Python课程线上线下混合式教学研究与实践

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  【摘要】    线上线下混合式教学模式成为未来大学教学的主流趋势,混合式教学提供更多元化的选择,不但能提供学生个性化辅导,还可以更好激发学生学习兴趣。针对Python编程类课程的环境难配置和线上互动难以反馈等问题,提出线上编辑器与线下编程环境相结合、线下课堂教学与直播界面相融合等新实践方式,分享了教学实践中的经验和反思,同时也提出了未来研究的着眼点。
  【关键词】    线上线下    混合式教学    编程类    在线编辑器    教学实践
  一、线上线下混合式教学研究的意义
  基于“互联网+”混合式教学是将传统教学与在线教学相结合的教学模式、慕课等大规模在线开放课程的出现。针对目前传统高校课程受时间和地点的限制等问题,线上教学有着自由,共享等优越性,线上教学资源也拓展了师生的眼界,所以研究线上线下混合式教学,对计算机类专业编程类课程,创新人才培养模式都有着重要的研究意义。
  1.1线上线下混合教学有利于学生学习体验和学习效果
  线上教育可以实现数据化,能够精准分析学生的个人情况,为学生提供个性化的提升计划,但互动性较差,不自觉的学生学习效果差;线下教育更有情感交流,能够实现面对面的师生以及生生之间的互动和交流,但针对性不如线上教育强,有些学生在已经熟悉掌握某个知识点的情况下却不能自由选择学习内容。
  线上线下教学有机融合,发挥各自优势,扬长避短,能实现“1+1>2”的效果,这也是未来教育发展的趋势。目前课程的教学以线上线下融合的形式开展,从课前的预习、课中的练习、课后的作业和报告都以可以线上线下相结合的模式,两者结合,提升了学习效率和效果。
  线上教学有着传统教学不可比拟的优势,利用学校线上课程相关平台开发出语音互动、公告、现场问卷、答题卡、作业互相批改等项目,增强课堂参与感,调动孩子学习积极性。此外,我们未来计划将AI等技术应用其中,在课堂体验和教学效果方面结合语音识别、抽奖、随堂测验等功能营造良好教学氛围。
  1.2线上线下混合教学提升教师教学能力
  混合式教学质量,很大程度取决于高校教师如何在新模式下实现角色转换。教师线上教学能力不足,混合式教学资源不足等问题,必将带来高校重新梳理专业建设、课程设置、人才培养方案及教学评价等工作,从而去研究“互联网+”新模式下如何提高教师的教学能力。
  很多高校都意识到教师们开展线上教育的能力还不够,对教学平台功能不了解、软件运用不熟练等问题,可以针对不同内容进行在线视频培训,面授帮助老师短时间内适应线上系统,熟悉授课平台,改变课堂互动方式,并且组织老师重新进行适合线上交互的磨课、练课、备课,保障线上教育的效果。
  二、课程现状与特点
  Python程序设计,是当下软件应用开发的主流程序,用途非常广泛,在网页开发、可视化(GUI)界面开发、数据分析、机器学习(Python有各种各样的库来支持)、网络爬虫、科学计算方面有着各种应用,是目前企业开发者最为青睐的编程语言之一,也是近两年高职院校计算机类专业新开设最多的编程语言。
  Python简单易学,已是人工智能标配编程语言。目前,国内Python的人才缺口巨大,人才市场上符合企业要求的Python工程师数量却远少于企业需求量,人才供不应求。另外,Python语言有着简单易学,更接近人类使用的语言、丰富而完整的库,为学习者和使用者提供强大的支持,是一款入门快、功能强大、高效灵活的编程语言,应用在数据分析、人工智能、网站开发、网络安全、集群运维等很多领域,是人工智能技术应用专业的专业核心课程。
  2020年我院在确定开设人工智能技术应用专业之后,《Python程序设计基础》课程成为人工智能方向的重要专业基础课程。同时也是对人工智能有研究的专业教师承担企业的人工智能培训,承担人工智能项目如“使用聚类算法构建学习模型”、“基于深度数据的手指识别与跟踪”的重要工具。
  做好《Python程序设计基础》课程线上线下相融合教学案例,不仅仅是为人工智能及计算机相关专业授课服务,更是本专业群的其他课程探索出新思路和新型的教学模式,甚至辐射成为周边企业院校范本课程和共享资源。
  三、线上线下混合式教学实践的五融合
  高校课程未来方向是线上线下授课相融合,逐步从传统的教室课堂向容纳人数更多,传播更便捷,管理更先进的在线课程转化。尤其是在后疫情影响时代,在线课程急速发展的当下,更急迫研究线上线下相融合的教学模式。课程组在Python课程教学中,从五个方面教学环境、教学形式、教学管理、教学资源、评分考核进行了实践教学的融合。
