產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項目教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革項目申報書模板-兵法和算法雙主線的算法課程思政建設(shè)

沒有一個冬天不可逾越，沒有一個春天不會來臨。——南方周末愿你一生努力，一生被愛。想要的都擁有，得不到的都釋懷?！嗽麻L安填表說明(1)全日制本科高校在職教師或在校學(xué)生；(2)原則上不接受之前已獲得過同類項目資助的重復(fù)2.有關(guān)項目內(nèi)容、具體要求和說明請參考項目申報指3.項目負(fù)責(zé)人填寫的內(nèi)容由所在單位負(fù)責(zé)審核，所填內(nèi)容必須真實(shí)、可靠。4.申請書由項目負(fù)責(zé)人填寫并手寫簽名，報送所在高校主管部門審查、簽署意見并蓋章后，將掃描文件上傳到項目平臺()。項目概況(單選)項目負(fù)責(zé)人(主要教學(xué)及科研工作)獲得藍(lán)橋杯軟件設(shè)計大賽省賽二等獎2020.10操作系統(tǒng)慕課設(shè)計和制作的探究2024.6疫情下教師在線教學(xué)能力提升的探究項目主要成員(不含項目負(fù)隨著信息技術(shù)的發(fā)展以及新冠疫情對線下教學(xué)的影響，線上線下混合式教學(xué)已經(jīng)成為高校教學(xué)改革的必然選擇

[1]。線下教學(xué)是廣大教師課堂教學(xué)的主陣地，線上教學(xué)代表“數(shù)字化課堂”的發(fā)展方向，混合式教學(xué)就是線上和線下兩種教學(xué)模式的有機(jī)結(jié)合

[2]，是當(dāng)下及未來教育變革的重要方向。Python語言具有優(yōu)雅、清晰、簡潔的語法特點(diǎn)，已經(jīng)成為非計算機(jī)專業(yè)學(xué)生的入門級程序設(shè)計語言，但是對于非計算機(jī)專業(yè)來說，分配給該課程的課時往往比較少，一般為2學(xué)分，同時還要留出一部分作為上機(jī)課時。對Python語言程序設(shè)計這門課來說，如何在有限的課時內(nèi)，達(dá)成對學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)的課程目標(biāo)，是一個亟待解決的問題。1

Python語言程序設(shè)計課程教學(xué)現(xiàn)狀

（1）教學(xué)方法仍沿用傳統(tǒng)計算機(jī)語言的教學(xué)方法。Python語言是進(jìn)入人工智能時代的“金鑰匙”，學(xué)生對該門課的學(xué)習(xí)抱有較高的熱情和期待，但是學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)進(jìn)度卻與C語言程序設(shè)計、Java語言程序設(shè)計沒有太大區(qū)別。由于受到課時的限制，學(xué)生感興趣的爬蟲、數(shù)據(jù)分析與可視化、數(shù)據(jù)庫操作、Web開發(fā)等內(nèi)容卻很少涉及，這是導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣低下的主要原因。對于講授該門課程的教師來說，存在的問題就是忽視了Python語言的語法具有優(yōu)雅、清晰、簡潔的特點(diǎn)，因此應(yīng)該適當(dāng)壓縮Python語法、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相關(guān)內(nèi)容的課時，增加與爬蟲、Web開發(fā)、數(shù)據(jù)分析有關(guān)的第三方包及框架相關(guān)內(nèi)容的課時，讓學(xué)生專注于編程邏輯，而不是語法細(xì)節(jié)

[3]，把更多精力放在解決問題本身，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。（2）教學(xué)內(nèi)容的更新與學(xué)生的學(xué)習(xí)需求相結(jié)合。非計算機(jī)專業(yè)Python語言程序設(shè)計課程的教學(xué)安排一般是2學(xué)分，32課時，在32課時中還要留出一部分用于學(xué)生的上機(jī)訓(xùn)練，在課時量不足的情況下，教師在課堂上只能講授Python語言最基礎(chǔ)的內(nèi)容。在“中國大學(xué)MOOC”上搜索“Python語言”，可以搜索到兩門國家級精品課程，一門是北京理工大學(xué)嵩天等老師的Python語言程序設(shè)計課程，一門是哈爾濱工業(yè)大學(xué)車萬翔老師的高級語言程序設(shè)計（Python）課程

