基于大数据背景Python编程语言创新实践研究

张娅莉 周予

摘要：大数据背景下，传统单一的课程模式已无法适应人工智能时代的发展。通过深入对比研究线上MOOC学习和线下课堂课程的优缺点，针对课程环节设计一套线上线下创新课程模式，并将该课程模式应用于Python程序设计的实践课程中。

关键词：大数据;Python;创新课程

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2020）06-0197-03

0 引言

随着大数据发展及AI时代的到来，获取知识不仅是书本或者传统计算机，智能手机等可移动设备也在产生大量有效信息，同时影响着人们的日常生活和学习。在大数据背景下，传统单一的课程模式已无法跟上新时代的发展，教育工作者面临的重要任务是如何借助大数据时代下的新工具、新技术来实现创新实践课程，通过创新实践的研究转变课程理念，变革学生的学习方式，提高学习效率，为学生的可持续发展奠基[1]。本文以Python课程为例探究大数据环境线上线下混合式课程发展模式。

1 Python语言

Python于1989年由荷兰人吉多·范罗苏姆（Guido van Rossum）发明，1991年正式公布。Python并不是一门新的语言，其实它的历史比Java还要久，从1989年至今Python经历了从1.0到3.0的时代。随着大数据和人工智能时代的到来，以及国家对中小学编程的推广，Python的热度也越来越高，在编程语言的地位也发生了巨大的改变，进入2018年后，Python语言发展的速度就像是坐了火箭一样，直线上升。根据2020年TIOBE公布的最新编程语言排行榜显示，Python已经成为仅次于Java和C语言的全球第三大编程语言[2]。

Python是一种解释型、面向对象的语言，随着大数据和人工智能的发展，美国的顶级高校已经将Python作为计算机专业入门课的首选语言;而国内越来越多的高校也开始将Python作为计算机程序设计的首选入门语言。2015年教育部高等学校计算机指导委员会发布了《大学计算机程序设计基础课程课程基本要求》，首次提出将Python语言作为计算机程序设计入门的首选语言[3]。而Python作为人工智能时代最为火热的编程语言主要原因是Python入门简单，易于掌握，便于激发学生学习兴趣，为后续编程语言学习打下良好的基础。Python语言主要具有以下特点：

（1）Python语法简单，语言简洁;为程序员节省大量的时间可以关注任务的本身。

（2）Python可读性强，超强的可读性使开发者在更短时间内学习和记忆，加速开发进度，提升效率。

（3）可移植和跨平台，Python和Java一样都是跨平台语言，由于Python是解释型语言，会被编译成二进制代码，然后再在操作系统下解释执行，这种跨平台的实现方式大大提升了代码的执行速度。

（4）面向对象，Python中一切皆为对象，对象的本质是一个内存块，拥有特定的值。

免费和开源、可扩展性、丰富的库等等都是Python的特点。

2 Python线上线下新型混合模式课程

2.1 国内Python线上线下课程现状

截止2017年全国近百所高校相继开设针对非计算机专业的Python课程，同时在各大课程网络平台比如中国大学MOOC上也出现了Python语言相关的MOOC课程。虽然当前MOOC在国内得到了飞速的发展和普及，但是学习效果并不理想，普遍出现了注册用户多，而真正坚持学习完成一门课程的人较少。其原因主要有以下几点：（1）缺乏监督和引导，无法做到面对面交流学习。网络学习完全靠个人自律，没有较强的自律，就无法在网课规定的时间内完成学习任务，久而久之就完全失去了学习的动力。（2）学习方法不当，网课学习的过程缺少教师的引导，在遇到关键问题时方法不当会造成事倍功半的效果，严重打击学生积极性。而作为高校课程不仅仅是传授知识，更重要的是培养学生良好的学习态度和习惯，树立学生正确的人生观和价值观。

2.2 新型线上线下混合课程

针对目前国内高校计算机课程课程普遍存在的限制学生思维能力发展的问题，本文以培养学生计算思维为导向，以教改委发布的《大学计算机基础课程课程基本要求》为指导思想，以本校学生为实践对象，开发设计一套“线上MOOC学习+线下课堂课程”的Python创新实践课程模式。

2.2.1 线下Python课程设计

在以计算思维为导向的基础上，将程序设计解决问题的思路应用到线下Python课程设计中。线下Python实践课程转变以前以教师为中心的传统课程模式，突出教师为指导下以学生为中心的课程模式，重视学生的自主学习，重在发掘学生学习兴趣，充分发挥学生在线下课堂上的主导作用[4]。线下课程中教师通过情景导入、任务驱动和新知探究对问题进行分析与抽象，通过案例的导入引发学生疑问，并引导学生发现问题，分析问题;通过交流讨论教师引导学生探究，运用新知识设计算法，编写Python程序并运行调试;最后由教师进行课题总结。

