项目式教学法在数据科学与大数据技术专业课程教学的应用研究与实践

陆涛　霍思聪

摘要：随着信息技术的发展，数据成为企业发展所需的生产资料，因此对大数据技术人才需求很大，高校顺应市场需求开设了数据科学与大数据技术专业。在讲授相关的大数据专业课程时，传统的授课方法不利于应用技术型人才的培养，利用项目式教学法通过情境构建、方案設计、项目实施、过程控制、成果展示、评价改进等步骤重构教学内容和改进教学方法，通过开展理论研究并在《大数据可视化技术》课程上进行教学实践，最终发现能更好地培养应用技术型人才，提高学生的高阶认知能力，提高课程教学质量。

关键词：项目式教学法；大数据技术课程；教学实践；应用技术型人才

引言

在信息技术飞速发展的今天，企业生产运营中产生大量数据，这些数据被分析加工形成了新的生产资料，进一步影响企业的生产与决策，因此，企业非常重视并引进掌握大数据相关技术的人才。高等院校顺应市场需求，申请开设大数据技术的相关专业。2016年教育部开始批复本科院校开设数据科学与大数据技术专业，如今综合类高校或理工院校基本都开设了数据科学与大数据技术专业[1]。这些高校根据自身学校特征，培养不同类型的大数据人才，一类是专注于培养大数据领域理论研究人才，另一类是专注于培养大数据技术应用人才。第二类高校主要定位为应用技术大学，这一类高校及培养的毕业生数量占大多数，因此，如何提高大数据技能应用型人才是一个重要的研究目标[2]。

人才的培养最终落地到课程与教法，让学生在课程学习中掌握大数据应用的相关技能并学以致用，提高工程实践能力。项目教学法是一种以学生为主体、教师引导、依托项目主线的教学方法。该教学方法由著名的教育家屈伯克提出[3]。项目式教学法是一种有效的培养大数据相关技术人才的教学方法，能够破解传统教学模式在专业课程的一些授课问题。

1. 传统教学方法在大数据技术相关课程授课时存在的主要问题

传统教学方法在培养大数据专业人才方面有自身的优势，如在有效课时内，能将要点传授给学生，可以量化学生的学习效果。但是在培养应用型人才，提高学生在工程项目实践能力，快速适应与转化课程知识以及提高操作技能等方面也暴露出一些缺点：

1.1 教学的课程内容分散，知识点关联性不强

许多大数据专业课程所讲授的知识点内容较零散，如在《数据结构》课程中，分别讲授线性结构、树与二叉树、图及常用算法等内容，这些内容偏重理论基础，知识点的关联性不强，前后章节间的衔接生硬。因此，项目教学法依托构建一个完整的工程项目，使所有课程教学内容适当地融入教学项目中，在设计与实现项目时，将知识点串联起来，做到学以致用。

1.2 教学环境的真实性不足，情境设计较差

传统教学模式下，教师按照教学大纲将每一个要点讲透，如在《数据库原理》课程中，用数学的方法讲解范式的化解，学生学习后会进行计算与分解，但是缺少应用场景的设计和模拟，学生无法与真实项目的环境结合在一起，造成理论和应用脱节，代入感不强[4]。因此，项目教学法强调工程项目情境的设计，以此模拟出相应的工程项目环境，其中包括工作环境、工作团队、工作流程及工程风险等，让参与学习的学生参与度更高、体验感更强。

1.3 教学的组织单一，学生被动接受知识

传统的教学方法是教师讲、学生听，通过不停做题训练的方式，吸收课程知识。这种模式下，学生是被动吸收知识，对知识的理解不深，并且记忆难度大，学习兴趣不浓，甚至有些学生呈现出排斥教学、厌学等现象[5]。在项目教学法实施过程中，学生是教学的主体，学生根据做项目过程中遇到的问题，自行去探索、讨论解决问题的方法，主动寻找答案，改变了被动学习的局面，提高了学习的主动性与兴趣。

1.4 考核方式单一，不能体现学生综合能力

传统的教学方式考核以笔试为主，期末由老师出题，学生集中在教室进行笔试，之后教师改卷评分，给出学生这门课程的成绩。考核方式单一，基本是对学生掌握知识程度或应用技术能力的考核，对学生表达能力、协调能力、创新能力等其他维度的考核不足，不能较好地体现学生的整体综合能力。项目式教学法既要强调最后的项目作品实现效果，也考核学生表达、参与、沟通、创新等能力，允许学生给学生评分，考核的维度多，优化了综合评分。

2. 项目式教学法在大数据技术相关课程教学的实施方法

项目式教学法的实施总结起来大致分为6个步骤：情境构建、设计方案、项目实施、过程控制、成果汇报、评价改进。数据科学与大数据技术专业的专业课程也按照这6个步骤对课程内容与教学方法进行重构，依托一个完整的工程项目，转变教学主体对象为学生，教师作为引导员角色，最后利用多维度考核进行综合评价，以此提高大数据技术应用能力，提高学生工程实践能力。

2.1 做好立项，完成项目情境构建

首先，学生第一次参与项目式教学，没有经验，教师要做好项目式教学实施方案的解释工作，帮助学生根据课程的教学目标做好项目的选取或建立工作，设定好项目的大小及边界，保证学生能顺利地完成教学任务。其次，根据立项做好分组工作，分工要合理科学，确保每个人每个阶段的工作任务不重复，也要确保参与者的工作均涉及教学内容。最后，按照项目实施要求做好情境搭建工作，如搭建虚拟会议室、搭建相关的工作环境及安装相应的工作软件，做好工程管理的前期工作。

