面向經(jīng)管專業(yè)的“計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)（Python）”課程線上教學(xué)方法與分析

劉鶴丹，杜小甫

（廈門大學(xué)嘉庚學(xué)院 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，福建 漳州 363105）

0 引 言

2020年年初，一種新型的冠狀病毒打亂了人們的生活秩序。2020年2月4日，教育部應(yīng)對(duì)新型冠狀病毒感染肺炎疫情工作領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室在教育部網(wǎng)站發(fā)布了《關(guān)于在疫情防控期間做好普通高等學(xué)校在線教學(xué)組織與管理工作的指導(dǎo)意見》（教高廳[2020]2號(hào)），各高校應(yīng)充分利用上線的慕課和省、校兩級(jí)優(yōu)質(zhì)在線課程教學(xué)資源，在慕課平臺(tái)和實(shí)驗(yàn)資源平臺(tái)服務(wù)支持帶動(dòng)下，依托各級(jí)各類在線課程平臺(tái)、校內(nèi)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間等，積極開展線上授課和線上學(xué)習(xí)等在線教學(xué)活動(dòng)，保證疫情防控期間教學(xué)進(jìn)度和教學(xué)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了“停課不停教、停課不停學(xué)”[1]。中國大學(xué)MOOC、騰訊課堂、雨課堂等各大教學(xué)平臺(tái)面向高校免費(fèi)提供此階段的教學(xué)資源及支持，各大高校組織任課教師制定疫情期間的線上教學(xué)方案，全國高校學(xué)生在線上開啟學(xué)習(xí)生活。

對(duì)于線上教學(xué)與學(xué)習(xí)，高校教師與學(xué)生并不陌生，目前已有3 000余門國家精品在線課程，各網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)也與高校之間建立了合作關(guān)系，許多高校近年來正在進(jìn)行線上線下混合型課程的建設(shè)。但是突然要將全國范圍內(nèi)高校的課程都轉(zhuǎn)為在線學(xué)習(xí)的方式，如何讓學(xué)生迅速適應(yīng)線上教學(xué)、如何有效地利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源、如何避免并應(yīng)對(duì)線上教學(xué)可能發(fā)生的臨時(shí)狀況等，都是任課教師所面臨的難題。SPOC可以充分發(fā)揮優(yōu)質(zhì)資源的優(yōu)勢(shì)，融合在線視頻資源、學(xué)習(xí)活動(dòng)以及線下自主學(xué)習(xí)，是一種混合式的學(xué)習(xí)方式[2]。因此，本文提出了面向經(jīng)管專業(yè)學(xué)生的《計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)（Python）》課程的SPOC教學(xué)方法，摸底疫情期間學(xué)生的學(xué)習(xí)環(huán)境與條件，現(xiàn)有的教學(xué)資源與平臺(tái)有機(jī)結(jié)合，建立“虛擬課堂”的氛圍，解決沒有計(jì)算機(jī)的學(xué)生的硬件局限性問題，既要確保教學(xué)過程順暢，又要保證教學(xué)質(zhì)量；設(shè)計(jì)貼近其專業(yè)特點(diǎn)的教學(xué)案例，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)興趣，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)[3]的學(xué)習(xí)方式，使疫情期間的學(xué)習(xí)不受影響的同時(shí)，繼續(xù)完善面向經(jīng)管專業(yè)的課程建設(shè)與改革。

1 面向?qū)I(yè)的線上教學(xué)模式及案例

1.1 融合多平臺(tái)資源的SPOC教學(xué)模式

此次疫情期間的線上教學(xué)不僅需要考慮如何有機(jī)結(jié)合多個(gè)平臺(tái)的資源，還要考慮疫情期間學(xué)生學(xué)習(xí)條件的有限性。不同的教學(xué)平臺(tái)都有自己的資源和使用特點(diǎn)，任課教師需要對(duì)比這些平臺(tái)提供的授課模式、互動(dòng)模式、觀看模式、屏幕共享、是否支持回放、有無學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的記錄及統(tǒng)計(jì)等功能，選擇符合自己教學(xué)需要的平臺(tái)。例如，全國各高校都可以共享中國大學(xué)MOOC的慕課資源，任課教師可以根據(jù)MOOC的特性[4]，在這個(gè)平臺(tái)上結(jié)合慕課建設(shè)自己的SPOC課程。但Python程序設(shè)計(jì)語言64學(xué)時(shí)的教學(xué)過程中，上機(jī)實(shí)驗(yàn)占有28學(xué)時(shí)，也是一個(gè)重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，由于此次疫情來臨突然，有些學(xué)生家里沒有計(jì)算機(jī)，只能用手機(jī)上課，因此還需結(jié)合支持手機(jī)在線編程的教學(xué)平臺(tái)。學(xué)生每天都要在線學(xué)習(xí)多門課程，盡可能讓學(xué)生切換較少的教學(xué)平臺(tái)，如何利用好平臺(tái)功能，將平臺(tái)之間有機(jī)結(jié)合起來以提高線上學(xué)習(xí)效率，也是教師選擇教學(xué)平臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)之一。