  3.1线下编程环境与在线编辑器相融合
  Python程序开发需要安装开发环境JetBrains PyCharm Community Edition,线下课程可以在安装有开发环境的机房开展。线上课程,就遇到了学生没有电脑或無法安装相应版本的开发环境,就无法进行编程练习的难题。
  线上课程则使用在线编辑器,特点是简单便捷,只要一台联网的电脑或者手机,打开在线编辑器的对应网址即可。但一般都是测试版本,很多功能还未完善,比如不支持 input、文件读写、网络请求,不能 import 部分模块等,所以可以作为在线课程编辑的补充方案,便于那些没有条件安装开发环境的学生参与到编程练习中。
  3.2线下课堂授课与线上直播课程相融合
  线下课堂和直播课堂相结合,因疫情影响,本学期前两周开展直播课程,直播课程全程启用录屏功能,课程结束之后可以回放复习知识点。后期线下课堂教学,同样也启用全程录屏,将线下教学内容录制成视频课程,上传至线上课程平台,供学生回放。同时经过精心制作,形成系列的视频课程,形成开放课程,可以开放给更多想学习这门课程的学生。   课程直播虽然可以在线讲解,演示程序代码过程,但是不能及时获得学生完成任务情况,课程平台也不支持分享学生屏幕。语音问答又因学生上课环境不一,往往会背景声音很嘈杂,影响课堂质量。为了更好地实现在线教学互动,结合本课程编程课的特性,建立课程专用QQ群,要求学生将编程运行结果截图,及时反馈到QQ群,既能让教师了解进度,又能在课后对学生进行课堂平时分记录。较好解决了编程类课和学生的互动问题。
  3.3线下课堂管理与线上电子签到、问卷和奖励相融合
  传统的课堂管理是教师点名,利用线上签到系统,不但方便快捷,而且自动记录签到时间,导出签到记录,实现数据化管理考勤。另外,线下课堂中,加上信息化管理环节,比如电子问卷,抢答及奖励,都会给课堂带来焕然一新的感觉,增强学生的课堂兴趣和参与感。
  3.4线下课堂案例与线上海量资源相融合
  线下课堂案例,因为师生可以更好互动,了解进度,掌握进展状况,所以及时有效。但因为线下课堂时间有限,而且不能根据学生自身条件灵活安排学习。可以将更多的学习例程,资源包上传到线上课程平台,学生随时随地获取学习资源,扩大学习范围。另外,针对学生基础不同,定制不同的学习任务和目标,线上课程平台更容易实现。两者结合在一起,增强学习效果,实现学生的个性化辅导。
  3.5线下技能考核与线上作业考试相融合
  线下课堂适合分组讨论,团队合作完成编程项目。在时间有限情况下,可将作业布置在线上,学生线上完成作业,教师线上批阅分数及加批注,学生可以及时得到反馈。也可以设置作业互批等小环节,增加合作和参与感。作业分数一键导出,方便记录。另外,在线考试设置好题型,不同班级设置随机模式,打乱题目顺序,评价方式更灵活方便。
  四、结束语
  结合"新工科"建设理念、在不同维度的线上线下相融合下创新混合式教学实践,经过多年不懈的信息技术编程类专业课程和培养模式改革之路,课程组在Python课程教学的各个方面进行了结合线上课堂的实践性探索,取得了良好的教学效果和案例积累。
  未来的线上线下混合式教学模式的研究,将着眼于深度挖掘线上教学优势,开展分层教学,使得线上教学更具有“个性化”、“计划性”和“记忆化”趋势,因材施教。另外,通过技术手段和功能开发,增强应用人工智能、AR、VR等科技手段,使得线上教育在辅导个性化、数据可视化、效果可视化方面优势更加突出,进一步加强线上教育的互动性、趣味性。
  参  考  文  献
  [1] 高迪,刘杰,郎大鹏.后疫情时代大学计算机基础课程混合式教学研究[J].黑龙江教育(高教研究与评估),2021,{4}(07):50-52.
  [2] 单凤君,张婷婷,王蕊.“线上线下+翻转课堂”混合教学模式下的课程重构与教学实践——以“大气污染控制工程”为例[J].遼宁工业大学学报(社会科学版),2021,23(04):122-125.
  [3] 王宇辉.土力学课程线上线下混合式教学实践与探讨[J].山西建筑, 2021,47(15):192-194.
  过梦旦(1977.06.22日),女,汉族,江苏无锡,工程硕士,副教授,研究方向:电子与通信。
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