項目式教學法在數據科學與大數據技術專業課程教學的應用研究與實踐

陸濤　霍思聰

摘要：隨著信息技術的發展，數據成為企業發展所需的生產資料，因此對大數據技術人才需求很大，高校順應市場需求開設了數據科學與大數據技術專業。在講授相關的大數據專業課程時，傳統的授課方法不利于應用技術型人才的培養，利用項目式教學法通過情境構建、方案設計、項目實施、過程控制、成果展示、評價改進等步驟重構教學內容和改進教學方法，通過開展理論研究并在《大數據可視化技術》課程上進行教學實踐，最終發現能更好地培養應用技術型人才，提高學生的高階認知能力，提高課程教學質量。

關鍵詞：項目式教學法；大數據技術課程；教學實踐；應用技術型人才

引言

在信息技術飛速發展的今天，企業生產運營中產生大量數據，這些數據被分析加工形成了新的生產資料，進一步影響企業的生產與決策，因此，企業非常重視并引進掌握大數據相關技術的人才。高等院校順應市場需求，申請開設大數據技術的相關專業。2016年教育部開始批復本科院校開設數據科學與大數據技術專業，如今綜合類高校或理工院校基本都開設了數據科學與大數據技術專業[1]。這些高校根據自身學校特征，培養不同類型的大數據人才，一類是專注于培養大數據領域理論研究人才，另一類是專注于培養大數據技術應用人才。第二類高校主要定位為應用技術大學，這一類高校及培養的畢業生數量占大多數，因此，如何提高大數據技能應用型人才是一個重要的研究目標[2]。

人才的培養最終落地到課程與教法，讓學生在課程學習中掌握大數據應用的相關技能并學以致用，提高工程實踐能力。項目教學法是一種以學生為主體、教師引導、依托項目主線的教學方法。該教學方法由著名的教育家屈伯克提出[3]。項目式教學法是一種有效的培養大數據相關技術人才的教學方法，能夠破解傳統教學模式在專業課程的一些授課問題。

1. 傳統教學方法在大數據技術相關課程授課時存在的主要問題

傳統教學方法在培養大數據專業人才方面有自身的優勢，如在有效課時內，能將要點傳授給學生，可以量化學生的學習效果。但是在培養應用型人才，提高學生在工程項目實踐能力，快速適應與轉化課程知識以及提高操作技能等方面也暴露出一些缺點：

1.1 教學的課程內容分散，知識點關聯性不強

許多大數據專業課程所講授的知識點內容較零散，如在《數據結構》課程中，分別講授線性結構、樹與二叉樹、圖及常用算法等內容，這些內容偏重理論基礎，知識點的關聯性不強，前后章節間的銜接生硬。因此，項目教學法依托構建一個完整的工程項目，使所有課程教學內容適當地融入教學項目中，在設計與實現項目時，將知識點串聯起來，做到學以致用。

1.2 教學環境的真實性不足，情境設計較差

傳統教學模式下，教師按照教學大綱將每一個要點講透，如在《數據庫原理》課程中，用數學的方法講解范式的化解，學生學習后會進行計算與分解，但是缺少應用場景的設計和模擬，學生無法與真實項目的環境結合在一起，造成理論和應用脫節，代入感不強[4]。因此，項目教學法強調工程項目情境的設計，以此模擬出相應的工程項目環境，其中包括工作環境、工作團隊、工作流程及工程風險等，讓參與學習的學生參與度更高、體驗感更強。

1.3 教學的組織單一，學生被動接受知識

傳統的教學方法是教師講、學生聽，通過不停做題訓練的方式，吸收課程知識。這種模式下，學生是被動吸收知識，對知識的理解不深，并且記憶難度大，學習興趣不濃，甚至有些學生呈現出排斥教學、厭學等現象[5]。在項目教學法實施過程中，學生是教學的主體，學生根據做項目過程中遇到的問題，自行去探索、討論解決問題的方法，主動尋找答案，改變了被動學習的局面，提高了學習的主動性與興趣。

1.4 考核方式單一，不能體現學生綜合能力

傳統的教學方式考核以筆試為主，期末由老師出題，學生集中在教室進行筆試，之后教師改卷評分，給出學生這門課程的成績。考核方式單一，基本是對學生掌握知識程度或應用技術能力的考核，對學生表達能力、協調能力、創新能力等其他維度的考核不足，不能較好地體現學生的整體綜合能力。項目式教學法既要強調最后的項目作品實現效果，也考核學生表達、參與、溝通、創新等能力，允許學生給學生評分，考核的維度多，優化了綜合評分。

2. 項目式教學法在大數據技術相關課程教學的實施方法

項目式教學法的實施總結起來大致分為6個步驟：情境構建、設計方案、項目實施、過程控制、成果匯報、評價改進。數據科學與大數據技術專業的專業課程也按照這6個步驟對課程內容與教學方法進行重構，依托一個完整的工程項目，轉變教學主體對象為學生，教師作為引導員角色，最后利用多維度考核進行綜合評價，以此提高大數據技術應用能力，提高學生工程實踐能力。

2.1 做好立項，完成項目情境構建

首先，學生第一次參與項目式教學，沒有經驗，教師要做好項目式教學實施方案的解釋工作，幫助學生根據課程的教學目標做好項目的選取或建立工作，設定好項目的大小及邊界，保證學生能順利地完成教學任務。其次，根據立項做好分組工作，分工要合理科學，確保每個人每個階段的工作任務不重復，也要確保參與者的工作均涉及教學內容。最后，按照項目實施要求做好情境搭建工作，如搭建虛擬會議室、搭建相關的工作環境及安裝相應的工作軟件，做好工程管理的前期工作。