[4]。同時，在“中國大學(xué)MOOC”上，還可以搜索到3門嵩天老師主講的與Python有關(guān)的國家精品課程，分別是Python數(shù)據(jù)分析與展示、Python爬蟲與數(shù)據(jù)提取和Python科學(xué)計算與三維可視化。對于非計算機(jī)專業(yè)來說，很難為Python語言開設(shè)多門課程，因此，很有必要進(jìn)一步豐富Python語言程序設(shè)計這門課程的教學(xué)內(nèi)容，通過翻轉(zhuǎn)課堂的形式，通過一門課程的講授，完成多門課程的效果。2Python語言程序設(shè)計混合式教學(xué)改革方案Python語言程序設(shè)計混合式教學(xué)改革方案如圖1所示。基于混合式教學(xué)的Python語言程序設(shè)計壓縮了與其他計算機(jī)語言有共性的基礎(chǔ)語法部分的講授課時，將此部分的教學(xué)任務(wù)前移至課下進(jìn)行，學(xué)生通過數(shù)字化教學(xué)資源以線上的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)；將課堂教學(xué)的重點(diǎn)放在具有Python語言特色的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、表達(dá)式、生成式以及與實(shí)際應(yīng)用緊密結(jié)合的實(shí)戰(zhàn)項目上。這就對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)評價提出了更高的要求。本次項目的實(shí)施為后續(xù)企業(yè)與高校的合作搭建了平臺，具有橋梁的作用，項目實(shí)施的意義較大。2.項目培訓(xùn)方式：本項目培訓(xùn)的方式更加多元化，采用線上線下、理論+實(shí)踐相結(jié)合的培訓(xùn)方式。大數(shù)據(jù)分析相關(guān)師資培訓(xùn)研議報告及大數(shù)據(jù)分析技術(shù)相關(guān)學(xué)習(xí)資料等，。在進(jìn)行線下培訓(xùn)時，采用理論+實(shí)踐的培訓(xùn)方式，不僅要注重理論知識，還要注重實(shí)戰(zhàn)鍛煉，在實(shí)學(xué)習(xí)成效。為了提高教師的學(xué)習(xí)效率，以及更好地掌握教師培訓(xùn)情況，本項目采用以任務(wù)為導(dǎo)向，將培訓(xùn)內(nèi)容分解成每天的學(xué)習(xí)任務(wù)，最后以學(xué)習(xí)日志和課程設(shè)計的形式提交。除進(jìn)行線下培訓(xùn)外，還可以帶領(lǐng)高校教師參觀企業(yè)，組織專任教師去企業(yè)頂中去。項目實(shí)施的途徑和方式更加多元化，更具有趣味性，可以訓(xùn)。3.項目培訓(xùn)內(nèi)容：本項目實(shí)施目的是提高教師專業(yè)技能、教學(xué)能力和課程建設(shè)水平。本項目對教師專業(yè)技能的培訓(xùn)更注重教師實(shí)踐能力的提升，培訓(xùn)內(nèi)容不拘泥于課本理論，側(cè)重于大數(shù)據(jù)分析技術(shù)在企業(yè)中的實(shí)際應(yīng)用。通過實(shí)際項目演練，加深教師對所學(xué)知識點(diǎn)的理解和掌握，使得教師通過培訓(xùn)達(dá)到大數(shù)據(jù)專業(yè)的能力要求。3Python語言程序設(shè)計混合式教學(xué)改革過程

3.1教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化Python是一門模塊化的程序設(shè)計語言，模塊化是Python語言區(qū)別于傳統(tǒng)計算機(jī)語言的重要特征之一，可以通過模塊（module）、包（package）和框架（Framework）3個概念，更清晰地了解Python語言的學(xué)習(xí)曲線。在Python語言中，每一個Python文件都可以被稱為一個Python模塊（module），在Python的模塊中可以定義函數(shù)、變量和類。如果要調(diào)用該模塊中的函數(shù)、變量和類，直接在代碼中導(dǎo)入該模塊（import模塊文件名字）即可。在編程實(shí)踐中，可以將自己或者他人編寫的Python文件拷貝到自己的項目中，就可以調(diào)用該文件中定義的變量、函數(shù)和類。Python中的包（Package），類似于其他編程語言中的類庫（library），包的概念是相關(guān)功能模塊的集合，將多個相關(guān)的模塊（Python文件）存放到相同的目錄下，并且在該目錄下創(chuàng)建一個名字為__init__.py的文件，那么這個目錄就是Python中的包。用戶可以通過import語句引入包中定義的變量、函數(shù)和類，直接調(diào)用即可。Python中的框架（Framework）是Python包（類庫）的集合。從功能上來說，框架與包（類庫）相似，一個功能完善的包（類庫），就可以稱為框架（Framework）。如果用來開發(fā)某個領(lǐng)域包的功能比較完善，則這個包就可以被稱為框架，框架的包內(nèi)還可以包含多個子包。為了方便開發(fā)，框架會將項目中必須實(shí)現(xiàn)的代碼直接實(shí)現(xiàn)，開發(fā)者只須關(guān)注項目的個性化需求即可。如果把一個項目比作是修建一座大廈，基于框架創(chuàng)建一個新項目，僅僅通過一行創(chuàng)建項目的代碼，就完成了該項目整體框架的搭建，然后根據(jù)該項目的個性化目標(biāo)，編寫具體實(shí)現(xiàn)代碼即可，如Django和Flask（Web開發(fā)框架）、pyspark（大數(shù)據(jù)框架）、scrapy（爬蟲框架）等，都實(shí)現(xiàn)了搭建項目的腳手架功能。因此，可以將Python語言的教學(xué)內(nèi)容分為三大模塊（見表1）：基礎(chǔ)應(yīng)用模塊、專業(yè)應(yīng)用模塊和創(chuàng)新應(yīng)用模塊。

