以培養創新技術人才為目標的立體教學體系研究

高?；? 成麗君 常艷

摘?要：“教育是國之大計、黨之大計”，這充分體現了我們黨對教育的高度重視。教育教學作為高校的核心工作，教育創新是提升教學質量的必由之路。深入推進教育發展，融通創新，著力提升拔尖創新人才自主培養質量，教師要通過不斷革新教學方式，以提高教學質量和教學水平；通過教學內容創新，讓專業知識和思政建設同向同行；通過教學評價改革，從更多元、更具包容性的視角出發，對學生進行立體評價。本文基于教學創新、思政建設等需求，針對數據清洗與預處理的教學工作，從教學內容、教學方式、教學評價等多個方面提出了相應的教學創新措施。

關鍵詞：數據清洗與預處理；教學創新；課程改革；思政建設

1?概述

黨的二十大報告強調“要堅持教育優先發展、科技自立自強、人才引領驅動，加快建設教育強國、科技強國、人才強國”，這些重要論述深刻闡明了新時代實施科教興國戰略、強化現代化建設人才支撐的總體要求和重點任務。推進教育強國建設，落實立德樹人根本任務，以提高拔尖創新人才自主培養質量為目標，以深化科教融匯、產教融合為方向，推動學術創新型人才和實踐創新型人才的培養，為加快建設教育強國、科技強國、人才強國提供更有力支撐［1］。

伴隨著大數據和人工智能等新技術的開發和運用，“數據清洗與預處理”課程也迎來了新的變革。本課程主要面向的是數據科學與大數據技術專業大二下學期的學生，是一門計算機基礎理論與應用實踐相結合的課程，它擔負著系統、全面地理解大數據，提高大數據應用技能以及培養較強創新精神和實踐能力的高素質、全方位人才的重任。該課程基于清華大學出版社出版的《數據清洗》教材［2］，結合《大數據采集與預處理技術》［3］，以數據清洗與預處理技術為核心，完整地講述了數據清洗的基礎知識、文件格式轉換、Web數據抽取、文本數據處理、Kettle數據清洗及Python數據清洗等，讓學生接觸并了解大數據分析的工作原理和使用方法，使學生具有Python大數據分析、清洗、預處理的能力［4］，不僅為將來從事大數據相關領域的工作打下堅實的基礎，也支撐了專業學習成果中相應指標點的達成。

2?教學痛點問題

2.1?課程枯燥，學生興致不高

教學內容包括理論和實踐兩部分：理論知識偏多，煩瑣又枯燥，實驗內容多為驗證型或簡單的設計型，不僅很難激發學生的學習興致，也難以提升學生綜合運用與延伸拓展的能力［5］。在以往的教學過程中，使用的教學手段比較單一，以教師的單向輸出為主，教師講學生聽，雖有課堂互動環節，但互動效果并不理想，不能第一時間得到學生的課堂反饋，且缺乏既與前沿技術廣泛融合又與行業需要緊密相關的應用案例和實訓項目，沒有具體的案例作為支撐，學生的課堂熱情度不高，反饋不夠熱烈。

2.2?重理論，輕實踐

理論和實踐其實是相輔相成的，不管學多少理論，最終都要回歸到實際的應用場景下。但只注重理論學習而忽視實踐可能導致學生在實際操作時遇到困難，不能有效地將所學知識應用到實際情境中。雖開設了實驗課，但仍存在理論和實際相分離的情況，不能做到兩者的有機結合，前修課程和后修課程不能做到很好地銜接，知識不能得到有效運用。

2.3?重結果，輕過程

只關注結果而忽視過程可能會導致學生無法真正理解知識，無法培養獨立思考和解決問題的能力。對于本門課程，教師的考核模式主要以期末考核作為最終成績的評判標準，教學評價形式單一等。這種方式只能在期末檢驗學生對知識的掌握情況和理解情況，沒有很好地關注學生學習過程中遇到的問題，且缺乏對實踐能力的考核。

3?教學創新

相較于之前的授課模式，針對教學過程中的一些不當之處，結合學生的特點及所學的課程知識進行了改進，使工作有計劃、有組織地開展。

3.1?教學方式創新

3.1.1?線上線下混合教學

課前：認真研讀教材，了解學生先修知識的學習情況，結合學生特點及所學習的內容，確定好要采用的教學方法，寫好教案，做到“有備而來”。使用學習通平臺［6］：上傳教學PPT及其他的教學輔助資料，設置課堂筆記、作業、實驗報告、月考等任務點，發布任務點及章節學習次數等內容如圖1、圖2所示。并提供討論或簡單的隨堂練習，讓學生對當堂所學內容能及時進行強化和討論，通過學生回答問題的反饋，第一時間了解學生對課堂內容的接受情況。課前通過學習通進行簽到，保證學生的到課率。

