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

關(guān)鍵詞： Python; 大數(shù)據(jù); 課程教學(xué); 教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642;TP3-4? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ?文章編號(hào)：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(shí)代的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)不斷的遞增，在當(dāng)前發(fā)展過程中已經(jīng)將大數(shù)據(jù)技術(shù)融入成為激發(fā)生產(chǎn)力內(nèi)核，尤其結(jié)合人工智能和云計(jì)算等新型技術(shù)，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(shí)時(shí)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(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，快速有效地挖掘數(shù)據(jù)中數(shù)據(jù)之間的內(nèi)在聯(lián)系和價(jià)值，成為現(xiàn)代大數(shù)據(jù)技術(shù)研究的內(nèi)容[2]。為此，探索如何開展大數(shù)據(jù)公共課課程的教學(xué)改革，構(gòu)建和優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)案例，改革教學(xué)方式，將Python融入到大數(shù)據(jù)課程教學(xué)。

1 教學(xué)上存在問題

1.1 教學(xué)內(nèi)容理論化，比較抽象化

大數(shù)據(jù)面對(duì)全校專業(yè)開設(shè)的一門公共課，教學(xué)內(nèi)容上偏向于理論教學(xué)，概念及知識(shí)點(diǎn)方面都只解釋其基本含義及基本內(nèi)容，學(xué)生理解起來(lái)，比較抽象化[3]。課堂上學(xué)生當(dāng)時(shí)聽懂了，但只限上理論上了解，并不清楚其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的實(shí)踐應(yīng)用。沒有相關(guān)教學(xué)案例，學(xué)生很難理解及掌握，教學(xué)效果不佳。

1.2 缺乏實(shí)踐操作，理論教學(xué)與實(shí)踐操作結(jié)合不夠好

大數(shù)據(jù)公共課教學(xué)內(nèi)容涉及較廣泛，在實(shí)踐安排方面沒有進(jìn)行統(tǒng)一內(nèi)容，單純的理論教學(xué)，會(huì)使教學(xué)內(nèi)容概念化，只是感性的認(rèn)識(shí)，都是表面上的理解，沒有植根入學(xué)生的腦海中，使得內(nèi)容概念化。缺乏實(shí)踐操作，不利于鞏固理論知識(shí)和應(yīng)用能力，所講授內(nèi)容難以消化，純課堂的講授會(huì)導(dǎo)致學(xué)生的興趣逐步減低，產(chǎn)生厭學(xué)生情緒，教學(xué)效果較差。

1.3 缺乏有效的教學(xué)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(xué)生在課堂上以聽為主，很少互動(dòng)[4]。特別是理論教學(xué)，大屏幕的幻燈版來(lái)講授課程內(nèi)容，課時(shí)較緊張，很少與學(xué)生互動(dòng)。另外，課堂很少布置相關(guān)的任務(wù)給學(xué)生，不能激發(fā)學(xué)生的興趣，學(xué)生的注意力不夠集中，導(dǎo)致教學(xué)效果差。

2 教學(xué)改革的內(nèi)容

2.1 調(diào)整課程教學(xué)內(nèi)容，理論與實(shí)踐相結(jié)合

近來(lái)年，大數(shù)據(jù)及人工智能是非常熱門，國(guó)內(nèi)外各大高校都會(huì)開Python語(yǔ)言，無(wú)論是計(jì)算機(jī)專業(yè)將其作為熱點(diǎn)語(yǔ)言進(jìn)行學(xué)習(xí)，還是對(duì)于非計(jì)算機(jī)專業(yè)而言也極其受到追捧。Python擁有豐富的Ai庫(kù)、機(jī)器學(xué)習(xí)庫(kù)、numpy、matlplotlib、Pandas、scipyt等上萬(wàn)個(gè)第三方庫(kù)，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(xué)計(jì)算等眾多領(lǐng)域應(yīng)用，具有廣泛應(yīng)用場(chǎng)景，為此，Python語(yǔ)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(xué)內(nèi)容如果單單只是純理論的講授，沒有結(jié)合當(dāng)前使用較為廣泛的Python語(yǔ)言，就會(huì)缺少部分內(nèi)容，學(xué)生理解起來(lái)比較難。另外，課程教學(xué)內(nèi)容是作為傳播給學(xué)生知識(shí)的綱領(lǐng)性提要，是教與學(xué)的結(jié)合，作為培養(yǎng)學(xué)生能力，除了理論講授應(yīng)該有實(shí)踐性內(nèi)容，才會(huì)使學(xué)生從表面性的理解傳導(dǎo)到深層次理解掌握，以大數(shù)據(jù)內(nèi)容作為基礎(chǔ)，Python作為應(yīng)用于該課程的技術(shù)手段，講述Python安裝及環(huán)境配置、基礎(chǔ)知識(shí)、第三方庫(kù)的導(dǎo)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(xué)習(xí)者打下大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)及Python在大數(shù)據(jù)方面的應(yīng)用基礎(chǔ)。

考慮到大數(shù)據(jù)作為一門公共課，教學(xué)中融入Python內(nèi)容，目的是使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程對(duì)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。基于此，大數(shù)據(jù)課程教學(xué)內(nèi)容作了調(diào)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(xué)案例

