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以职业需求为导向的Python程序设计教学改革研究

2022-03-21张雪莲

计算机时代 2022年3期
关键词:课程改革实践教学

张雪莲

摘  要: 大数据时代,Python开发人才的需求量大,而本校相关专业学生却面临就业难的问题。针对人才供求结构失衡的现状,结合市场职业需求,深入剖析了目前锦江学院Python程序设计教学中存在的问题,进而提出课程改革思路。即:整合“线上线下混合式”理论教学与“梯度递进”的实践教学,探索出多元化“以考促学,以评提质”的考评体系,以培养适应市场需求的专业人才。

关键词: 职业需求导向; Python教学; 实践教学; 课程改革

中图分类号:TP3-0          文献标识码:A      文章编号:1006-8228(2022)03-86-03

Abstract: In the era of big data, the market has an increasing need for Python development talents, but the students of relevant specialties in our school are facing the problem of difficult employment. According to the current situation of the structural imbalance of talent supply and demand, combined with the market's professional needs, this paper deeply analyzes the existing problems in the teaching of Python programming course, and puts forward the course reform ideas, that is, integrating the theoretical teaching of "online and offline blended mode" with the practical teaching of "gradient progression"; exploring a diversified evaluation system of "promoting the learning by examination and improving the teaching quality by evaluation", in order to cultivate professional talents that meet the market needs.

Key words: professional need oriented; Python teaching; practical teaching; course reform

0 引言

2014年我国提出要加强应用型人才培养,探索发展本科层次职业教育。建立以职业需求为导向、以实践能力培养为重点、以产学结合为途径的专业学位研究生培养模式[1]。以职业需求为导向的模式下,教师必须以“通过本课程学习的学生在毕业时能够达到的能力”为导向,去设计课程目标、教学方法、教学内容、考核方式,以保证学生获得预期的能力。课程目标要服务于毕业要求能力指标点,教学方法能有效地帮助学生获得相应的能力,达到教学目标。教学内容要跟职业岗位需求相匹配,考核方式应具备多样性,并能够量化地评估学生达到的能力和水平[2]。

1 Python程序設计教学中存在的问题

锦江学院开设的Python课程,面向的是已有C、C++、Java编程基础的学生,仍沿用传统程序设计语言的教学方式,无法契合新工科发展的人才需求。现以岗位需求为导向反推课程教学,主要存在以下几点问题。

1.1 偏离课程目标定位

本课程目标定位:①掌握Python程序设计开发理论、技术、方法;②能运用Python解决实际问题;③对大数据、人工智能等前沿技术有所了解,具备计算思维、系统思维和创新思维的能力;④具有终身自主学习的能力,使自己在专业技术上保持与行业发展同步;⑤能胜任Python开发相关的岗位。由于教材的内容陈旧、侧重于基础,教师依赖教材,忽视了社会需求,达不到课程的目标。

1.2 教学内容与社会需求脱节

教学内容与社会需求脱节,学难致用已成为亟待解决的问题[3]。首先,教学中C、C++、Java和Python多门程序设计语言,基础知识大量重复,语言间互相独立,缺乏关联性,难以调动学生学习的主观能动性;其次,Python程序设计的教学内容陈旧、缺乏深度、缺少对学生自主学习能力和创新能力的培养;最后,实践教学内容不够连贯和深入、缺乏创新性,应用实践能力的培养不足。因此,学生就业时,面临着所学内容与实际工作岗位要求相差较远;就业后,需要充分发挥自主学习能力补充大量的新知识和新技能。

1.3 考核评价体系缺乏科学性和全面性

目前大多采用“期末考试成绩+平时成绩+综合实践项目成绩+实验报告”这种方式来对学生成绩进行评定。平时成绩一般由出勤率、上课表现构成,而上课表现缺少量化标准,往往较为主观;在综合实践项目验收和实验报告评阅时,教师往往只根据系统运行情况、报告内容以及格式等进行评分,缺少对实践过程的监控和对实践效果的反馈。此外,对教学环节质量监控往往停留在学生评教、督导听课、同行及领导听课这些形式上,缺乏反馈和提升的环节。

2 基于岗位需求重构教学内容

采集拉勾网1000条Python开发相关的职位信息,分析后发现要胜任相关岗位,需要掌握Python基础、算法分析、爬虫系统开发、Web开发、网络编程、数据采集、数据分析、数据可视化和机器学习等知识。根据上述市场岗位需求,反向设计Python程序设计课程教学内容,如图1所示。重构教学内容旨在培养具备专业编程能力、数据分析能力、计算思维能力和复杂专业问题求解能力的新工科人才。

