以O(shè)BE為導(dǎo)向的信管專業(yè)Python課程實(shí)踐教學(xué)改革

摘 ?要： 為了推進(jìn)信管專業(yè)Python課程實(shí)踐教學(xué)的工程教育改革，提升學(xué)生的大數(shù)據(jù)實(shí)踐能力，將OBE理論基礎(chǔ)融入到對Python實(shí)踐教學(xué)改革中。分析傳統(tǒng)教學(xué)模式下Python課程實(shí)踐教學(xué)的現(xiàn)狀，設(shè)計了三重實(shí)踐模式的教學(xué)改革，改進(jìn)了實(shí)踐形式、實(shí)踐內(nèi)容、實(shí)踐評價。通過以O(shè)BE為導(dǎo)向的Python課程實(shí)踐教學(xué)改革，課程的教學(xué)效果得到提高。

關(guān)鍵詞： OBE; 信管專業(yè); Python; 實(shí)踐教學(xué)

中圖分類號：G64 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? 文章編號：1006-8228（2021）08-98-03

OBE-guided reform of practical teaching for Python course of

information management specialty

Ren Tingyan

（School of Computer and Information，Qiannan Normal University for Nationalities， Duyun， Guizhou 558000， China）

Abstract： In order to promote the engineering education reform of practical teaching for Python course of information management specialty and improve students' big data practice ability， OBE theoretical basis is integrated into the reform of practical teaching of Python. This paper analyzes the current situation of practical teaching of Python course under the traditional teaching mode， designs the teaching reform of triple practice mode， and improves the practice form， practice content and practice evaluation. Through the OBE-guided reform of the practical teaching for Python course， the teaching effect of the course has been improved.

Key words： OBE; information management specialty; Python; practical teaching

0 引言

OBE工程教育理念源于美國，是當(dāng)前流行的高等工程教育模式。在OBE系統(tǒng)中，教育者必須對學(xué)生畢業(yè)時應(yīng)該達(dá)到的能力及其水平有清楚的構(gòu)想，然后尋求設(shè)計合理的教育結(jié)構(gòu)來保證學(xué)生達(dá)到這些預(yù)期目標(biāo)[1]。信管專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)為政府部門、企事業(yè)單位、科研機(jī)構(gòu)等組織培養(yǎng)從事信息系統(tǒng)建設(shè)與信息管理的復(fù)合型人才。但隨著大數(shù)據(jù)、云計算等新技術(shù)興起和數(shù)字化經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，企事業(yè)單位等對大數(shù)據(jù)分析和管理技術(shù)人才的需求日益增加，信管專業(yè)畢業(yè)生與社會需求嚴(yán)重脫節(jié)。在這種情況下，信息管理學(xué)科人才培養(yǎng)模式的改革，需要以提升大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)踐能力為基礎(chǔ)[2]。

目前地方高校的計算機(jī)相關(guān)專業(yè)和信管專業(yè)，都開設(shè)了“Python程序設(shè)計”課程作為專業(yè)基礎(chǔ)課，Python語言是大數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)分析等領(lǐng)域的主流語言，熟練掌握Python程序開發(fā)是數(shù)據(jù)分析和管理相關(guān)人才必備的專業(yè)技能。但是和多數(shù)程序設(shè)計語言一樣，學(xué)生學(xué)習(xí)Python后，不知道該語言的應(yīng)用方向，也不知道自己為什么學(xué)習(xí)，要學(xué)習(xí)到什么程度，將來可以做什么。為了讓學(xué)生提高專業(yè)水平，實(shí)現(xiàn)教學(xué)與企業(yè)需求的對接，為社會發(fā)展培養(yǎng)優(yōu)秀的大數(shù)據(jù)技術(shù)人才，對Python課程實(shí)踐教學(xué)改革至關(guān)重要。

1 傳統(tǒng)教學(xué)模式下Python課程實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀

目前地方高校Python課程實(shí)踐教學(xué)中普遍存在以下問題有待解決。

⑴ 實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容安排不合理。Python課程涉及到的知識點(diǎn)較多，多數(shù)實(shí)驗(yàn)為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)中強(qiáng)調(diào)學(xué)生對課本內(nèi)容的掌握，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容沒有聯(lián)系實(shí)際應(yīng)用。簡單無趣的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，學(xué)生缺少學(xué)習(xí)熱情，通過實(shí)驗(yàn)的完成不能達(dá)到對學(xué)生的程序開發(fā)能力提升的效果。

