大數(shù)據(jù)專業(yè)Python程序設計課程建設探究

王雄偉　侯海珍

摘要：隨著信息化的發(fā)展，眾多高校設立大數(shù)據(jù)專業(yè)，開設Python程序設計課程，以培養(yǎng)具備大數(shù)據(jù)意識的現(xiàn)代化人才，滿足社會對大數(shù)據(jù)人才數(shù)量和質(zhì)量的實際需求。文章結(jié)合高校大數(shù)據(jù)專業(yè)學生的學習情況，基于計算機人才培養(yǎng)的視角，分析Python程序設計課程建設情況、教學目標，并抓住課程高質(zhì)量建設的關鍵點，探索大數(shù)據(jù)專業(yè)Python程序設計課程建設的具體措施，以課程創(chuàng)新建設驅(qū)動學生成長，提高學生的就業(yè)競爭力和崗位勝任力。

關鍵詞：大數(shù)據(jù)專業(yè)；Python程序設計；課程建設

Python是一種被廣泛應用的編程語言，具有數(shù)據(jù)結(jié)構高級、高效的特點。Python程序設計課程是大數(shù)據(jù)專業(yè)的核心課程，也是學生了解、學習和掌握計算機語言的主要課程。對高校大數(shù)據(jù)專業(yè)學生來說，Python語言的學習是了解大數(shù)據(jù)專業(yè)的基礎課程，也是后續(xù)核心課程學習的前提和基礎。大數(shù)據(jù)專業(yè)尤為重視Python程序設計課程，作為Python程序設計課程教師，筆者結(jié)合在教學環(huán)節(jié)觀察到的教學問題，從課程建設情況出發(fā)，在明確Python程序設計課程教學目標的基礎上，探究建設高質(zhì)量課程體系、提高課程教學質(zhì)量的措施。

一、大數(shù)據(jù)專業(yè)Python程序設計課程建設情況分析

筆者結(jié)合曹妃甸職業(yè)技術學院大數(shù)據(jù)專業(yè)Python程序設計課程開設的實際情況得知，該課程的開設時間為大二下學期，這一階段的學生經(jīng)過前三個學期的公共課、專業(yè)理論學習，已經(jīng)對大數(shù)據(jù)專業(yè)形成初步認知，具備一定的計算機操作能力，且在適應大學生活、了解行業(yè)發(fā)展前景的基礎上，追求學習新知識、新技術、新技能，探索專業(yè)學習的未知領域，在補充知識點、完善知識體系的同時，能有效強化專業(yè)技能。

曹妃甸職業(yè)技術學院將Python程序設計課程設置于大二下學期，能讓學生在具備一定知識儲備的基礎上，進一步強化專業(yè)素養(yǎng)和數(shù)據(jù)分析能力。Python程序設計課程是大數(shù)據(jù)分析專業(yè)培養(yǎng)大數(shù)據(jù)分析人才的關鍵課程。Python語言是一種在計算機程序中應用廣泛的高級、通用編程語言，包括簡單的數(shù)據(jù)結(jié)構，能讓學生和從業(yè)者進行簡單的數(shù)據(jù)編程。Python語言在科學計算研究機構中應用廣泛，尤其在Web、Internet程序開發(fā)，人工智能領域得到廣泛應用。在這一背景下，高校Python程序設計課程體系的建設越來越完善。

曹妃甸職業(yè)技術學院的Python程序設計課程設置了十一章的教學內(nèi)容，包括Python概述、Python語法基礎、程序控制結(jié)構、組合數(shù)據(jù)類型、函數(shù)、文件及目錄操作、面向?qū)ο缶幊?、錯誤和異常處理、數(shù)據(jù)分析與可視化、數(shù)據(jù)庫應用與開發(fā)、項目實訓。課程從概念到實操，從校內(nèi)實訓到校外實習，引導學生一步步加深對知識的理解，進一步強化學生的Python語言應用、編程能力。

二、大數(shù)據(jù)專業(yè)Python程序設計課程的教學目標

明確Python程序設計課程的教學目標，能給予教師教學指導和教學方向。課程教學的最終目的是為學生走進社會、走上各自工作崗位做好充分的知識和能力準備工作，其課程目標主要包括知識、能力、素質(zhì)目標三個方面。

