基于Python的大數(shù)據(jù)公共課教學改革探索

摘? 要： 分析了大數(shù)據(jù)公共課教學存在的理論抽象空泛，缺乏實踐操作以及教學方式上的問題，從大數(shù)據(jù)課程教學內容、教學案例以及教學方式等方面提出了改革內容以及相應的改革措施。改革探索實踐證明，利用Python進行大數(shù)據(jù)教學，使得學生通過案例掌握大數(shù)據(jù)課程的基礎知識，了解Python在大數(shù)據(jù)上的應用，整體提升了課程的教學效果。

關鍵詞： Python; 大數(shù)據(jù); 課程教學; 教學改革

中圖分類號：G642;TP3-4? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ?文章編號：1006-8228（2022）02-100-03

Exploration on teaching reform of the big data public course based on Python

Huang Jinjing

（Zhanjiang University of Science and Technology， Zhanjiang， Guangdong 524094， China）

Abstract： The problems existing in teaching of the big data public course， such as abstract theory， lack of practical operation and the problems on teaching method are analyzed. This paper puts forward the reform content and corresponding reform measures on the teaching content， teaching cases and teaching methods for the big data course. The practice of reform and exploration has proved that using Python for big data teaching enables students to master the basic knowledge of big data course through cases， understand the application of Python in big data， which improves the teaching effect of the course.

Key words： Python; big data; course teaching; teaching reform

0 引言

大數(shù)據(jù)信息時代的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)不斷的遞增，在當前發(fā)展過程中已經(jīng)將大數(shù)據(jù)技術融入成為激發(fā)生產力內核，尤其結合人工智能和云計算等新型技術，正在逐漸滲透到日常生活中的各行各業(yè)，使得數(shù)據(jù)信息成為一種新的能源，時時刻刻影響著我們的生活[1]。如何合理地采集處理數(shù)據(jù)，用信息管理手段對數(shù)據(jù)進行分析，快速有效地挖掘數(shù)據(jù)中數(shù)據(jù)之間的內在聯(lián)系和價值，成為現(xiàn)代大數(shù)據(jù)技術研究的內容[2]。為此，探索如何開展大數(shù)據(jù)公共課課程的教學改革，構建和優(yōu)化教學內容及教學案例，改革教學方式，將Python融入到大數(shù)據(jù)課程教學。

1 教學上存在問題

1.1 教學內容理論化，比較抽象化

大數(shù)據(jù)面對全校專業(yè)開設的一門公共課，教學內容上偏向于理論教學，概念及知識點方面都只解釋其基本含義及基本內容，學生理解起來，比較抽象化[3]。課堂上學生當時聽懂了，但只限上理論上了解，并不清楚其相關知識點的實踐應用。沒有相關教學案例，學生很難理解及掌握，教學效果不佳。

1.2 缺乏實踐操作，理論教學與實踐操作結合不夠好

大數(shù)據(jù)公共課教學內容涉及較廣泛，在實踐安排方面沒有進行統(tǒng)一內容，單純的理論教學，會使教學內容概念化，只是感性的認識，都是表面上的理解，沒有植根入學生的腦海中，使得內容概念化。缺乏實踐操作，不利于鞏固理論知識和應用能力，所講授內容難以消化，純課堂的講授會導致學生的興趣逐步減低，產生厭學生情緒，教學效果較差。

1.3 缺乏有效的教學方式

由于公共課，基本上都是大班制授課，講授方式上通常采用“滿堂灌”，學生在課堂上以聽為主，很少互動[4]。特別是理論教學，大屏幕的幻燈版來講授課程內容，課時較緊張，很少與學生互動。另外，課堂很少布置相關的任務給學生，不能激發(fā)學生的興趣，學生的注意力不夠集中，導致教學效果差。

2 教學改革的內容

2.1 調整課程教學內容，理論與實踐相結合

近來年，大數(shù)據(jù)及人工智能是非常熱門，國內外各大高校都會開Python語言，無論是計算機專業(yè)將其作為熱點語言進行學習，還是對于非計算機專業(yè)而言也極其受到追捧。Python擁有豐富的Ai庫、機器學習庫、numpy、matlplotlib、Pandas、scipyt等上萬個第三方庫，使其成為適用于人工智能及數(shù)據(jù)分析、組件集成、圖像處理、科學計算等眾多領域應用，具有廣泛應用場景，為此，Python語言已逐漸成為各大知名公司的開發(fā)崗位上明確要求的基本技能。

大數(shù)據(jù)公共課的教學內容如果單單只是純理論的講授，沒有結合當前使用較為廣泛的Python語言，就會缺少部分內容，學生理解起來比較難。另外，課程教學內容是作為傳播給學生知識的綱領性提要，是教與學的結合，作為培養(yǎng)學生能力，除了理論講授應該有實踐性內容，才會使學生從表面性的理解傳導到深層次理解掌握，以大數(shù)據(jù)內容作為基礎，Python作為應用于該課程的技術手段，講述Python安裝及環(huán)境配置、基礎知識、第三方庫的導入以及在數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)分析及可視化方面的講解，為學習者打下大數(shù)據(jù)基礎及Python在大數(shù)據(jù)方面的應用基礎。