⑵ 實(shí)踐課時較少。大部分學(xué)校該課程的實(shí)踐學(xué)時為18學(xué)時，實(shí)驗(yàn)項目為9個。在有限的時間內(nèi)，不僅要讓學(xué)生掌握Python基本的語法知識，掌握Python程序開發(fā)流程，掌握數(shù)據(jù)分析和可視化，對教師和學(xué)生來說都是一個挑戰(zhàn)。

⑶ 實(shí)踐環(huán)境落后。Python提供了豐富的第三方庫，學(xué)習(xí)第三方庫的應(yīng)用是教學(xué)的要點(diǎn)。但是實(shí)驗(yàn)機(jī)房的配置低，網(wǎng)速慢，無法正常安裝第三方庫。實(shí)踐環(huán)境的落后也嚴(yán)重影響了課程的教學(xué)進(jìn)度和教學(xué)效果。

⑷ 學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不高。對程序設(shè)計類課程的滿意度較低，學(xué)生的學(xué)習(xí)定位只是對知識點(diǎn)的簡單應(yīng)用，對于多數(shù)知識點(diǎn)只是重復(fù)性的學(xué)習(xí)，對于新的知識點(diǎn)沒有深入理解和掌握，學(xué)習(xí)沒有和專業(yè)特色掛鉤，也沒有認(rèn)識到未來就業(yè)的前景，盲目被動地學(xué)習(xí)。

為了解決上述問題，把OBE的相關(guān)理論融入信管專業(yè)Python課程實(shí)踐教學(xué)改革中，有利于提高教學(xué)質(zhì)量，有利于培養(yǎng)應(yīng)用型大數(shù)據(jù)人才。

2 OBE理論基礎(chǔ)

OBE模式是基于泰勒運(yùn)動和掌握學(xué)習(xí)理論等教育理論或教育思想產(chǎn)生和發(fā)展起來的。OBE吸納了掌握學(xué)習(xí)理論的特征：在彈性的時間框架去實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo);使用不同的資源去創(chuàng)設(shè)豐富的教育環(huán)境;使用形成性教學(xué)評價來反饋學(xué)習(xí)產(chǎn)出以改善教與學(xué)等[1]。

將OBE融入到Python課程實(shí)踐教學(xué)改革中，從原來的實(shí)踐形式、實(shí)踐內(nèi)容的設(shè)置、實(shí)踐評價上做了改進(jìn)。

⑴ 以目標(biāo)為導(dǎo)向，反向設(shè)計，正向?qū)嵤3]。傳統(tǒng)教學(xué)中實(shí)踐內(nèi)容的設(shè)計通常是根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱決定，簡單地設(shè)計了幾個實(shí)驗(yàn)項目。沒有從學(xué)生的學(xué)情，和畢業(yè)生的應(yīng)達(dá)到的畢業(yè)要求出發(fā)，課程目標(biāo)的設(shè)定不清晰，學(xué)生學(xué)習(xí)完這門課后對于未來自己可以從事什么工作很迷茫。融入OBE理論后，實(shí)踐課程應(yīng)以行業(yè)需求為導(dǎo)向[4]，從學(xué)生應(yīng)達(dá)到的畢業(yè)要求出發(fā)，研究行業(yè)發(fā)展的新動態(tài)、新特點(diǎn)，采用多樣化的實(shí)踐形式、優(yōu)化實(shí)踐內(nèi)容，調(diào)動學(xué)生對專業(yè)研究的主動性，增強(qiáng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力和工程意識。

⑵ 多元化評價方式。評估學(xué)習(xí)產(chǎn)出是OBE教育模式中重要的環(huán)節(jié)。在傳統(tǒng)教學(xué)中對學(xué)生的實(shí)踐成績多為以期末完成的大作業(yè)的質(zhì)量來進(jìn)行評定，沒有考慮到教學(xué)的過程性評價，也沒有考慮到學(xué)生的個體差異，導(dǎo)致成績無法真正反映出學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，學(xué)生對課程的掌握程度也無法判斷。采用多元化評價方式從課堂層面、專業(yè)層面和企業(yè)層面出發(fā)，在課程開展的每一個階段，隨時關(guān)注每個學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)進(jìn)度，對課程的應(yīng)用程度。多元化的評價機(jī)制，從多角度，多層次去評價學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，讓學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主人，有明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，有循序漸進(jìn)的學(xué)習(xí)過程，不斷激發(fā)學(xué)生對學(xué)習(xí)的興趣和對專業(yè)的熱情。