（一）知識層面的教學目標

Python程序設計課程以Python語言為主要內(nèi)容，學生要想具備程序設計能力，就要掌握Python語言。教師要通過課程教學讓學生理解和掌握Python語言的基本語法、條件表達式、選擇結(jié)構、循環(huán)結(jié)構、數(shù)據(jù)結(jié)構、面向?qū)ο缶幊痰南嚓P知識、函數(shù)基本概念、數(shù)據(jù)庫知識，為學生后續(xù)靈活運用Python語言進行編程設計奠定知識基礎。

（二）能力層面的教學目標

Python程序設計課程以培養(yǎng)現(xiàn)代化、高水平的大數(shù)據(jù)分析人才和計算機分析人才為最終教學目標。計算機程序的邏輯性強，這就要求學習者和從業(yè)者要具備較強的邏輯思維能力、分析推理能力和思維條理性，能在復雜的程序中明確程序設計存在的漏洞和問題，自主地完善計算機程序，解決系統(tǒng)漏洞問題。因此，教師應該將培養(yǎng)學生識別發(fā)現(xiàn)、分析處理和解決系統(tǒng)漏洞問題的能力作為課程能力層面的教學目標。

（三）素質(zhì)層面的教學目標

一方面，教師要在課程教學環(huán)節(jié)培養(yǎng)學生對Python編程的學習興趣和計算機語言意識，強化學生的專業(yè)認知和素養(yǎng)；另一方面，學生除了具備專業(yè)素養(yǎng)之外，還要具備愛國、愛黨的優(yōu)秀品質(zhì)，創(chuàng)新精神、大國工匠精神，且思想端正、身心健康，這些都是教師在素養(yǎng)層面的教學目標。

三、大數(shù)據(jù)專業(yè)Python程序設計課程建設關鍵點

一方面，隨著大數(shù)據(jù)技術在各個領域的廣泛應用，高校大數(shù)據(jù)專業(yè)招收的學生日益增多，大數(shù)據(jù)專業(yè)核心課程體系建設愈發(fā)完善。Python程序設計課程在高校專業(yè)課程體系中的地位顯著提高，部分高校已經(jīng)將其從選修課調(diào)整為必修課，要求大數(shù)據(jù)專業(yè)的學生均要學習。但是，結(jié)合實際教學調(diào)研信息可知，Python程序設計課程教學環(huán)節(jié)仍存在問題，主要表現(xiàn)為教學內(nèi)容較多與有限教學時間的沖突，教師無法在有限的時間內(nèi)完成對課程知識的全面講解，或者部分教師無法帶領學生深度挖掘知識點；“灌輸式”教學模式無法促進學生主動學習，甚至會降低學生學習專業(yè)課程的積極性。因此，教師需要結(jié)合社會對人才的實際需求，以學生為中心，調(diào)整教學內(nèi)容，創(chuàng)新教學方法，帶領學生向?qū)I(yè)知識的更深處探索，強化學生的基礎知識掌握能力、計算機操作能力和專業(yè)技能，將其作為課程教學的關鍵點。

另一方面，曹妃甸職業(yè)技術學院的學生差異較為明顯，若教師為不同能力水平的學生設置同一學習目標，那么不同能力水平的學生均會受到影響。例如，學習能力較強的學生在完成目標的基礎上，還能進行更高水平的學習，但是教師沒有提供相應的教學；學習能力較差的學生無法完成學習目標，自信心受挫。因此，教師要堅持分層教學原則，依據(jù)學生的能力水平對課程內(nèi)容、教學目標進行分層設計，針對性強化不同能力水平學生的學習能力和專業(yè)能力。

四、大數(shù)據(jù)專業(yè)Python程序設計課程建設措施

Python程序設計課程是培養(yǎng)學生計算機編程能力的關鍵課程，在大數(shù)據(jù)專業(yè)課程體系中居于核心地位。加強大數(shù)據(jù)專業(yè)Python程序設計課程建設，提高課程建設水平，是高校培養(yǎng)大數(shù)據(jù)分析人才的重要舉措。高校Python程序設計課程教師要深入挖掘網(wǎng)絡教學資源，從教學安排、教學模式和方法等角度，提高課程教學質(zhì)量，豐富學生的專業(yè)知識，提高學生的大數(shù)據(jù)素養(yǎng)。