上述3部分內(nèi)容在層級上是遞進(jìn)關(guān)系，基礎(chǔ)應(yīng)用模塊主要講授Python基礎(chǔ)語法與傳統(tǒng)計算機(jī)編程語言有語法共性的部分，以講授知識點(diǎn)為主；專業(yè)應(yīng)用模塊主要講授具有Python語言特色的語法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)部分，通過案例教學(xué)，可以實(shí)現(xiàn)對基礎(chǔ)應(yīng)用中知識點(diǎn)的綜合應(yīng)用；創(chuàng)新應(yīng)用模塊緊扣實(shí)際需求，主要結(jié)合當(dāng)前應(yīng)用熱點(diǎn)領(lǐng)域進(jìn)行Python編程能力訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)的能力，可以協(xié)助學(xué)生申報創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目、參與科技競賽等。3.2教學(xué)模式及手段創(chuàng)新講授計算機(jī)程序設(shè)計語言的傳統(tǒng)方法往往采用教師課堂講授，學(xué)生再上機(jī)練習(xí)的方式。采用傳統(tǒng)教學(xué)方法，在32課時內(nèi)，即使只完成表1中前兩個部分的教學(xué)，也有一定的難度。這就要進(jìn)行教學(xué)方法和教學(xué)手段的創(chuàng)新。3.2.1

應(yīng)用項目式教學(xué)方法

在Python語言程序設(shè)計課程的教學(xué)中，由于對講授基本語法、數(shù)據(jù)類型、流程控制等內(nèi)容的課時進(jìn)行了壓縮，因此將該部分教學(xué)內(nèi)容錄制成講課視頻并制作成數(shù)字化教學(xué)資源，通過線上自學(xué)的方式進(jìn)行；在線下授課過程中，采用項目式教學(xué)方法，將零碎的知識點(diǎn)貫穿起來，通過項目應(yīng)用，鞏固學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握。在線下的課堂上，教師一步一步編程實(shí)現(xiàn)項目內(nèi)容，同時還可以演示編程過程中的常見錯誤和異常，并且通過現(xiàn)場調(diào)試程序中的錯誤，可以訓(xùn)練學(xué)生的編程思維，降低學(xué)生編寫代碼的畏難情緒。（1）要進(jìn)行線上教學(xué)資源的建設(shè)。高質(zhì)量的線上數(shù)字化教學(xué)資源，是項目式教學(xué)方法順利開展的重要前提。（2）線下教學(xué)要能夠檢驗、鞏固和轉(zhuǎn)化線上知識的學(xué)習(xí)。線下教學(xué)采用項目式教學(xué)方法，其教學(xué)內(nèi)容是對多個知識點(diǎn)的綜合化、體系化應(yīng)用。通過項目式教學(xué)，可以對零散的知識點(diǎn)進(jìn)行查漏、補(bǔ)缺。（3）線上、線下教學(xué)要有評估。教學(xué)活動是一個過程，無論是線下課堂還是線上課程，都要及時掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)動態(tài)，并根據(jù)學(xué)生的反饋進(jìn)行教學(xué)質(zhì)量評估，以此改進(jìn)線上和線下的教學(xué)效果。3.2.2