圖1?學習通任務點設置

圖2?教學輔助資料上傳

課中：根據每次授課內容的不同，選擇適當的教學方法，最大程度地煥發課堂生機與活力，發揮好課堂教學主陣地、主戰場的作用。在授課過程中，充分組織了現有的優質的教學資源以及網絡資源，針對某個教學難點或教學重點，選擇合適的視頻資源輔助學生理解記憶，如：對數據倉庫的概念進行介紹時，通過一個簡短的視頻幫助學生理解。結合學習通上上傳的討論或練習，讓大家積極參與到課程學習中，進行知識的分享與鞏固。為了進一步地調度學生的積極性，在講授過程中，引導學生多思考，可采用提問的方式進行互動；對于一些開放性的問題或者交叉學科、交叉課程的內容，結合所學知識進行討論，實現思維的碰撞，構建“思維課堂”。如：可以從不同的角度（概念、應用等）談談在大數據背景下，對大數據有什么樣的認識與理解。

課后：首先，通過學生學習通回答問題的情況，第一時間獲取到學生對本次課內容的掌握情況；其次，及時批閱收回的課堂筆記，通過課堂筆記的書寫情況來檢驗學生對課堂內容掌握程度。根據反饋情況，在作業布置時題目的選取就可更具針對性，盡量讓每一次練習都能達到正向的效果，作業收回后及時批改，針對學生出現的共性問題進行透徹的講解。個別同學的問題可以進行單獨指導，除了對所學內容的輔導，還應該關注學生的心理，幫助其找到出現問題的原因，對癥下藥，解開心結，讓學生積極主動學習，快樂學習，而不是當作是一件苦差事。作為一名教師，反思是必不可少的一個環節，積極主動反思每堂課教學過程中遇到的問題，分析問題出現的原因，并從教學方法、教學內容等方面進行改善，做到有的放矢，在反思中不斷進步與成長。

3.1.2?注重理論聯系實際

實踐是檢驗真理的唯一標準。所學的技術歸根到底還是要投入實際的應用當中，需要通過不斷實踐、練習，提高學生的動手能力與實際操作能力。在課程建設時，開設了16個學時的實驗教學，希望通過實踐操作活動使學生更好地掌握知識與技能，激發學生的求知欲和好奇心。在教學過程中，以相關案例為載體組織教學，幫助學生理解抽象的概念，以進一步實現知識的遷移。為進一步提升學生的理論聯系實際的能力，設置月考小論文，讓學生結合所學知識寫一篇基于某個領域數據進行清洗與預處理的論文，將課本內容和生活實際聯系起來。并讓學生課后收集整理一些案例，進行分享和交流，同時需要結合教學內容，有意識地引導學生動手操作，在掌握知識、技術的同時培養學生的創新能力。

3.2?教學內容創新

3.2.1?思政融入巧妙落實

在教學過程中適當地融入思政元素，深化特色思政建設。本門課程授課對象為大數據專業學生，在掌握理工科專業知識的同時，融入人文情懷理念，可促進學生全面發展。在教學內容方面，結合課程內容有機融入多種思政元素，如：堅守道德底線，遵守法律法規，通過各領域應用實例與科技前沿實事等，來構成貫穿始終的思政主線，進行科學的教學設計。在教學方式方面，可以結合知識點，充分借助多媒體資源，提供“零距離”的師生溝通交流與多元的教學效果檢驗，進行有溫度的教學；做到教師為引導，學生為主體，提高學生的主觀能動性，培養學生的分享欲、協作能力、問題分析等綜合素質。在本門課程的教學中融入了思政元素，如：（1）數據清洗概述：堅守道德底線、遵守法律法規。隨著互聯網技術的深入發展，整個社會已經進入“大數據”時代，在之后的工作或相關研究中，對于我們所處理的數據可能會涉及一些個人隱私數據，這些海量數據對于企業、研究工作來講是珍貴的資源，然而數據一旦泄露，用戶的隱私將被侵犯。所以在處理這些數據時，不僅要有道德底線的約束，更要遵守相關法律法規。（2）文本數據處理：態度嚴謹負責。在進行數據分析及處理時，要有著嚴謹負責的態度，才能保證數據的客觀、準確、有效。當然，好的課程思政應該是一種“如鹽在水”的狀態，并不是簡單的“課程+思政”，而應該是在課程中適當地融入思政元素，在潛移默化之中去引導幫助學生，激發學生的志趣和熱情，樹立文化自信和民族自豪感，讓課程思政成為真正有情有義，有溫度，有愛的教育過程。

