“课-训-赛”育人才!南开大学闫晓玉老师分享Python实战类课程的教学经历

导读:

在2月20日举行的“课-训-赛”育人才系列培训活动首场——“10分钟‘码’上开课”直播活动中,南开大学计算机学院的闫晓玉老师以其在 Python 实战类课程教学方面的经验与经历为主题,进行了深入的分享。

鉴于活动后多位教师表达了对此次分享内容回顾的需求,我们特将闫老师的演讲内容整理成文字实录,以便老师们随时查阅和参考。

分享嘉宾|闫晓玉

南开大学计算机学院公共计算机基础教学部,实验师。

从事《C++程序设计基础》、《数据结构与算法》、《数据库技术与应用》、《新文科智能计算》、《Python编程基础》等课程的教学工作。主持省部级项目3项,校级项目1项,参与省部级,校级项目多项;参与教育部及学校的教改项目多项。参与了国家级精品课《python编程基础》课程建设;参与教材编写2本,正在编写教材2本。

如需获取视频实录及更多培训材料,请联系下方工作人员领取(添加时烦请备注分享实录)。

以下为文字实录:

大家好,今天我分享一下我们 Python 实战类课程的教学经历,包括教学方法与教学期待、常见的开课难点与影响教学效果的因素,以及我们使用和鲸平台的具体情况三个方面。

01 教学方法与教学期待

我们面向新文科的大一新生开设了一堂《Python 程序设计》的课程,采用了 POT-OBE ——基于问题逻辑认知模式的成果导向教育的教学理念,希望学生不再像传统那样为了考试被动地记住和掌握知识,而是通过解决一个个实际问题去主动学习,从而提升学生的创新意识、创新思维和创新能力。

我们将教学目标简称为“三能五会”,分别是能想、能用、能创新,会发现问题、会团队合作,会求解问题、会写科技论文以及会成果展示,也就是说目标并不在于让学生掌握多少 Python 的语法,而是培养他们真正具备使用计算机解决问题的思维方式。

教学路径上,除了课堂讲解外我们采用了挑战性项目学习的模式(CPBL,Challenging Project-Based Learning),让学生 3-5 人一组,以小组的形式自主地发现问题、求解问题。课程的展开沿着 5E 的教学方法,围绕着“解决高考平行志愿录取”的实际案例来教学 Python 的基础知识。

这里我简单地介绍一下 5E 的方法——可以想象是以完成一个程序为目标,对案例的每一步进行拆分。

  • Excitation:程序设计的第一步是要获取高考原始成绩,因为有了成绩才能进行对它进行赋分、求和、包括后面的可视化等一系列操作,因此我们提出的问题就是:如何获取高考原始成绩。
  • Exploration:提出问题后第二步是分析问题的本质。学生会发现对于编写高考平行志愿录取这样一个程序来说,数据的真实与否没有影响,并且真实的数据也无从获取,所以问题的本质其实在于如何去构造符合真实数据特征的数据。
  • Enhancement:由于需要的数据量很大,不可能一条一条去敲,势必需要借助计算机去完成数据模拟,这里学生就会产生主动性。使用 Python 语言让计算机模拟出几万条数据需要给它提一定要求,比如数据要满足高考成绩的范围、准考证号有固定的长度等等,在这过程中学生就能掌握对应需要的知识和能力。
  • Execution:学生主动学习后,便可以进一步实操,编写代码去解决问题。
  • Evaluation:最后需要评价与反思——问题解决了没有?解决得如何?是否有可以改进的空间?

以上就是 5E 的教学方法。

02 常见开课难点与影响教学效果的因素

我们授课使用的是学堂云的平台和 Anaconda + Jupyter 的编程环境。

学堂云平台是一个校内的平台,我们可以用这个平台完成教学资源管理、作业管理、成绩管理以及一些教学班的管理,但由于它没有集成编程环境,所以编程作业还是需要学生们在自己的电脑上去安装 Anaconda 和 Jupyter Notebook 。

过程中,我们也会推荐学生去学习一下中国大学 MOOC 上王恺老师的《Python 编程基础》课,MOOC 上也有比较多优质的 Python 课程资源、丰富的 OJ 编程练习和课程资源拓展。

综合来说,这门课程有两个教学难点,一是平台比较多,二是大一的学生在安装 Anaconda  时总会遇到各种各样的问题,觉得很困惑,会影响到他们的学习积极性。

所以后来我们了解到了和鲸平台,可以同时管理教学资源、布置作业、查看成绩,最主要是同时集成了编程环境,于是我们就使用和鲸平台来进行实验班的 Python 编程基础的教学。

03 和鲸平台的使用状态展示

此部分内容主要为平台和课程的详情展示,感兴趣的老师可获取实录观看了解,此处简单截取部分。

讲义:以“项目”的形式承载,学生可直接运行/修改。

作业:可发布多种作业类型,在线收发、批阅。

学情:提供自动化数据统计辅助了解学情


“课-训-赛”育人才系列培训是和鲸面向高校教师开设的系列活动,计划每月举办一次。

我们将邀请教育领域的专家学者,围绕“教学理念与教学方法”、“课程设计与实践案例”、“教师发展与个人成长”、“学科建设与人才培养”等多元化主题,展开深入探讨与经验分享,希望能由此为老师们提供一个持续学习和交流的平台,同时助力推动教学创新和教学质量的提升。

如果您怀揣着对教学的独到见解,愿意与志同道合的同仁们交流,我们诚挚地邀请您随时与我们联系。

同时,和鲸数据科学教学-实训平台 ModelWhale 提供免费试用,您可点此链接注册体验。