2.2 商定项目任务，制定完整的任务计划

根据立项项目，按照最终产品及产品生产过程对项目进行分解，分解为多个子任务，并按照时间序列制定完整的一套计划，以此保证工作正常开展。教师在本部分应该重点帮助学生合理分解任务，任务所涉及的知识应该与课程内容对应，确保学生所制定的任务计划涵盖整门课程的教学内容与知识要点。

2.3 分工合作，按模块、按进度、按要求实施项目

有了任务计划和团队分工，结合课时的编排有序进行项目实施，但要注意课堂教学与课外教学的区别。教师要引导学生在课外找资料、学知识、用技能、做任务，在课堂上引导学生提出问题、分析问题、解决难点。教师还要注意引领学生做好知识的小结，帮助学生建立知识体系。同时，可以利用各种教学软件，如腾讯会议、超星等，开展线上与线下教学，提高任务达成度与任务质量。

2.4 开展阶段小结与过程检查，寻求更优解，保障项目产品质量

定期开展阶段性总结，首先是对章节知识做一个总结，完成对知识点的梳理，避免在项目实施过程中盲目追求进度，到头来自己用了什么知识、掌握什么技术都忘记了，开展新项目时又从头学起。其次，通过头脑风暴对现存的问题、要解决的BUG或提升性能的方法进行讨论和研究，提高学生的沟通协调能力，进一步提高学生学习的主动性。

2.5 成果的验收与汇报展示

利用课程的最后一两次课，组织各组学生对所做项目进行展示，并完成答辩，以此验收项目成果是否达到预期要求和课程教学目标。在验收答辩环节，教师可以组织各组相互答辩，也可以由教师组织答辩，但不管何种方式，都应该紧扣教学大纲中教学的重难点。

2.6 对成果进行评价，寻求成果的创新与改进，完成综合评定

项目式教学的一大重要作用就是发挥学生评价的主观作用，以促进学生批判式思维的形成和提高。因此，需要组织学生对自己的作品及对别人的作品进行评价，并提出改进意见，提高创新能力。教师也通过作品完成度、分工情况、答辩情况等维度给予学生这门成绩的综合评定。如表1就是对作品完成情况的评分示例，表2是对学生答辩情况的评分示例。

3. 实施效果与问题

该项目教学法在《大数据可视化》课程中进行了实践，前面4节课程学生明显感觉不知所措，但随着任务分解并着手实施后参与度与上课的热情就有所提升，特别是学期过半后，学生都已经熟悉了教学模式，教师基本不用过多干预课程的学习。整个实施过程也明显感到学生的团队协作能力、语言表达与沟通能力及创新能力有所提升，即高阶的认知能力提高了。考核方式的多样化，也使得学生更加积极参与课堂，也更能准确地反映学生的综合能力。教师在实施项目式教学时，也由一开始的紧张，主动干涉学生工作，慢慢地发展到引导、观察等角色，教学工作也变得轻松。

但实施过程中也暴露出一些问题。第一，对课程知识点的考核精确度不够。由于不再采用笔试考核的方式，对每个学生掌握课程知识点的量化评估不准确。第二，很难避免分组过程中偷工减料、滥竽充数等现象。第三，对教师的教学能力要求较高。年轻老师对于项目的宽度和深度把握不准确，其次对项目的课时分配及授课进度把握不准，会造成课时不够用，重难点有遗漏等现象。因此，在实施项目式教学过程中，需要教师不断总结，提高理论知识，注重教学细节，适时改进教学方法及考核方法。

结语

为解决由教师主动讲授、学生被动听课、通过不断做题训练这种传统教学所造成的问题，引入项目式教学法在数据科学与大数据技术专业的课程教学中，是一种较好的尝试。项目式教学法能够较好地提高学生的学习主动性、改善学习环境、提高高阶能力的培养、科学地评价学生综合能力，有效地提高课程教学质量。

参考文献：

[1]张帅武.大数据时代下的线上线下混合教学模式研究[J].湖北农机化，2019， （24）：113.

[2]朱小艳，刘俊男.线上线下混合式教学模式在C语言课程中的应用[J].信息与电脑（理论版），2019，31（24）：250-251.

[3]王启立，李小川，王艳飞，等.线上线下相融合的在线开放课程建设与教学实践[J].中国现代教育装备，2020，（3）：49-50，53.

[4]刘显杨.浅谈在asp网站开发课程教学中运用项目教学法[J].计算机产品与流通，2020，（2）：238.

[5]阮姝媛.在计算机课程教学中开展项目教学法的研究分析[J].才智，2020，（1）：118.

作者簡介：陆涛，硕士研究生，副教授，研究方向：计算机技术、教育技术。

基金项目：2020年度广西高等教育本科教学改革工程立项项目（一般A类）——基于“线上+线下”混合模式的项目教学法在工程实践课程教学的研究与实践（编号：2020JGA362）；南宁学院2020年校级教改项目——目标引导任务驱动教学提升应用型本科院校Java Web课程教学质量的研究和实践（编号：2020XJJG20）。