（一）充分利用教學資源

大數(shù)據(jù)專業(yè)在高校中設立的時間較短，只有部分高校開設了Python程序設計課程，且大數(shù)據(jù)專業(yè)的課程建設不完善。鑒于這一情況，開設大數(shù)據(jù)專業(yè)的高校要積極利用線上、線下教學資源，豐富本校教學資源，為師生提供多樣化的教學資源。Python程序設計課程體系不完善、教學資源貧瘠的高校，可以充分利用慕課平臺上的教學資源，并結(jié)合本校學生的專業(yè)理解能力、學習能力和綜合素養(yǎng)，改進慕課平臺的課程資源，逐步建設具有本校特色的Python程序設計課程教學資源庫，以適應本校學生的學習進程。教師主動學習慕課平臺的教學資源，并將其用于課前預習、課堂導入、知識講解、課后拓展等環(huán)節(jié)，為學生提供預習、學習和復習的平臺。

（二）科學進行教學安排

在Python程序設計課程教學中，教師要避免純理論教學，改善學生實踐應用能力不強的問題。教師可以根據(jù)每個章節(jié)的教學內(nèi)容，將純理論知識與實踐操作結(jié)合起來，將理論知識滲透于實踐操作環(huán)節(jié)。

例如，在Python語法基礎章節(jié)教學環(huán)節(jié)，教師要明確教學要求，即學生要掌握Python程序設計中表達式、變量、語句、輸入、輸出、注釋、運算符的處理方法。教師可以將微課導入課堂，貫穿課堂教學全程，利用各大高校的優(yōu)質(zhì)微課資源，逐步提高課堂教學層次。

以體脂率的計算為例，學生要想利用計算機計算人的體脂率，就需要一個可以進行該操作的計算機程序。在布置任務后，教師可以引導學生將學習的Python語言用于程序設計，設計一個可以計算體脂率的計算機程序。在這一過程中，學生需要將eval函數(shù)用來表示字符串，并將字符串轉(zhuǎn)變?yōu)镻ython語言，以此設計可以計算體脂率的計算機程序。結(jié)合體脂率的計算內(nèi)容可知，影響體脂率的因素主要為身高、體重，同時性別也會影響系統(tǒng)的判斷。因此，學生設計計算程序時，要從性別、體重、身高等方面入手，在計算機界面敲出相應代碼，靈活運用所學的Python語言、函數(shù)等知識，獨立完成程序編程和應用任務。

（三）構建翻轉(zhuǎn)課堂教學模式

翻轉(zhuǎn)課堂教學模式作為一種可以激發(fā)學生自主學習意識、促進學生自主學習的現(xiàn)代化教學模式，還能輔助學生合理配置課堂、課下時間，提高時間利用率。在運用翻轉(zhuǎn)課堂教學模式時，教師能引導學生通過自主預習完成簡單的學習任務，將課堂時間用于實踐訓練，強化靈活運用知識的能力和計算機程序設計能力。

例如，教師將Python基礎語言等知識編制成微課視頻，內(nèi)容包括數(shù)據(jù)類型、運算符、表達式、程序流程控制等知識，對已經(jīng)具備一定知識儲備的學生而言，微課內(nèi)容較為簡單。教師將微課視頻提供給學生并布置預習任務，學生利用課余時間，學習簡單的Python程序設計知識，并在課堂中結(jié)合實際案例應用知識。此外，教師可以構建“線上+線下”混合教學模式，將部分理論知識轉(zhuǎn)移到線上課堂，線下課堂以實踐操作教學和案例應用為主。同時，學生可以通過手機軟件，與教師交流案例和課程內(nèi)容，實現(xiàn)跨時空教學溝通。

綜上所述，筆者分析了高校大數(shù)據(jù)專業(yè)Python程序設計課程的建設情況、教學目標、課程建設關鍵點、建設措施，從教學資源、教學安排、教學模式、課程思政、考核方式、素養(yǎng)培育等方面，論述了Python程序設計課程建設的具體措施，以期構建結(jié)構完善的課程體系，促進學生的學習和成長。

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基金項目：曹妃甸職業(yè)技術學院教學改革研究項目“基于人工智能、大數(shù)據(jù)專業(yè)的高職院校《Python程序設計》校本課程開發(fā)與實踐研究”，項目編號：2022CCTJGI01，校級重點項目。