大数据专业Python程序设计课程建设探究

王雄伟　侯海珍

摘要：随着信息化的发展，众多高校设立大数据专业，开设Python程序设计课程，以培养具备大数据意识的现代化人才，满足社会对大数据人才数量和质量的实际需求。文章结合高校大数据专业学生的学习情况，基于计算机人才培养的视角，分析Python程序设计课程建设情况、教学目标，并抓住课程高质量建设的关键点，探索大数据专业Python程序设计课程建设的具体措施，以课程创新建设驱动学生成长，提高学生的就业竞争力和岗位胜任力。

关键词：大数据专业；Python程序设计；课程建设

Python是一种被广泛应用的编程语言，具有数据结构高级、高效的特点。Python程序设计课程是大数据专业的核心课程，也是学生了解、学习和掌握计算机语言的主要课程。对高校大数据专业学生来说，Python语言的学习是了解大数据专业的基础课程，也是后续核心课程学习的前提和基础。大数据专业尤为重视Python程序设计课程，作为Python程序设计课程教师，笔者结合在教学环节观察到的教学问题，从课程建设情况出发，在明确Python程序设计课程教学目标的基础上，探究建设高质量课程体系、提高课程教学质量的措施。

一、大数据专业Python程序设计课程建设情况分析

笔者结合曹妃甸职业技术学院大数据专业Python程序设计课程開设的实际情况得知，该课程的开设时间为大二下学期，这一阶段的学生经过前三个学期的公共课、专业理论学习，已经对大数据专业形成初步认知，具备一定的计算机操作能力，且在适应大学生活、了解行业发展前景的基础上，追求学习新知识、新技术、新技能，探索专业学习的未知领域，在补充知识点、完善知识体系的同时，能有效强化专业技能。

曹妃甸职业技术学院将Python程序设计课程设置于大二下学期，能让学生在具备一定知识储备的基础上，进一步强化专业素养和数据分析能力。Python程序设计课程是大数据分析专业培养大数据分析人才的关键课程。Python语言是一种在计算机程序中应用广泛的高级、通用编程语言，包括简单的数据结构，能让学生和从业者进行简单的数据编程。Python语言在科学计算研究机构中应用广泛，尤其在Web、Internet程序开发，人工智能领域得到广泛应用。在这一背景下，高校Python程序设计课程体系的建设越来越完善。

曹妃甸职业技术学院的Python程序设计课程设置了十一章的教学内容，包括Python概述、Python语法基础、程序控制结构、组合数据类型、函数、文件及目录操作、面向对象编程、错误和异常处理、数据分析与可视化、数据库应用与开发、项目实训。课程从概念到实操，从校内实训到校外实习，引导学生一步步加深对知识的理解，进一步强化学生的Python语言应用、编程能力。

二、大数据专业Python程序设计课程的教学目标

明确Python程序设计课程的教学目标，能给予教师教学指导和教学方向。课程教学的最终目的是为学生走进社会、走上各自工作岗位做好充分的知识和能力准备工作，其课程目标主要包括知识、能力、素质目标三个方面。

（一）知识层面的教学目标

Python程序设计课程以Python语言为主要内容，学生要想具备程序设计能力，就要掌握Python语言。教师要通过课程教学让学生理解和掌握Python语言的基本语法、条件表达式、选择结构、循环结构、数据结构、面向对象编程的相关知识、函数基本概念、数据库知识，为学生后续灵活运用Python语言进行编程设计奠定知识基础。

（二）能力层面的教学目标

Python程序设计课程以培养现代化、高水平的大数据分析人才和计算机分析人才为最终教学目标。计算机程序的逻辑性强，这就要求学习者和从业者要具备较强的逻辑思维能力、分析推理能力和思维条理性，能在复杂的程序中明确程序设计存在的漏洞和问题，自主地完善计算机程序，解决系统漏洞问题。因此，教师应该将培养学生识别发现、分析处理和解决系统漏洞问题的能力作为课程能力层面的教学目标。

（三）素质层面的教学目标

一方面，教师要在课程教学环节培养学生对Python编程的学习兴趣和计算机语言意识，强化学生的专业认知和素养；另一方面，学生除了具备专业素养之外，还要具备爱国、爱党的优秀品质，创新精神、大国工匠精神，且思想端正、身心健康，这些都是教师在素养层面的教学目标。

三、大数据专业Python程序设计课程建设关键点

一方面，随着大数据技术在各个领域的广泛应用，高校大数据专业招收的学生日益增多，大数据专业核心课程体系建设愈发完善。Python程序设计课程在高校专业课程体系中的地位显著提高，部分高校已经将其从选修课调整为必修课，要求大数据专业的学生均要学习。但是，结合实际教学调研信息可知，Python程序设计课程教学环节仍存在问题，主要表现为教学内容较多与有限教学时间的冲突，教师无法在有限的时间内完成对课程知识的全面讲解，或者部分教师无法带领学生深度挖掘知识点；“灌输式”教学模式无法促进学生主动学习，甚至会降低学生学习专业课程的积极性。因此，教师需要结合社会对人才的实际需求，以学生为中心，调整教学内容，创新教学方法，带领学生向专业知识的更深处探索，强化学生的基础知识掌握能力、计算机操作能力和专业技能，将其作为课程教学的关键点。