3 實(shí)踐教學(xué)改革

在Python課程實(shí)踐教學(xué)改革中融入OBE理論基礎(chǔ)，采用課堂實(shí)驗(yàn)+課后練習(xí)+項目實(shí)訓(xùn)的三重模式，擴(kuò)充了學(xué)生的學(xué)習(xí)時間，設(shè)置了豐富的教學(xué)資源，通過不同的形式來進(jìn)行評價，使實(shí)踐教學(xué)處于不斷的持續(xù)優(yōu)化中，提高了學(xué)生編程能力和團(tuán)隊協(xié)作能力，提升了學(xué)生分析和解決實(shí)際問題的能力，解決了信管專業(yè)人才培養(yǎng)與市場需求之間的矛盾。

3.1 課堂實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)

課堂實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)是實(shí)踐教學(xué)的主要環(huán)節(jié)，從讓學(xué)生達(dá)到能夠設(shè)計和編寫計算機(jī)程序解決復(fù)雜計算機(jī)工程問題的畢業(yè)要求出發(fā)，結(jié)合教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)，設(shè)計符合專業(yè)特點(diǎn)的9個實(shí)驗(yàn)項目。在教學(xué)中貫徹實(shí)施、培養(yǎng)學(xué)生的程序設(shè)計能力、計算思維能力、問題求解能力和專業(yè)能力。充分考慮其專業(yè)應(yīng)用背景，使學(xué)生學(xué)以致用[5]，讓學(xué)生具備數(shù)據(jù)分析和管理的能力。

課堂實(shí)驗(yàn)中每個實(shí)驗(yàn)有明確的要求、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮统煽冊u價標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)生按要求進(jìn)行設(shè)計，編寫代碼，實(shí)驗(yàn)完成后提交實(shí)驗(yàn)報告，包括實(shí)驗(yàn)的具體實(shí)施步驟、源代碼、運(yùn)行截圖，并在實(shí)驗(yàn)后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)小結(jié)。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)報告中對自己的學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)情況進(jìn)行客觀總結(jié)。教師批改實(shí)驗(yàn)報告，從實(shí)驗(yàn)的設(shè)計步驟、代碼完成度、代碼的優(yōu)化上綜合給出成績。

對于較復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)項目，使用Python123實(shí)驗(yàn)平臺，學(xué)生不用在有限的課堂實(shí)驗(yàn)中去安裝第三方庫，把精力集中在代碼的實(shí)現(xiàn)上。如果無法在課堂上完成的內(nèi)容，可以在通過Python123線下完成，為實(shí)踐環(huán)節(jié)提供了時間保障。

由于學(xué)生對知識的掌握和應(yīng)用程度不同，通過課堂實(shí)驗(yàn)教師能及時地了解每個學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，對于突出的重點(diǎn)難點(diǎn)加強(qiáng)講授的力度和練習(xí)的強(qiáng)度，對于部分進(jìn)度慢的同學(xué)，提供課后輔導(dǎo)幫助，確保每個實(shí)驗(yàn)都能達(dá)到教學(xué)要求，每個學(xué)生的實(shí)際編程能力能得到提高。

3.2 課后補(bǔ)充練習(xí)

由于課堂實(shí)驗(yàn)學(xué)時有限，課后練習(xí)作為課堂實(shí)踐的衍生，能幫助學(xué)生鞏固所學(xué)內(nèi)容，讓教師掌握學(xué)生課后學(xué)習(xí)動態(tài)。課后練習(xí)使用Python123平臺，按課程單元發(fā)布課程作業(yè)，定期進(jìn)行單元測試。學(xué)生可以使用平臺提供的程序在線測評和講解功能，及時完成課程內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的學(xué)習(xí)。同時教師從專業(yè)出發(fā)，設(shè)計和發(fā)布了數(shù)據(jù)生成、數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)分析等豐富的在線題庫和視頻資料，滿足了不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，學(xué)生可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)情況，自主選擇學(xué)習(xí)。課后習(xí)題提交截止后，學(xué)生能查看詳細(xì)的習(xí)題解析。對于難點(diǎn)內(nèi)容可以通過平臺，及時和老師溝通。

課后教師通過Python123平臺的大數(shù)據(jù)功能，統(tǒng)計學(xué)生的學(xué)習(xí)時間和活躍情況，分析學(xué)生隨課程進(jìn)度的成績變化趨勢。實(shí)時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和對知識掌握水平的變化。

課后練習(xí)的完成，在一定程度上能提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意識，學(xué)生會根據(jù)練習(xí)主動去查閱相關(guān)資料，對于感興趣的內(nèi)容去學(xué)習(xí)相關(guān)視頻，讓學(xué)生認(rèn)識到自我探索的必要性，具備不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)發(fā)展的能力。