大數(shù)據(jù)作為公共課開設(shè)，主要目標(biāo)讓學(xué)生掌握大數(shù)據(jù)基本概念以及大數(shù)據(jù)相關(guān)應(yīng)用場(chǎng)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(nèi)容時(shí)融入Python，使得教學(xué)案例具體化和實(shí)現(xiàn)化，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中從感性認(rèn)識(shí)到理性認(rèn)識(shí)，切實(shí)理解掌握相關(guān)的內(nèi)容。教學(xué)內(nèi)容上與時(shí)俱進(jìn)，加入Python大數(shù)據(jù)案例內(nèi)容，讓學(xué)生在理論和實(shí)踐兩方面相結(jié)合，引入與現(xiàn)社會(huì)大數(shù)據(jù)場(chǎng)景相關(guān)知識(shí)，為他們打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。例如，在講授數(shù)據(jù)采集時(shí)，結(jié)合Python的爬蟲技術(shù)具體案例，讓學(xué)生理解數(shù)據(jù)采集相關(guān)內(nèi)容;在講授數(shù)據(jù)分析時(shí)，結(jié)合Python的numpy和Pandas等庫(kù)的具體實(shí)例，讓學(xué)生理解數(shù)據(jù)分析的內(nèi)容;講授數(shù)據(jù)可視化時(shí)，結(jié)合Python的Matlplotlib等庫(kù)的具體案例。

2.3 改革教學(xué)方式，采用新教學(xué)手段

大數(shù)據(jù)公共課作為理論與實(shí)踐相結(jié)合課程，采用滿堂灌理論教學(xué)，課堂氣氛沉寂，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣熱情不高。在教學(xué)方式上，采用“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”教學(xué)模式，設(shè)置與課堂內(nèi)容相關(guān)的教學(xué)任務(wù)，讓學(xué)生帶著問題去思考與探索，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的解決問題的能力。課程內(nèi)容結(jié)合相關(guān)實(shí)例，知識(shí)點(diǎn)通過相關(guān)實(shí)例更容易理解和掌握，做到深入淺出。

3 教學(xué)改革具體措施

3.1 調(diào)整課程大綱，設(shè)置合理的理論與實(shí)踐內(nèi)容

針對(duì)以前課程全理論講授內(nèi)容，相關(guān)大數(shù)據(jù)概述課程和大數(shù)據(jù)應(yīng)用課程進(jìn)行相關(guān)研究，摘取相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，融入Python課程內(nèi)容，對(duì)該課程大綱進(jìn)行調(diào)整，增加相關(guān)實(shí)踐課程，以便讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程更能深入掌握，將大數(shù)據(jù)公共課程教學(xué)內(nèi)容與Python進(jìn)行融合。

3.2 設(shè)置教學(xué)案例，結(jié)合最新的Python內(nèi)容知識(shí)，以任務(wù)驅(qū)動(dòng)開展教學(xué)

針對(duì)Python課程在大數(shù)據(jù)方面的應(yīng)用，設(shè)置了相關(guān)的教學(xué)案例，提取Python，在安裝配置環(huán)境、基礎(chǔ)知識(shí)、循環(huán)結(jié)構(gòu)、導(dǎo)入第三庫(kù)、數(shù)據(jù)爬取、數(shù)據(jù)分析及可視化等方面相關(guān)教學(xué)知識(shí)點(diǎn)，在數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)分析及可視化方面設(shè)置相關(guān)教學(xué)案例，使學(xué)生掌握在大數(shù)據(jù)獲取及處理方面掌握整個(gè)步驟，以便讓學(xué)生掌握大數(shù)據(jù)分析方面知識(shí)，為以后進(jìn)一步學(xué)習(xí)打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。

3.3 組建專業(yè)的教學(xué)團(tuán)隊(duì)

教學(xué)團(tuán)隊(duì)是課程教學(xué)改革起到重要的關(guān)鍵作用，如課程教學(xué)大綱、教學(xué)案例、教學(xué)方法、考核內(nèi)容等都需要教學(xué)團(tuán)隊(duì)研討，所以教學(xué)團(tuán)隊(duì)要保持戰(zhàn)斗力，力求所講授內(nèi)容能與時(shí)俱進(jìn)，積極開展團(tuán)隊(duì)建議，建立傳、幫、帶機(jī)制，不斷學(xué)習(xí)進(jìn)修，加快自我知識(shí)更新，將新技術(shù)、新的應(yīng)用到課程教學(xué)中。

3.4 完善課程資源，讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)

課程資源建設(shè)會(huì)進(jìn)一步提高課程質(zhì)量，讓學(xué)生隨時(shí)隨地進(jìn)選擇性學(xué)習(xí)，不僅滿足教師的教學(xué)需求，也有利于學(xué)生有針對(duì)性地開展學(xué)習(xí)，打破了傳統(tǒng)教學(xué)限制，給學(xué)生帶來(lái)了便捷。就目前來(lái)教學(xué)資源來(lái)看，MOOC平臺(tái)上很多相關(guān)的資源，比例：福建師范大學(xué)開設(shè)大數(shù)據(jù)導(dǎo)論在線課程和南京財(cái)經(jīng)大學(xué)李樹青等教學(xué)團(tuán)隊(duì)開設(shè)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(jì)劃開設(shè)相關(guān)的在線教學(xué)資源課程。

4 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)踐證明，通過將Python課程融入大數(shù)據(jù)課程教學(xué)，不僅能夠豐富教學(xué)內(nèi)容，同時(shí)也能提高教學(xué)質(zhì)量。通過將Python與大數(shù)據(jù)技術(shù)結(jié)合相應(yīng)的案例融入課程教學(xué)課程中，改革教學(xué)方式，不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力，同時(shí)也能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。與傳統(tǒng)的單一教學(xué)模式相比，利用Python與大數(shù)據(jù)協(xié)同的課程教學(xué)能夠更好地發(fā)揮學(xué)生的主體能動(dòng)性，從而進(jìn)一步提升教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)（References）：

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

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

[3] 黃錦敬等.大學(xué)計(jì)算機(jī)公共課教學(xué)改革與實(shí)踐[J].長(zhǎng)春教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2018（1）

[4] 方世林等.高校計(jì)算機(jī)公共課教學(xué)改革研究與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2014（2）