為了組織并實(shí)施好此次線上教學(xué)工作，本課程所在教學(xué)單位以調(diào)查問卷的形式對(duì)學(xué)生進(jìn)行了教學(xué)情況的調(diào)查以及意見征集，問卷統(tǒng)計(jì)了本校教師的教學(xué)平臺(tái)使用情況和學(xué)生對(duì)教學(xué)方式的效果反饋，根據(jù)調(diào)查結(jié)果，進(jìn)行了相應(yīng)的改進(jìn)，制訂了疫情期間的教學(xué)預(yù)案。考核要求及方式也針對(duì)線上教學(xué)特點(diǎn)做出相應(yīng)變化，加強(qiáng)過程考核，并強(qiáng)調(diào)形成性評(píng)價(jià)，具體方式見表1所列。

表1 線上教學(xué)考核方式

1.2 教學(xué)案例專業(yè)化

構(gòu)建教學(xué)案例是計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言的教學(xué)進(jìn)程中必不可少的環(huán)節(jié)，而Python語言并非其他編程語言的簡(jiǎn)單替代，其具有自己獨(dú)特的3個(gè)明顯優(yōu)勢(shì)：簡(jiǎn)潔、高效和生態(tài)。嵩天教授提出了基于Python語言教學(xué)案例的設(shè)計(jì)新思維，教學(xué)實(shí)踐表明，程序設(shè)計(jì)教學(xué)新思維案例可以顯著提高教學(xué)效果[5]。同時(shí)，院校背景、專業(yè)特色以及學(xué)生基礎(chǔ)的差異也是在地方高校的具體教學(xué)當(dāng)中必須要考慮的問題[6]。對(duì)于非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生來說，設(shè)計(jì)其專業(yè)相關(guān)的教學(xué)案例更容易激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言將成為其專業(yè)的輔助工具，聽懂概念很容易，但掌握并將其應(yīng)用于專業(yè)問題的解決則是一個(gè)較難逾越的階段，專業(yè)相關(guān)的教學(xué)案例可以幫助學(xué)生打破這個(gè)思維上的束縛，促使學(xué)生打開思路，舉一反三。

2 面向?qū)I(yè)的Python語言線上教學(xué)方法

2.1 融合多平臺(tái)資源的線上教學(xué)方式

疫情期間該課程的教學(xué)模式立足于本校本專業(yè)學(xué)生的實(shí)際情況，將原本64學(xué)時(shí)中36學(xué)時(shí)的理論課堂教學(xué)細(xì)化為20學(xué)時(shí)理論教學(xué)結(jié)合16學(xué)時(shí)邊講邊練的教學(xué)方式。以MOOC已有的資源為輔助，借助教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行適合學(xué)生的教學(xué)。在對(duì)例如釘釘、騰訊課堂、騰訊會(huì)議、雨課堂等各大在線教育直播平臺(tái)的功能進(jìn)行學(xué)習(xí)和研討后，基于課前-課中-課后“三段式”線上教學(xué)可以達(dá)到面對(duì)面（face-to-face）[7]效果的考慮，制訂了“中國大學(xué)MOOC預(yù)習(xí)（課前）-騰訊課堂直播講授（理論內(nèi)容）-騰訊課堂直播+Python123平臺(tái)（上機(jī)內(nèi)容）-Python123平臺(tái)在線作業(yè)、練習(xí)、答疑、評(píng)測(cè)總結(jié)（課后）”的教學(xué)模式，以達(dá)到師生互動(dòng)永不下線的效果[8]。