3.3 項目實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)

本課程實(shí)踐的一個重要環(huán)節(jié)是項目實(shí)訓(xùn)的設(shè)計，使學(xué)生了解具體的計算機(jī)工程項目的實(shí)施過程，能夠承擔(dān)團(tuán)隊中的角色不同，是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際動手能力和開發(fā)項目實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的重要手段。課程后期主要是通過校企合作的形式，利用企業(yè)豐富的實(shí)踐項目、技術(shù)資源來保證課程實(shí)訓(xùn)項目的實(shí)施。在為期1周的項目實(shí)訓(xùn)中，企業(yè)講師以企業(yè)項目任務(wù)進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)，著重訓(xùn)練學(xué)生的數(shù)據(jù)分析和管理的能力，將項目內(nèi)容分解成知識點(diǎn)后融入到教學(xué)中，通過一個完整的項目開發(fā)，如網(wǎng)絡(luò)爬蟲與數(shù)據(jù)分析，讓學(xué)生把前期的所有Python知識點(diǎn)融合并使用，加深了對Python的理解和應(yīng)用。在實(shí)訓(xùn)中講與練結(jié)合，學(xué)生在企業(yè)講師的指導(dǎo)下能完成項目的開發(fā)，明確了課程的重要性，讓學(xué)生知道以后可以從事的職業(yè)前景。

實(shí)訓(xùn)結(jié)束后需要提交實(shí)訓(xùn)作業(yè)。學(xué)生選取一個實(shí)訓(xùn)題目，以小組為單位完成，在小組中學(xué)生分工合作，扮演不同的角色，完成系統(tǒng)的分析、設(shè)計、開發(fā)、測試、文檔的編寫等工作，實(shí)訓(xùn)結(jié)束后，學(xué)生需要提交項目文檔，詳細(xì)介紹項目的開發(fā)過程。在這個過程中，學(xué)生的團(tuán)隊合作精神得到了培養(yǎng)，溝通和交流的能力得到提高。實(shí)訓(xùn)作業(yè)的成績評定以答辯的形式完成，學(xué)生制作PPT對項目工作和分工進(jìn)行介紹，對作品進(jìn)行演示，對項目進(jìn)行自我評價。企業(yè)講師在最后按照企業(yè)的參評標(biāo)準(zhǔn)給出一個企業(yè)評價。

通過實(shí)訓(xùn)學(xué)生對于Python的學(xué)習(xí)更加系統(tǒng)化，將Python的理論知識和實(shí)踐應(yīng)用結(jié)合，積累了實(shí)際項目的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)。實(shí)訓(xùn)的形式受到了學(xué)生的歡迎，他們在一個仿真的場景中去學(xué)習(xí)，熟悉了項目的開發(fā)流程，參與完成一個項目，激發(fā)了進(jìn)一步學(xué)習(xí)的熱情，有了初步的職業(yè)規(guī)劃和方向，對課程的滿意度大幅提高。具體實(shí)踐安排如表1所示。

4 結(jié)束語

信管專業(yè)Python課程實(shí)踐教學(xué)改革中融入了OBE的理論基礎(chǔ)，改進(jìn)了實(shí)踐形式、實(shí)踐內(nèi)容、實(shí)踐評價，采用課堂實(shí)驗(yàn)+課后練習(xí)+項目實(shí)訓(xùn)的三重模式，使用Python123的實(shí)踐環(huán)境，從時間和空間上對Python課程的傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行了擴(kuò)充，讓教師不僅可以關(guān)注學(xué)生平時的課堂表現(xiàn)，更做到在課下通過多聚道及時和學(xué)生溝通交流。學(xué)生也突破了課堂的限制，學(xué)會主動學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)內(nèi)容與市場開發(fā)接軌，提高了學(xué)生的綜合能力和專業(yè)素養(yǎng)，提高了就業(yè)競爭力。Python課程實(shí)踐教學(xué)改革是一個長期的工作，以期通過不斷優(yōu)化，為社會發(fā)展培養(yǎng)更多優(yōu)秀的大數(shù)據(jù)管理專業(yè)人才。

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收稿日期：2021-03-12

基金項目：貴州省2018年本科教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革項目（2018520137）; 黔南民族師范學(xué)院2019年教育質(zhì)量提升工程項目“基于OBE的Python程序設(shè)計課程改革”（2019xjg0503）

作者簡介：任廷艷（1983-），女，貴州甕安人，碩士，副教授，主要研究方向：計算機(jī)教育，軟件技術(shù)。