采用树状结构构建的Python课程体系,其中“Python程序设计语言基础”是扎根计算机行业所需的专业、编程、实践的基本素质之一;“基于Python的数据结构、算法设计与分析”是胜任岗位的核心竞争力;从数据的采集(爬虫开发与应用)、数据的存储(基于Python的数据库)、数据的清洗和处理、运用机器学习算法建模进行数据分析以及可视化方式展示数据,是从事Python数据分析相关工作的专业技能;“网络编程”、“Web开发”搭建网站实现网络通信,是从事Python后端开发的不可或缺的专业知识。

3 构建混合式理论教学模式

“教师讲,学生听”的模式已不能满足学习需求[4],教师的角色需要从知识灌输者转变为兴趣引导者,把知识课堂转变为能力课堂;从封闭课堂过渡到开放课堂。我们构建了“线上线下”混合式理论教学模式(图2)。

首先,课前发布MOOC学习资源,让学生线上打卡学习易于理解、需要记忆、重复操作的基础知识,记录学习过程中遇到的问题;然后,线下授课讲解具有启发性、创新性、讨论性的综合案例,采用“提出问题、分析问题、解决问题”三步走模式,锻炼学生分析问题、解决问题的能力。最后,布置课后实践任务,让学生课后利用网络资源查找资料、不断学习后完成任务,培养学生独立思考和解决问题的能力。

4 构建“梯度递进”的实践教学模式

Python有别于其他程序设计语言,教学过程中应更加重视实践教学环节,让学生具备运用Python解决实际问题的能力[5]。改革传统实验教学模式,构建“梯度递进”的实验教学模式(图3),即“基础编程训练实验、专项练习实验、综合应用实验、创新型实验”四层渐进式实验。实验内容由浅入深、由易到难、循序渐进。实验难度逐层提高, 学生从基础编程实验入手,到强化专项练习实验(锻炼解决初级问题的能力),再到综合实验(培养在实践中综合应用所学知识解决问题的能力),最终通过创新实训(培养创新思维能力),学生的动手能力在每一层实验教学中一步步得到强化。

5 施行多元化“以考促学,以评提质”的考核评价体系

基于职业需求为导向的课程考评,应聚焦在学生取得的进步、学习的效果以及学生能力上,而不是基于教学内容以及学习时间、学习方式上。施行结果性和过程性相结合的多元化考核评价体系,以考核结果作为促进学生学习的动力,以课程评价作为提高教学质量以及课程持续改进体系的依据。

⑴ 课前,教师根据课程目标制定教学大纲、教学计划、教案、发布MOOC学习资源、参与互动答疑、借助在线平台数据及时分析学生在线学习情况;学生线上打卡学习,基础测试、在线讨论等监督学习过程。

⑵ 课中,通过学生评教、教学督导、同行评议等一系列制度来对课程质量进行监督;通过学生课堂参与度、小组任务完成度、随堂练习等检验学习效果。

⑶ 课后,及时反馈学生学习情况,重点关注学生自主学习的效率、在线测验的成绩、课程的参与度和表现、小组合作学习的效果、学生作业成绩完成度,以此促进学生学习;整理课程评价报告、学生评教结果、教学督导反馈结果、同行评价等信息,根据课程目标达成情况来进行课程合理性分析,并将结果反馈到课程大纲、教案中进行改进,形成课程持续改进提升教学质量。

6 结束语

针对“Python程序设计”传统教学不能适应新时代人才需求的问题。从实际出发,以职业需求为导向,融入前沿知识,重构教学内容,激发学习兴趣;探索“线上线下混合式”理论教学模式,调动学生自主学习积极性;构建“梯度递进”的实践教学,培养学生的实践能力,为后续大数据和人工智能专业课程的学习夯实基础;完善科学全面的考核体系,客观地反馈学生学习效果。实践结果表明,该教学改革模式能在一定程度上激发学生的激情,挖掘学生的潜能,极大地提高了学生的动手能力,大幅提升了就业率。

参考文献(References):

[1] 蒋宗礼.培养计算机类学生解决复杂工程问题的能力[M].北京:清华大学出版社,2018:1-2

[2] 江玉洁,崔莉莉,石林祥.基于OBE考核方式的程序设计基础课程改革实践与探索[J].计算机教育,2021(8):116-120

[3] 易萍.以职业需求为导向的地方高校应用型本科人才培养路径研究与探索[J].职教论坛,2014(30):36-41

[4] 廖卓凡,邓泽林,张建明,陈曦.大数据分析需求下研究生Python课程教学模式改革研究[J].計算机教育,2019(12):145-147,152

[5] 赵广辉.面向新工科的Python程序设计交叉融合案例教学[J].计算机教育,2017(8):23-27

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