基于不同專業(yè)背景的Python課程體系研究

顏遠(yuǎn)海

（廣州華商學(xué)院，廣東 廣州 511300）

1 引言

在新工科建設(shè)的大背景下，各傳統(tǒng)的工科專業(yè)都在思考著如何緊跟時(shí)代的步伐，特別是當(dāng)前處于大數(shù)據(jù)時(shí)代，如何將傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化的課程體系進(jìn)行改革，使之更加符合當(dāng)前社會(huì)對(duì)人才的需求。目前高校當(dāng)中較普遍的一種課程改革方式是對(duì)專業(yè)進(jìn)行分方向教學(xué)，即在原來(lái)的課程體系中，允許大三學(xué)生根據(jù)自己意愿選擇課程方向。目前很多傳統(tǒng)工科專業(yè)分方向之一會(huì)選擇大數(shù)據(jù)分析方向。Python課程是大數(shù)據(jù)分析方向的基礎(chǔ)課程，然而不同的專業(yè)開設(shè)大數(shù)據(jù)分析方向的目的是不一樣的，如果按照相同的課程內(nèi)容進(jìn)行講解，勢(shì)必會(huì)與專業(yè)其他課程之間銜接不當(dāng)，與專業(yè)目標(biāo)相悖[1]。例如，在計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)中已經(jīng)開設(shè)了C語(yǔ)言、Java等課程，如何使這些課程更好地銜接到Python課程[2]？有些電子商務(wù)專業(yè)在大一的時(shí)候就開設(shè)Python課程，那么又如何上好大學(xué)第一門語(yǔ)言課？這些專業(yè)如何衡量Python課程在本專業(yè)課程體系中的作用與地位以及對(duì)后續(xù)課程有何影響？因此，在不同專業(yè)背景下建設(shè)Python課程，對(duì)學(xué)生、老師都有著積極的作用。

2 問(wèn)題闡述

本文對(duì)廣東財(cái)經(jīng)大學(xué)華商學(xué)院數(shù)據(jù)科學(xué)學(xué)院的電子商務(wù)、軟件工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、信息管理與信息系統(tǒng)、數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)5個(gè)專業(yè)中開設(shè)的Python課程進(jìn)行比較分析，針對(duì)培養(yǎng)大綱中的培養(yǎng)目標(biāo)，對(duì)Python課程開設(shè)學(xué)期、Python后續(xù)相關(guān)課程等因素進(jìn)行歸納總結(jié)。

從表1，2中，可以發(fā)現(xiàn)，雖然各專業(yè)都開設(shè)了相關(guān)的Python課程，但是在開設(shè)目的、課程銜接方面相差很大，Python課程在大數(shù)據(jù)中的相關(guān)課程較多，受專業(yè)特點(diǎn)的影響，大數(shù)據(jù)專業(yè)中應(yīng)用較多的是數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)挖掘等相同或相近的課程[3,4]。而其他專業(yè)只是開設(shè)此方面的課程，沒有形成課程體系，進(jìn)一步的分析可得到以下的問(wèn)題描述：

表1 不同專業(yè)開設(shè)Python課程情況

表2 不同專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)及Python課程情況

（1）各專業(yè)上課對(duì)象層次不一

各個(gè)專業(yè)開設(shè)的學(xué)期不一樣，因此學(xué)生基礎(chǔ)也會(huì)不一樣。

（2）各專業(yè)先修課程不一

計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)，軟件工程，信息管理與信息系統(tǒng)相關(guān)Python課程沒有合適的先修課程。電子商務(wù)的數(shù)據(jù)分析課程開設(shè)Python程序基礎(chǔ)課程。

（3）數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)專業(yè)有關(guān)課程內(nèi)容界線不明

數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)開設(shè)Python相關(guān)課程較多，圍繞數(shù)據(jù)分析方向設(shè)置課程體系，需要注重課程內(nèi)容的重復(fù)度。

（4）信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)課程體系不明

信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)從人才培養(yǎng)目標(biāo)、開設(shè)課程等方向上看，沒有有關(guān)數(shù)據(jù)分析的培養(yǎng)目標(biāo)，相關(guān)課程也是最少的。

