課”時代的當前大學變革[J]. 經貿實踐，2018（4）：315-316.

[2] 陳曉寧.基于網絡教學平臺的混合式教學方法與教學策略的探索——以廣西建設職業技術學院為例[J]. 當代教育實踐與教學研究， 2019（9）：5-6.

[3] 江素華. 基于Blackboard教學平臺的高職計算機基礎教學研究[J].電腦知識與技術，2020（4）：72-74.

[4] 巫華芳.軟件工程教學案例設計初探[J]. 教育與職業，2007（9）：139-140.

[5] 耿國華.程序設計能力培養模式的探索與實踐[J]. 中國大學教學，2009（3）：30-32.

【通聯編輯：王力】