本課程教材為北京理工大學(xué)嵩天教授編著的《Python語言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第2版）》，該教材部分電子版經(jīng)作者同意已開放在高教書苑，解決了疫情期間學(xué)生沒有教材的問題。本課程以中國大學(xué)MOOC平臺(tái)上的國家精品課程“Python語言程序設(shè)計(jì)”（北京理工大學(xué)：嵩天）為源課程開展了同步SPOC課程，源課程進(jìn)度稍提前于本課程教學(xué)進(jìn)度，將該慕課作為本課程的預(yù)習(xí)資源，學(xué)生的慕課學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)作為其平時(shí)成績的一部分。

在對(duì)各教學(xué)平臺(tái)功能的研討后，參考本專業(yè)學(xué)生的調(diào)查問卷結(jié)果，理論教學(xué)部分任課教師采用騰訊課堂進(jìn)行直播授課，利用“簽到”功能對(duì)學(xué)生出勤進(jìn)行記錄，使用“導(dǎo)出成員列表”功能對(duì)每位學(xué)生進(jìn)出課堂時(shí)間進(jìn)行監(jiān)督。直播過程中可使用“畫板”功能書寫板書或?qū)φn件進(jìn)行標(biāo)記，利用“答題卡”實(shí)現(xiàn)隨堂選擇題小測(cè)驗(yàn)，利用“舉手”功能進(jìn)行提問或?qū)崿F(xiàn)“旋轉(zhuǎn)課堂”，學(xué)生可在討論區(qū)實(shí)時(shí)回答問題或提問。教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，直播過程中任課教師會(huì)隨時(shí)選擇多種方式與學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)，有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，學(xué)生更能集中精力提高課堂上的學(xué)習(xí)效率。對(duì)于本課程年齡段的學(xué)生，對(duì)直播教學(xué)適應(yīng)很快；對(duì)于任課教師，可通過互動(dòng)隨時(shí)掌握學(xué)生的聽課情況和知識(shí)點(diǎn)掌握情況。由于線上教學(xué)也嚴(yán)格按照課表時(shí)間進(jìn)行，為避免突發(fā)狀況影響教學(xué)，任課教師準(zhǔn)備了騰訊會(huì)議、雨課堂等作為備用教學(xué)平臺(tái)。

對(duì)于需要邊講邊練的內(nèi)容以及上機(jī)實(shí)驗(yàn)部分，任課教師采用騰訊課堂與Python 123平臺(tái)結(jié)合的方式進(jìn)行教學(xué)。本課程之前曾經(jīng)結(jié)合Python 123平臺(tái)進(jìn)行線上線下結(jié)合的方式教學(xué)，任課教師在疫情期間對(duì)該平臺(tái)的一些新的教學(xué)輔助功能進(jìn)行了嘗試。需要直播講解的內(nèi)容利用騰訊課堂完成后，在Python 123平臺(tái)布置上機(jī)練習(xí)，學(xué)生使用家中的計(jì)算機(jī)或者手機(jī)登錄平臺(tái)來完成。Python 123平臺(tái)提供Python線上編程的功能，解決了家中沒有計(jì)算機(jī)的同學(xué)上機(jī)實(shí)驗(yàn)問題。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生可隨時(shí)通過QQ、騰訊課堂的討論區(qū)或者Python 123的問答區(qū)進(jìn)行提問。這兩個(gè)平臺(tái)的組合為線上教學(xué)的實(shí)驗(yàn)部分提供了全方位的支持，實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果很好。

本課程的練習(xí)、作業(yè)與階段性測(cè)試都在Python 123平臺(tái)發(fā)布并完成。課前，教師在平臺(tái)創(chuàng)建好練習(xí)、作業(yè)或測(cè)試等類型的課程單元，完成單元內(nèi)容、時(shí)間等設(shè)置；而后利用微信通知公告功能將練習(xí)、作業(yè)與測(cè)試的相關(guān)注意事項(xiàng)推送給學(xué)生。此次教學(xué)過程的階段性測(cè)試均為開卷測(cè)試，開啟了考試單元基于題庫的隨機(jī)組卷功能，題目主要測(cè)試知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用，同時(shí)針對(duì)考試時(shí)間設(shè)置了相應(yīng)的題量。階段性測(cè)試旨在學(xué)生找到尚未理解的知識(shí)點(diǎn)，教師通過成績可視化結(jié)果可總結(jié)出學(xué)生對(duì)各知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，同時(shí)針對(duì)成績低下的學(xué)生加以督促。

2.2 面向?qū)I(yè)的Python語言教學(xué)案例設(shè)計(jì)