2.2.2 基于MOOC的Python线上课程设计

随着MOOC时代的来临，充分利用网络教育资源的广泛性和线下课堂课程的面对面交流互动优势，并结合我校学生整体情况，构建适合Python程序設计语言课程的线上线下混合课程模式。新的课程模式下，既能在课前通过MOOC学习提升学生知识面和积极性，同时又能利用线下课堂面对面交流充分发挥学生在课上的主体能动性，以及教师的引导作用;从而使学生在整个学习过程中化被动为主动，在学习新知识同时培养计算思维能力。

由于我校学生构成不同，其计算机基础背景也各不相同，在使用中国大学MOOC平台进行Python课程设计时务必以贴近学生学习生活的有趣程序案例作为每章节课程的出发点，将所学的Python编程知识融入到生动有趣的案例中，借助兴趣激发学习Python的潜力，从而让学生体会到Python编程的魅力，进而在扎实掌握的基础上不断创新。Python课程MOOC平台设计主要包括：课程目标、课程内容设计、随堂作业设计、阶段性测验设计、学习轨迹分析[5]。

2.2.3 Python线上线下结合课程设计

基于中国大学MOOC的Python线上线下课程设计主要包含两个核心和四个模块：以中国大学MOOC平台和线下课堂课程为核心，基于学生和教师两个不同对象展开四个模块。

MOOC平台提供Python课程的在线学习，重在知识的获取;线下课堂的课程重在知识的迁移，引导学生利用学到的Python知识学以致用;而两个模块的侧重点和考核方式各不相同。

线上MOOC平台学习的过程主要是对Python课程知识获取的过程，侧重点是教师在选择Python学习资源时难易程度层次分明，课前任务布置务必贴合学生对Python知识掌握的实际情况[6]。学生在中国大学MOOC平台观看教师发布的学习视频，参与论坛讨论，完成随堂作业，教师根据学生線上学习轨迹判断学生自学的效果及困惑之处，例如知识点的观看时长、观看次数;如果某个知识点被大部分学生反复观看则说明该知识点是学生的疑难点，这也为教师线下课堂如何课程做了很好的铺垫。

线下课堂课程过程是对知识迁移，学以致用的过程。重点在于通过面对面的交流解决学生线上课程的疑惑，通过现场交流和讨论解决知识盲点。学生通过第一步线上知识获取后，必定会产生如何应用于实践的疑问。而线下课堂课程就是对知识迁移，通过项目实践来完成Python课程知识的学以致用。根据线上MOOC自学情况反馈，教师结合MOOC平台讨论区的情况引导学生思考，通过面对面的讨论了解学生疑惑点，并针对重难点知识进行有的放矢的讲解。有了系统的知识讲解后，教师提出项目任务，引导学生利用MOOC平台学习的Python知识和教师线下课堂强调的重难点，实现对知识的精准迁移。线下课堂课程的优势就在于实现学生和教师之间的面对面交流，因此在学生完成项目设计的过程中，教师的辅助指导也起着举足轻重的作用。项目设计过程中，时刻观察学生动态，及时了解学生在设计过程中遇到的问题，并给予引导性的解答。同时，在项目设计过程中，更要注重培养学生团队合作、互帮互助的精神，在课程过程中适时引入课程思政，培养学生成为有能力、有理想的栋梁之才。

3 结语

Python是一门集实践与应用为一体的综合性课程。在Python的整个课程过程中，线上理论学习是基础，线下实践是对线上知识精准迁移的体现[7]。本文深入分析了Python线上MOOC学习和线下课程的优缺点，从课程环节重点探究线上资源和线下交流的有机结合方式，针对线上线下课程特点设置针对性的多元化考核方式，形成一套完整的线上线下有机结合的课程体系。

参考文献

[1] 王娜.高职院校线上线下“混合式”教学模式探究[J].现代职业教育，2017（4）：210-211.

[2] 熊熙，乔少杰，李斌勇.计算机程序开发类教学整体性思维培养的探索与思考[J].教育界，2017（25）：102-103.

[3] 杨玫，李祁，韩秋枫.编程工具在大学计算机基础教学中的应用[J].教育信息技术，2019（1）：128-131.

[4] 郭维威，刘锋.以计算思维为导向的教学模式在VB程序设计教学中的应用研究[J].武汉职业技术学院学报，2015（4）：55-57.

[5] 陈蕾，魏霖静.“慕课”在电子信息工程专业本科教学中的应用[J].赤峰学院学报（自然科学版），2016（9）：259-260.

[6] 刘霞.行动导向教学模式在高职德语写作课上的实践与应用[J].新教育时代电子杂志（学生版），2017（26）：84-85.

[7] 吕秀侠.基于MOOC的混合式教学模式在思政课中的优化研究[J].科教导刊，2017（9）：73-74.