另一方面，曹妃甸职业技术学院的学生差异较为明显，若教师为不同能力水平的学生设置同一学习目标，那么不同能力水平的学生均会受到影响。例如，学习能力较强的学生在完成目标的基础上，还能进行更高水平的学习，但是教师没有提供相应的教学；学习能力较差的学生无法完成学习目标，自信心受挫。因此，教师要坚持分层教学原则，依据学生的能力水平对课程内容、教学目标进行分层设计，针对性强化不同能力水平学生的学习能力和专业能力。

四、大数据专业Python程序设计课程建设措施

Python程序设计课程是培养学生计算机编程能力的关键课程，在大数据专业课程体系中居于核心地位。加强大数据专业Python程序设计课程建设，提高课程建设水平，是高校培养大数据分析人才的重要举措。高校Python程序设计课程教师要深入挖掘網络教学资源，从教学安排、教学模式和方法等角度，提高课程教学质量，丰富学生的专业知识，提高学生的大数据素养。

（一）充分利用教学资源

大数据专业在高校中设立的时间较短，只有部分高校开设了Python程序设计课程，且大数据专业的课程建设不完善。鉴于这一情况，开设大数据专业的高校要积极利用线上、线下教学资源，丰富本校教学资源，为师生提供多样化的教学资源。Python程序设计课程体系不完善、教学资源贫瘠的高校，可以充分利用慕课平台上的教学资源，并结合本校学生的专业理解能力、学习能力和综合素养，改进慕课平台的课程资源，逐步建设具有本校特色的Python程序设计课程教学资源库，以适应本校学生的学习进程。教师主动学习慕课平台的教学资源，并将其用于课前预习、课堂导入、知识讲解、课后拓展等环节，为学生提供预习、学习和复习的平台。

（二）科学进行教学安排

在Python程序设计课程教学中，教师要避免纯理论教学，改善学生实践应用能力不强的问题。教师可以根据每个章节的教学内容，将纯理论知识与实践操作结合起来，将理论知识渗透于实践操作环节。

例如，在Python语法基础章节教学环节，教师要明确教学要求，即学生要掌握Python程序设计中表达式、变量、语句、输入、输出、注释、运算符的处理方法。教师可以将微课导入课堂，贯穿课堂教学全程，利用各大高校的优质微课资源，逐步提高课堂教学层次。

以体脂率的计算为例，学生要想利用计算机计算人的体脂率，就需要一个可以进行该操作的计算机程序。在布置任务后，教师可以引导学生将学习的Python语言用于程序设计，设计一个可以计算体脂率的计算机程序。在这一过程中，学生需要将eval函数用来表示字符串，并将字符串转变为Python语言，以此设计可以计算体脂率的计算机程序。结合体脂率的计算内容可知，影响体脂率的因素主要为身高、体重，同时性别也会影响系统的判断。因此，学生设计计算程序时，要从性别、体重、身高等方面入手，在计算机界面敲出相应代码，灵活运用所学的Python语言、函数等知识，独立完成程序编程和应用任务。

（三）构建翻转课堂教学模式

翻转课堂教学模式作为一种可以激发学生自主学习意识、促进学生自主学习的现代化教学模式，还能辅助学生合理配置课堂、课下时间，提高时间利用率。在运用翻转课堂教学模式时，教师能引导学生通过自主预习完成简单的学习任务，将课堂时间用于实践训练，强化灵活运用知识的能力和计算机程序设计能力。

例如，教师将Python基础语言等知识编制成微课视频，内容包括数据类型、运算符、表达式、程序流程控制等知识，对已经具备一定知识储备的学生而言，微课内容较为简单。教师将微课视频提供给学生并布置预习任务，学生利用课余时间，学习简单的Python程序设计知识，并在课堂中结合实际案例应用知识。此外，教师可以构建“线上+线下”混合教学模式，将部分理论知识转移到线上课堂，线下课堂以实践操作教学和案例应用为主。同时，学生可以通过手机软件，与教师交流案例和课程内容，实现跨时空教学沟通。

综上所述，笔者分析了高校大数据专业Python程序设计课程的建设情况、教学目标、课程建设关键点、建设措施，从教学资源、教学安排、教学模式、课程思政、考核方式、素养培育等方面，论述了Python程序设计课程建设的具体措施，以期构建结构完善的课程体系，促进学生的学习和成长。

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基金项目：曹妃甸职业技术学院教学改革研究项目“基于人工智能、大数据专业的高职院校《Python程序设计》校本课程开发与实践研究”，项目编号：2022CCTJGI01，校级重点项目。