（5）培養(yǎng)目標(biāo)形成兩極分化現(xiàn)象

從相關(guān)培養(yǎng)目標(biāo)上分析，計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)、電子商務(wù)等都強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)分析能力，但是為了更好地結(jié)合專業(yè)特色，計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)分析方向課程；電子商務(wù)強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)分析在電商中的應(yīng)用；而數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)強(qiáng)調(diào)Python課程的基礎(chǔ)與其他課程之間的關(guān)聯(lián)，能夠形成系統(tǒng)性課程。

（6）課程類別導(dǎo)致培養(yǎng)形式不同

數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)、電子商務(wù)具有程序設(shè)計(jì)（Python）基礎(chǔ)課程，具有理論+實(shí)驗(yàn)的上課形式，而其他專業(yè)類似的課程只有實(shí)驗(yàn)課程。

3 必要性分析

3.1 教學(xué)對(duì)象決定分專業(yè)建設(shè)的必要性

每個(gè)專業(yè)開設(shè)Python課程的學(xué)期都不一樣，因此所面對(duì)學(xué)生層次會(huì)不一樣，每個(gè)學(xué)生的基礎(chǔ)相差較大，大數(shù)據(jù)專業(yè)與電子商務(wù)專業(yè)學(xué)生在大一的時(shí)候開設(shè)Python課程，學(xué)生沒有相關(guān)基礎(chǔ)，在教學(xué)內(nèi)容方面應(yīng)該更多地考慮學(xué)習(xí)內(nèi)容的語(yǔ)法以及語(yǔ)句結(jié)構(gòu)等，建議這門課以“重基礎(chǔ)，輕實(shí)踐”原則進(jìn)行教學(xué)；而其他專業(yè)開設(shè)的學(xué)期基礎(chǔ)放在大三學(xué)期，而且開設(shè)的課程是Python數(shù)據(jù)分析課程，雖然是選修課，但是因?yàn)闆]有前置課程，在教學(xué)這門課的時(shí)間，應(yīng)該要考慮學(xué)生學(xué)習(xí)語(yǔ)言的基礎(chǔ)，但是又由于大三學(xué)生學(xué)習(xí)了有關(guān)C語(yǔ)言、Java等語(yǔ)言，因此在語(yǔ)法等方面大三的學(xué)生基礎(chǔ)更好，建議這門課程由“輕基礎(chǔ)，重實(shí)踐”方式進(jìn)行教學(xué)[5]。由上所述，教學(xué)對(duì)象的不同導(dǎo)致分專業(yè)建設(shè)Python課程的必要性。

3.2 培養(yǎng)目標(biāo)決定分專業(yè)建設(shè)的必要性

數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)專業(yè)強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)挖掘?yàn)閷I(yè)必備的技能，而其他專業(yè)技能強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)分析與挖掘的備用技能，因此在課程體系方面大數(shù)據(jù)專業(yè)更加注重?cái)?shù)據(jù)分析與挖掘等課程體系，著重在課程內(nèi)容上如何做到循序漸進(jìn)，知識(shí)點(diǎn)由淺入深；其他專業(yè)在各自專業(yè)課程的基礎(chǔ)上，使用Python僅是方向課程，需要配合專業(yè)特性進(jìn)行教學(xué)[6]。因此，針對(duì)不同的培養(yǎng)目標(biāo)，有必要針對(duì)不同專業(yè)中開設(shè)的Python課程進(jìn)行更有針對(duì)性的教學(xué)。

3.3 專業(yè)特色決定分專業(yè)建設(shè)的必要性

計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、信息管理與信息系統(tǒng)作為傳統(tǒng)的工科專業(yè)，課程標(biāo)準(zhǔn)化程度較高，資源較完善，特別是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程專業(yè)，學(xué)生畢業(yè)后要從事軟件開發(fā)等工作。引入Python課程更多地作為學(xué)生選修課程，而電子商務(wù)和數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)專業(yè)作為新型專業(yè)，在標(biāo)準(zhǔn)化、資源建設(shè)方面較弱于其他專業(yè)，特別是數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)專業(yè)，要求學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)較敏感。因此根據(jù)每個(gè)專業(yè)的特點(diǎn)，Python課程的資源建設(shè)有必要進(jìn)行分專業(yè)分開建設(shè)。