建設(shè)數(shù)字化教學(xué)資源

線上教學(xué)是將學(xué)生的學(xué)習(xí)前移至線上課堂的工具和手段，因為線上的學(xué)習(xí)占用的是學(xué)生的課余時間，只有高質(zhì)量的線上教學(xué)資源，才能更好地將學(xué)生帶入線上課堂，因此，線上教學(xué)資源的建設(shè)非常重要。1）慕課資源。如果用中國大學(xué)MOOC的國家精品課程，很難和課堂講授的實(shí)戰(zhàn)項目進(jìn)行有效結(jié)合；如果給學(xué)生指定Bilibili或者其他在線學(xué)習(xí)平臺上的講課資源，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、學(xué)習(xí)效果會參差不齊，同時缺乏有效的反饋機(jī)制，會嚴(yán)重影響教學(xué)效果的達(dá)成。2）視頻+PPT資源。教師可以將自己錄制的講課視頻和PPT課件上傳至在線教學(xué)平臺，供學(xué)生線上上課使用。雖然視頻錄制增加了教師的教學(xué)工作量，但是可以使線上學(xué)習(xí)的內(nèi)容更好地與線下的項目式教學(xué)內(nèi)容吻合，更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時，線上學(xué)習(xí)平臺也提供了一系列的學(xué)習(xí)過程管理功能，如學(xué)生學(xué)習(xí)時長統(tǒng)計、登錄次數(shù)統(tǒng)計、學(xué)習(xí)記錄統(tǒng)計等，教師可以掌握每一個學(xué)生的線上學(xué)習(xí)情況。該方式的缺點(diǎn)是，由于Python語言程序設(shè)計課程具有較強(qiáng)的實(shí)踐性，很難在PPT中展示完整的程序代碼，導(dǎo)致PPT內(nèi)容與視頻內(nèi)容脫節(jié)；此外，由于播放進(jìn)度不允許拖拽，針對PPT中某個具體知識點(diǎn)的回顧，學(xué)生須再次看完整段視頻，影響線上課程教學(xué)效果。3）融媒體形式的課件資源。融媒體是指將各種媒體聯(lián)合起來進(jìn)行的文字、圖片及視頻信息的傳播形式