考慮到大數(shù)據(jù)作為一門公共課，教學中融入Python內容，目的是使學生在學習過程對大數(shù)據(jù)的基本概念、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)可視化等方面有更清晰的理解?；诖耍髷?shù)據(jù)課程教學內容作了調整，如圖1所示。

2.2 以Python作為大數(shù)據(jù)工具，融入具體的Python大數(shù)據(jù)教學案例

大數(shù)據(jù)作為公共課開設，主要目標讓學生掌握大數(shù)據(jù)基本概念以及大數(shù)據(jù)相關應用場合，在講授大數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)據(jù)可視化等內容時融入Python，使得教學案例具體化和實現(xiàn)化，讓學生在學習過程中從感性認識到理性認識，切實理解掌握相關的內容。教學內容上與時俱進，加入Python大數(shù)據(jù)案例內容，讓學生在理論和實踐兩方面相結合，引入與現(xiàn)社會大數(shù)據(jù)場景相關知識，為他們打下堅實的基礎。例如，在講授數(shù)據(jù)采集時，結合Python的爬蟲技術具體案例，讓學生理解數(shù)據(jù)采集相關內容;在講授數(shù)據(jù)分析時，結合Python的numpy和Pandas等庫的具體實例，讓學生理解數(shù)據(jù)分析的內容;講授數(shù)據(jù)可視化時，結合Python的Matlplotlib等庫的具體案例。

2.3 改革教學方式，采用新教學手段

大數(shù)據(jù)公共課作為理論與實踐相結合課程，采用滿堂灌理論教學，課堂氣氛沉寂，學生的學習興趣熱情不高。在教學方式上，采用“任務驅動”教學模式，設置與課堂內容相關的教學任務，讓學生帶著問題去思考與探索，激發(fā)學生學習，培養(yǎng)學生的解決問題的能力。課程內容結合相關實例，知識點通過相關實例更容易理解和掌握，做到深入淺出。

3 教學改革具體措施

3.1 調整課程大綱，設置合理的理論與實踐內容

針對以前課程全理論講授內容，相關大數(shù)據(jù)概述課程和大數(shù)據(jù)應用課程進行相關研究，摘取相關知識點，融入Python課程內容，對該課程大綱進行調整，增加相關實踐課程，以便讓學生在學習過程更能深入掌握，將大數(shù)據(jù)公共課程教學內容與Python進行融合。

3.2 設置教學案例，結合最新的Python內容知識，以任務驅動開展教學

針對Python課程在大數(shù)據(jù)方面的應用，設置了相關的教學案例，提取Python，在安裝配置環(huán)境、基礎知識、循環(huán)結構、導入第三庫、數(shù)據(jù)爬取、數(shù)據(jù)分析及可視化等方面相關教學知識點，在數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)分析及可視化方面設置相關教學案例，使學生掌握在大數(shù)據(jù)獲取及處理方面掌握整個步驟，以便讓學生掌握大數(shù)據(jù)分析方面知識，為以后進一步學習打下扎實的基礎。

3.3 組建專業(yè)的教學團隊

教學團隊是課程教學改革起到重要的關鍵作用，如課程教學大綱、教學案例、教學方法、考核內容等都需要教學團隊研討，所以教學團隊要保持戰(zhàn)斗力，力求所講授內容能與時俱進，積極開展團隊建議，建立傳、幫、帶機制，不斷學習進修，加快自我知識更新，將新技術、新的應用到課程教學中。

3.4 完善課程資源，讓學生自主學習

課程資源建設會進一步提高課程質量，讓學生隨時隨地進選擇性學習，不僅滿足教師的教學需求，也有利于學生有針對性地開展學習，打破了傳統(tǒng)教學限制，給學生帶來了便捷。就目前來教學資源來看，MOOC平臺上很多相關的資源，比例：福建師范大學開設大數(shù)據(jù)導論在線課程和南京財經(jīng)大學李樹青等教學團隊開設的Python大數(shù)據(jù)分析在線課程。后續(xù)，如果條件允許，我們也計劃開設相關的在線教學資源課程。

4 結束語

實踐證明，通過將Python課程融入大數(shù)據(jù)課程教學，不僅能夠豐富教學內容，同時也能提高教學質量。通過將Python與大數(shù)據(jù)技術結合相應的案例融入課程教學課程中，改革教學方式，不僅能夠培養(yǎng)學生的邏輯思維能力，同時也能夠激發(fā)學生的學習興趣。與傳統(tǒng)的單一教學模式相比，利用Python與大數(shù)據(jù)協(xié)同的課程教學能夠更好地發(fā)揮學生的主體能動性，從而進一步提升教學效果。

參考文獻（References）：

[1] 潘巍.大數(shù)據(jù)背景下數(shù)據(jù)庫技術類課程體系及教學模式改革[J].黑龍江科學，2019，10（1）：92-93

[2] 丁曉劍，楊帆.大數(shù)據(jù)技術協(xié)同優(yōu)化Python課程教學模式研究[J].電腦知識與技術，2021（4）

[3] 黃錦敬等.大學計算機公共課教學改革與實踐[J].長春教育學院學報，2018（1）

[4] 方世林等.高校計算機公共課教學改革研究與實踐[J].實驗室科學，2014（2）