3.4 社會(huì)效益決定分專業(yè)建設(shè)的必要性

目前社會(huì)進(jìn)入新工科時(shí)代，以云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)為核心，各行各業(yè)都在重塑規(guī)則，大學(xué)教育的應(yīng)用要回歸到社會(huì)中去，因此以應(yīng)用為中心的教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)該體現(xiàn)在課堂中，以Python為基礎(chǔ)的大數(shù)據(jù)、人工智能更應(yīng)該體現(xiàn)在社會(huì)應(yīng)用中，使學(xué)生能產(chǎn)生最大的社會(huì)效益。而每個(gè)專業(yè)對(duì)應(yīng)的社會(huì)應(yīng)用相差較大，比如軟件工程主要在軟件開發(fā)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)等應(yīng)用中，而電子商務(wù)主要面向各電商平臺(tái)的推廣及附加應(yīng)用中[6]，數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用在各行各業(yè)，影響到各行各業(yè)。因此，社會(huì)效益的不同導(dǎo)致有必要分專業(yè)建設(shè)Python基礎(chǔ)課。

4 課程資源建設(shè)原則

4.1 理論課程資源建設(shè)原則

不同專業(yè)的Python理論基礎(chǔ)提倡“內(nèi)容相同，側(cè)重不同”的原則，即各科專業(yè)在內(nèi)容上應(yīng)該相同，但是不同專業(yè)的側(cè)重點(diǎn)，著力講解的重難點(diǎn)不一樣，我們對(duì)數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)、軟件工程及計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)做比較[7]。

對(duì)于理論課程資源側(cè)重點(diǎn)設(shè)置應(yīng)該更符合每個(gè)專業(yè)的特點(diǎn)，Python是一種語(yǔ)言工具，它可以用來(lái)做數(shù)據(jù)分析、編程設(shè)計(jì)、算法結(jié)構(gòu)等，但是根據(jù)每個(gè)專業(yè)的特點(diǎn)，大數(shù)據(jù)應(yīng)該利用Python做數(shù)據(jù)分析與挖掘，軟件工程利用Python做開發(fā)設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)編輯等，計(jì)算機(jī)專業(yè)做并行計(jì)算、系統(tǒng)管理等。

4.2 實(shí)驗(yàn)課程資源建設(shè)原則

各專業(yè)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面應(yīng)該突出各自的專業(yè)特色，應(yīng)該以“知識(shí)點(diǎn)實(shí)驗(yàn)相同，綜合應(yīng)用類實(shí)驗(yàn)不同”的原則展開各專業(yè)教學(xué)，而且在設(shè)置學(xué)分上也應(yīng)該有所側(cè)重。對(duì)數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)、軟件工程及計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)做比較，參見表4[7]。

表4 不同專業(yè)Python課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)置

在專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程資源建設(shè)上，建議分兩大部分實(shí)驗(yàn)建設(shè)，一部分以基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)為主，目的是讓學(xué)生學(xué)會(huì)Python程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)，另一部分應(yīng)該體現(xiàn)專業(yè)特色，比如數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)應(yīng)該體現(xiàn)數(shù)據(jù)分析與挖掘的實(shí)例，軟件工程體現(xiàn)軟件開發(fā)工程實(shí)例，計(jì)算機(jī)科學(xué)體現(xiàn)系統(tǒng)管理與并行計(jì)算的實(shí)例。

5 課程教學(xué)效果分析

5.1 學(xué)生認(rèn)可度分析

不同學(xué)生對(duì)本專業(yè)開設(shè)Python的認(rèn)可度不一樣，從調(diào)研數(shù)據(jù)可得，大數(shù)據(jù)專業(yè)學(xué)生認(rèn)可度最高；而其他專業(yè)認(rèn)為Python課程的必要性與社會(huì)大環(huán)境有關(guān)，特別是軟件工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生，他們作為工科類學(xué)生，未來(lái)工作中或多或少都會(huì)有處理數(shù)據(jù)的需求，因此他們對(duì)Python的認(rèn)可度較高；而電子商務(wù)，信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)學(xué)生相對(duì)積極性并不高?？傮w來(lái)看，工科類學(xué)Python的積極性更高，而其他類學(xué)科學(xué)生相對(duì)積極性不高（圖1）。

表3 不同專業(yè)開設(shè)Python課程內(nèi)容及側(cè)重點(diǎn)