對(duì)于經(jīng)管專業(yè)的學(xué)生，數(shù)據(jù)處理是他們未來利用程序設(shè)計(jì)語言解決的主要問題。本課程以基本數(shù)據(jù)類型、組合數(shù)據(jù)類型、文件、爬蟲以及數(shù)據(jù)分析作為重點(diǎn)講解并實(shí)踐的內(nèi)容，并設(shè)計(jì)了由淺入深、循序漸進(jìn)的教學(xué)案例輔助教學(xué)。

此次教學(xué)設(shè)計(jì)了兩個(gè)與疫情相關(guān)的案例：各地區(qū)確診及疑似病例人數(shù)統(tǒng)計(jì)、外匯匯率統(tǒng)計(jì)分析。在案例中，對(duì)于數(shù)據(jù)類型的概念、操作得到了深刻的理解。根據(jù)教學(xué)進(jìn)度的推進(jìn)，分別以鍵盤輸入、數(shù)據(jù)文件、網(wǎng)頁的形式設(shè)置為案例中的數(shù)據(jù)來源，并在最后的程序設(shè)計(jì)作業(yè)中，加入案例的數(shù)據(jù)可視化分析內(nèi)容。這兩個(gè)案例既與當(dāng)前熱點(diǎn)問題相關(guān)，又結(jié)合了其專業(yè)特點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中鞏固了知識(shí)點(diǎn)的掌握與理解。

3 教學(xué)效果展示與分析

3.1 教學(xué)效果展示

本課程針對(duì)turtle庫的使用布置了開放型作業(yè)，學(xué)生把自己的作品發(fā)布在turtle作品展示區(qū)，如圖1所示，互相觀摩學(xué)習(xí)，展示區(qū)的點(diǎn)贊功能激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)。

圖1 Python 123平臺(tái)學(xué)生作業(yè)展示

以金融、國貿(mào)專業(yè)學(xué)生（57人）在線上課程第9周時(shí)的階段性測(cè)試成績?yōu)槔鐖D2所示，成績達(dá)到80分以上人數(shù)較多，及格率為87.72%，最低分40，最高分100，平均分81.3，達(dá)到本次測(cè)試預(yù)計(jì)成績。

圖2 階段性測(cè)試成績分布

3.2 教學(xué)效果分析

本課程的教學(xué)實(shí)踐表明，將思維可視化與專業(yè)案例相結(jié)合，融合多平臺(tái)資源的線上教學(xué)方法從以下兩個(gè)方面對(duì)此次線上教學(xué)效果起到了促進(jìn)作用：

（1）多個(gè)線上教學(xué)平臺(tái)有機(jī)結(jié)合，發(fā)揮各平臺(tái)功能的優(yōu)勢(shì)，助力教與學(xué)。任課教師借助教學(xué)平臺(tái)可以整合現(xiàn)有的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源、搭建與真實(shí)課堂相似的線上課堂、設(shè)計(jì)適合不同教學(xué)內(nèi)容的課程單元，并可以通過平臺(tái)的一些操作功能迅速得到教學(xué)效果的反饋，可實(shí)時(shí)對(duì)教學(xué)進(jìn)行有針對(duì)性的調(diào)整。學(xué)生可以借助多種教學(xué)平臺(tái)以多種渠道獲得知識(shí)，從預(yù)習(xí)到復(fù)習(xí)，慕課視頻可以回放，課堂直播可以與老師互動(dòng)，練習(xí)、作業(yè)、考試可以立即得到批改，各階段得到靈活多樣的支持。

（2）面向?qū)I(yè)的案例設(shè)計(jì)，不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)其主觀能動(dòng)性，更自然地讓學(xué)生理解了理論知識(shí)如何運(yùn)用于實(shí)際問題，學(xué)生也意識(shí)到這門課程對(duì)于自身專業(yè)的重要性，顯著提高了教學(xué)效果。

4 結(jié) 語

疫情期間，線上教學(xué)保證了教育系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。線上教學(xué)更是一場(chǎng)長期的教學(xué)革命[9]，在此次教學(xué)過程中，任課教師對(duì)教學(xué)方式有了更進(jìn)一步的探索，采用多種方式激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)嘗試創(chuàng)新，制訂了多元化的教學(xué)方法，確保了疫情期間的教學(xué)效果，并可以在日后的線上線下混合式教學(xué)中結(jié)合實(shí)際情況加以借鑒。