2.2 商定項目任務，制定完整的任務計劃

根據立項項目，按照最終產品及產品生產過程對項目進行分解，分解為多個子任務，并按照時間序列制定完整的一套計劃，以此保證工作正常開展。教師在本部分應該重點幫助學生合理分解任務，任務所涉及的知識應該與課程內容對應，確保學生所制定的任務計劃涵蓋整門課程的教學內容與知識要點。

2.3 分工合作，按模塊、按進度、按要求實施項目

有了任務計劃和團隊分工，結合課時的編排有序進行項目實施，但要注意課堂教學與課外教學的區別。教師要引導學生在課外找資料、學知識、用技能、做任務，在課堂上引導學生提出問題、分析問題、解決難點。教師還要注意引領學生做好知識的小結，幫助學生建立知識體系。同時，可以利用各種教學軟件，如騰訊會議、超星等，開展線上與線下教學，提高任務達成度與任務質量。

2.4 開展階段小結與過程檢查，尋求更優解，保障項目產品質量

定期開展階段性總結，首先是對章節知識做一個總結，完成對知識點的梳理，避免在項目實施過程中盲目追求進度，到頭來自己用了什么知識、掌握什么技術都忘記了，開展新項目時又從頭學起。其次，通過頭腦風暴對現存的問題、要解決的BUG或提升性能的方法進行討論和研究，提高學生的溝通協調能力，進一步提高學生學習的主動性。

2.5 成果的驗收與匯報展示

利用課程的最后一兩次課，組織各組學生對所做項目進行展示，并完成答辯，以此驗收項目成果是否達到預期要求和課程教學目標。在驗收答辯環節，教師可以組織各組相互答辯，也可以由教師組織答辯，但不管何種方式，都應該緊扣教學大綱中教學的重難點。

2.6 對成果進行評價，尋求成果的創新與改進，完成綜合評定

項目式教學的一大重要作用就是發揮學生評價的主觀作用，以促進學生批判式思維的形成和提高。因此，需要組織學生對自己的作品及對別人的作品進行評價，并提出改進意見，提高創新能力。教師也通過作品完成度、分工情況、答辯情況等維度給予學生這門成績的綜合評定。如表1就是對作品完成情況的評分示例，表2是對學生答辯情況的評分示例。

3. 實施效果與問題

該項目教學法在《大數據可視化》課程中進行了實踐，前面4節課程學生明顯感覺不知所措，但隨著任務分解并著手實施后參與度與上課的熱情就有所提升，特別是學期過半后，學生都已經熟悉了教學模式，教師基本不用過多干預課程的學習。整個實施過程也明顯感到學生的團隊協作能力、語言表達與溝通能力及創新能力有所提升，即高階的認知能力提高了。考核方式的多樣化，也使得學生更加積極參與課堂，也更能準確地反映學生的綜合能力。教師在實施項目式教學時，也由一開始的緊張，主動干涉學生工作，慢慢地發展到引導、觀察等角色，教學工作也變得輕松。

但實施過程中也暴露出一些問題。第一，對課程知識點的考核精確度不夠。由于不再采用筆試考核的方式，對每個學生掌握課程知識點的量化評估不準確。第二，很難避免分組過程中偷工減料、濫竽充數等現象。第三，對教師的教學能力要求較高。年輕老師對于項目的寬度和深度把握不準確，其次對項目的課時分配及授課進度把握不準，會造成課時不夠用，重難點有遺漏等現象。因此，在實施項目式教學過程中，需要教師不斷總結，提高理論知識，注重教學細節，適時改進教學方法及考核方法。

結語

為解決由教師主動講授、學生被動聽課、通過不斷做題訓練這種傳統教學所造成的問題，引入項目式教學法在數據科學與大數據技術專業的課程教學中，是一種較好的嘗試。項目式教學法能夠較好地提高學生的學習主動性、改善學習環境、提高高階能力的培養、科學地評價學生綜合能力，有效地提高課程教學質量。

參考文獻：

[1]張帥武.大數據時代下的線上線下混合教學模式研究[J].湖北農機化，2019， （24）：113.

[2]朱小艷，劉俊男.線上線下混合式教學模式在C語言課程中的應用[J].信息與電腦（理論版），2019，31（24）：250-251.

[3]王啟立，李小川，王艷飛，等.線上線下相融合的在線開放課程建設與教學實踐[J].中國現代教育裝備，2020，（3）：49-50，53.

[4]劉顯楊.淺談在asp網站開發課程教學中運用項目教學法[J].計算機產品與流通，2020，（2）：238.

[5]阮姝媛.在計算機課程教學中開展項目教學法的研究分析[J].才智，2020，（1）：118.

作者簡介：陸濤，碩士研究生，副教授，研究方向：計算機技術、教育技術。

基金項目：2020年度廣西高等教育本科教學改革工程立項項目（一般A類）——基于“線上+線下”混合模式的項目教學法在工程實踐課程教學的研究與實踐（編號：2020JGA362）；南寧學院2020年校級教改項目——目標引導任務驅動教學提升應用型本科院校Java Web課程教學質量的研究和實踐（編號：2020XJJG20）。