[3]。為了解決線上教學(xué)中，視頻課件與PPT內(nèi)容銜接不夠緊密、學(xué)生觀看視頻課件時注意力難以持續(xù)集中的問題，將基于融媒體技術(shù)的課件引入線上教學(xué)中，通過閱讀融媒體課件中的文字、代碼和圖片，可以很好地回顧視頻中的講課內(nèi)容，通過觀看視頻也可以更好地理解融媒體中的文字、代碼和圖片背后隱藏的知識點(diǎn)，使靜態(tài)的文字、代碼和圖片能夠與動態(tài)的視頻信息進(jìn)行良好的交互與相互促進(jìn)。打破了“視頻+PPT課件”教學(xué)方式的單調(diào)與沉悶，可以更好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，使線上學(xué)習(xí)具有身臨其境的即視感，這為突破時間和空間對知識傳授的限制以及豐富教學(xué)手段和教學(xué)模式，提供了有益嘗試。融媒體課件通過騰訊文檔即可實(shí)現(xiàn)，騰訊文檔可以實(shí)現(xiàn)在線編輯，是一款支持Word、Excel、PPT、信息收集表、思維導(dǎo)圖、視頻、圖片和代碼的全媒體在線編輯器，騰訊文檔能自動適配多種不同類型的終端，在電腦端與移動端（手機(jī)、Pad）有相同的展示效果，方便學(xué)生隨時隨地學(xué)習(xí)。騰訊文檔可以很方便地分享給某人或者分享到微信/QQ群中。文檔內(nèi)容實(shí)時保存在云端，課件內(nèi)容可以實(shí)時更新，并且提供了信息收集、打卡簽到、考勤、課堂紀(jì)要等各種模板，方便與學(xué)生進(jìn)行課堂互動?；谌诿襟w的課件與傳統(tǒng)的PPT課件相比，有五大優(yōu)點(diǎn)：①在課件上可以完整地展示Python代碼，可以作為上機(jī)訓(xùn)練指導(dǎo)書使用；②通過文字+圖片可以很方便地把教學(xué)過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)展示出來，使學(xué)生在課后復(fù)習(xí)某個知識點(diǎn)時，不必看完整段視頻內(nèi)容；③將每個知識點(diǎn)設(shè)計一個標(biāo)題，所有的標(biāo)題就構(gòu)成了層次分明的目錄，學(xué)生通過點(diǎn)擊目錄，可以像打開思維導(dǎo)圖一樣進(jìn)行知識點(diǎn)的回顧；④課件存儲在云端，教師可以隨時隨地修改課件，分發(fā)給學(xué)生的課件也能同步更新；⑤可以在課件中嵌入講課視頻，方便學(xué)生課前學(xué)習(xí)與課后復(fù)習(xí)。通過基于融媒體課件資源里提供的信息收集功能，可以方便地獲取學(xué)生對于教學(xué)過程的評價，通過評價可以及時更新教學(xué)資源，從而使整個教學(xué)環(huán)節(jié)形成閉環(huán)。3.3教學(xué)評價體系立體構(gòu)建教學(xué)評價是對教學(xué)過程和教學(xué)結(jié)果的測量與反饋。傳統(tǒng)課堂的教學(xué)評價往往通過學(xué)生評教與試卷分析實(shí)現(xiàn)，缺乏對教學(xué)過程的中出現(xiàn)問題的反饋?；旌鲜浇虒W(xué)模式整體上延長了教學(xué)過程，教學(xué)過程不僅包含線下課堂的課時，還包括線上課堂的課時；而且，騰訊文檔提供了一系列插件可以更方便地與學(xué)生互動，獲得學(xué)生的學(xué)習(xí)反饋。教師通過反饋的信息，能及時地調(diào)整教學(xué)工作，及時發(fā)現(xiàn)教學(xué)方法和教學(xué)組織過程中的不足，從而為教學(xué)質(zhì)量的改進(jìn)提供依據(jù)。基于融媒體+項目式教學(xué)的嘗試從2020級信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)的學(xué)生開始，在課程結(jié)束后，筆者進(jìn)行了針對性的座談與問卷調(diào)查。有95%的學(xué)生認(rèn)為基于混合式教學(xué)的Python語言教學(xué)改革貼合大數(shù)據(jù)時代的需求和學(xué)生的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀；有5%的學(xué)生認(rèn)為自己學(xué)習(xí)基礎(chǔ)薄弱，項目式教學(xué)方法使得他們要在課前、課中和課后都投入較大精力進(jìn)行學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)上比較吃力。在下一輪教學(xué)過程中，要適當(dāng)放緩學(xué)習(xí)曲線，適當(dāng)照顧基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生。與傳統(tǒng)“視頻+PPT課件”的教學(xué)資料相比，基于融媒體的課件資源有效降低了線上學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)難度，并且，學(xué)習(xí)不受時間和空間的限制，通過文字+圖片+代碼可以很方便地復(fù)現(xiàn)視頻課件的講課內(nèi)容，方便學(xué)生復(fù)習(xí)并鞏固所學(xué)知識。86%的學(xué)生認(rèn)為本課程的創(chuàng)新應(yīng)用部分引領(lǐng)他們進(jìn)入當(dāng)下的熱門應(yīng)用領(lǐng)域（網(wǎng)絡(luò)爬蟲、數(shù)據(jù)分析、Web開發(fā)），并有意向在此領(lǐng)域進(jìn)一步鉆研與學(xué)習(xí)。訪談中，大部分學(xué)生表示，Python語言是當(dāng)前最熱門的計算機(jī)語言，本門課程的學(xué)習(xí)使自己進(jìn)一步增強(qiáng)了解決實(shí)際問題的能力和信心，并表示在以后的科技競賽和科研工作中，會將Python語言作為首選語言；他們的共同感受是不但學(xué)到了編程知識，更學(xué)會了學(xué)習(xí)編程知識的方法。由此可見，基于融媒體課件的線上教學(xué)方法在實(shí)踐中取得了良好的效果。通過本課題的研究，力求達(dá)到以下預(yù)期目標(biāo)：（1）對區(qū)域代表性企業(yè)進(jìn)行調(diào)查走訪，通過調(diào)查結(jié)果分析得到圍繞軟件工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案要求及畢業(yè)要求的解決復(fù)雜工程問題的創(chuàng)新能力需求報告；（2）校企雙方教師嘗試在嵌入式核心課程的實(shí)踐教學(xué)中將OBE教學(xué)模式進(jìn)行應(yīng)用，包括共同進(jìn)行項目選擇、案例設(shè)計、場景設(shè)計及實(shí)施過程；（3）校企雙方教師在課程設(shè)計中加入師生協(xié)同創(chuàng)新，制定過程化考核機(jī)制，完善軟件工程專業(yè)課程體系；（4）形成帶有實(shí)踐效果的應(yīng)用研究報告；（5）發(fā)表教學(xué)改革論文1-2篇。2023年8月-2023年1月：開展性工科產(chǎn)教融合、校企合作模式相關(guān)外政策及文獻(xiàn)的整理，并對相關(guān)文獻(xiàn)和法規(guī)進(jìn)行研究探索，深入理解國家對新工科專業(yè)人才需求的具體標(biāo)準(zhǔn)和方向，并以此為基礎(chǔ)對國內(nèi)知名高校新工科專業(yè)建設(shè)現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)研，收