圖1 分專業(yè)學(xué)生開設(shè)Python課程調(diào)研分析

認(rèn)可度還可以從學(xué)生在該課程中主動(dòng)實(shí)踐的學(xué)時(shí)上得出，據(jù)統(tǒng)計(jì)，學(xué)生課后主動(dòng)實(shí)踐以及課堂實(shí)踐占總學(xué)時(shí)比例中，大數(shù)據(jù)專業(yè)學(xué)生居高，而軟件工程與計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐占比也高于其他非工科類學(xué)生。具體可參見圖2[8]。

圖2 分專業(yè)學(xué)生實(shí)踐占比分析

5.2 學(xué)生學(xué)習(xí)成效分析

為了說(shuō)明不同專業(yè)在Python課程體系中的學(xué)習(xí)成效，分別針對(duì)不同年級(jí)的學(xué)生進(jìn)行兩組測(cè)試實(shí)驗(yàn)。

第1組：不同專業(yè)使用相同的教學(xué)體系資源進(jìn)行教學(xué)。

第2組：不同專業(yè)使用不同的教學(xué)體系資源進(jìn)行教學(xué)。

成效指標(biāo)：作業(yè)平均完成時(shí)間，作業(yè)平均準(zhǔn)確率。

經(jīng)過(guò)比較，可得出圖3、4。

從圖3，圖4中可以得出以下結(jié)論：

圖4 不同專業(yè)使用不同教學(xué)資源學(xué)生成效分析

結(jié)論1：不同專業(yè)如果使用相同的教學(xué)資源、相同的教學(xué)方法，作業(yè)完成準(zhǔn)確率相對(duì)較低，而且越非工科類專業(yè)作業(yè)準(zhǔn)確率更低，完成時(shí)間更長(zhǎng)。

結(jié)論2：不同專業(yè)使用不同的教學(xué)資源，學(xué)生作業(yè)平均準(zhǔn)確率相當(dāng)，而且比圖3中的相應(yīng)準(zhǔn)確率較高。作業(yè)平均完成時(shí)間較接近。

圖3 不同專業(yè)使用相同教學(xué)資源學(xué)生成效分析

因此，不同專業(yè)學(xué)生上同一門課程，即使使用相同教學(xué)體系資源，所產(chǎn)生的效果是不一樣的，從圖4可得，應(yīng)該針對(duì)不同專業(yè)學(xué)生在Python課程體系中設(shè)置符合專業(yè)特色的教學(xué)資源才會(huì)產(chǎn)生更加良好的效果。

6 結(jié)語(yǔ)

本文圍繞Python課程體系研究展開，從一開始就將課程定位于一種能夠賦能各專業(yè)建設(shè)的編程語(yǔ)言[9,10]。根據(jù)不同專業(yè)的特點(diǎn)，提出核心觀點(diǎn)：不同專業(yè)應(yīng)該建立不同的Python課程體系，因此本文從建設(shè)的背景、必要性出發(fā)，認(rèn)為Python課程在每個(gè)專業(yè)中的定位和學(xué)習(xí)目標(biāo)是不一樣的，而每個(gè)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)也是不一樣，因此在設(shè)置Python課程內(nèi)容的時(shí)候也應(yīng)該分別對(duì)待。為了突出必要性，本文從實(shí)際出發(fā)，重點(diǎn)針對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)這三個(gè)工科專業(yè)，和電子商務(wù)、信息管理與信息系統(tǒng)這兩個(gè)非工科專業(yè)進(jìn)行比較，從培養(yǎng)目標(biāo)與課程內(nèi)容之間的相符性進(jìn)行分析，并給出每個(gè)專業(yè)的側(cè)重點(diǎn)內(nèi)容；最后，從學(xué)生角度出發(fā)，通過(guò)學(xué)生對(duì)該課程體系分專業(yè)建設(shè)的認(rèn)可度分析，并有針對(duì)性地比較不同專業(yè)在相同資源體系和不同資源體系下的學(xué)生學(xué)習(xí)成效，給出作業(yè)完成平均時(shí)間和作業(yè)平均準(zhǔn)確率兩個(gè)指標(biāo)，實(shí)踐證明，每個(gè)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)、課程體系等不同，Python的定位也很大的不同，應(yīng)該對(duì)這門課程在立足于賦能的功能基礎(chǔ)上，對(duì)它分別建設(shè)課程資源，而不應(yīng)該對(duì)不同專業(yè)設(shè)置相同的課程體系資源。因此，在此認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上，學(xué)校應(yīng)該有針對(duì)性地對(duì)這門課程進(jìn)行分專業(yè)建設(shè)。