3.2.2?以相關案例為載體組織教學，但內容創新要具備互動性

教師單向輸出大量的、多元化的教學內容并不是真正的創新，充分發揮教師的引導作用，幫助學生理解抽象的概念，以進一步實現知識的遷移。

3.2.3?突破傳統學科界限，綜合運用所學知識

做好新舊知識的銜接。每一門課程、每一門學科其實都不是獨立存在的，或多或少都存在一些聯系。在教學中，應該鼓勵學生把新知和舊知相聯系，不同領域、不同課程的知識聯系起來，發現其內在聯系，培養學生思維的深刻性和靈活性，把所學知識融會貫通，比如進行一定的對比練習、綜合練習等。

3.3?教學評價創新，考核方式多元化

多元、多維、多態立體評價［7］是學生評價改革的核心，豐富考核方式，注重過程學習。改變了以往只通過期末考試進行考核的方式，在此基礎上，增設了期中環節，對階段性的學習成果進行檢驗，拓寬學生的視野，了解更多實際生活中大數據的應用場景，并督促學生及時發現問題，進行改進。并設置考勤、課堂筆記、教學互動、作業、實驗報告等部分，分配不同的權重進行考核，實現了評價標準的多元化，具體考核方式見下表所示。評價內容不僅包括學生的知識掌握程度，還關注學生的能力、情感、態度、價值觀等方面的表現，實現了評價內容多維化。課堂討論中，學生可進行自我評價、小組互評、教師評價等，提供更全面的反饋，實現了評價主體的多樣化。

通過對這門課程的學習，能讓學生接觸并了解大數據分析的工作原理和使用方法，掌握數據清洗的相關技術，使學生具有Python大數據分析、清洗、預處理的能力，使其在將來從事大數據相關工作時，能有效運用數據清洗技術解決實際生產中遇到的問題。所以，在整體的教學過程中，明確貫穿了以下幾個建設目標：能夠建立對數據清洗與預處理知識的輪廓性認識，運用數據清洗與預處理的相關基礎知識完成對數據的處理；能夠運用數據清洗技術，將海量的臟數據、不符合要求的數據進行清洗轉換，從而獲得干凈、符合要求的數據，通過對數據的分析，輕松精確地發現趨勢、預測未來、得出決策；能應用Python數據清洗、Kettle數據清洗和存儲的基本技能，培養較強的分析問題、解決問題的能力，并熟練地應用數據清洗解決企業中的實際生產問題。

3.4?教學評價與反饋

學生普遍反饋相較于之前理論知識講授的模式，更喜歡當前案例結合、實事結合、思政元素融入等的多元授課模式。首先，學生能從這樣的教學過程中捕獲到更多的知識和理解，從更多的維度去認識問題、判斷問題、分析問題與解決問題，而不是簡單拘于理論的理解層面。其次，課程教學資源豐富，教學方式全面多元，能夠有效提高學生的上課關注度與興趣，課堂的到課率與討論參與率也有效提高。

結語

作為一名青年教師，我們首先應該做到的是持續學習，提升自己的專業知識，只有掌握了深入的專業知識，才能夠在教學中做到言之有物，讓學生深刻理解知識點。其次，結合學生特點與專業特點，制訂教學計劃，在教學過程中不斷反思，發現問題，作為創新發展的驅動力，要保證以學生為中心，持續做好教學創新，培養高素質的德智體美勞全方位人才。

參考文獻：

［1］教育部關于深入推進學術學位與專業學位研究生教育分類發展的意見［EB/OL］.（20231130）［20231229］.http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A22/moe_826/202312/t2023?1218_1095043.html.

［2］黃源，何婕.數據清洗［M］.清華大學出版社，2021.

［3］劉麗敏，廖志芳，周韻.大數據采集與預處理技術［M］.中南大學出版社，2018.

［4］吳海，彭雪昶.關于農經云農產品價格數據清洗的研究［J］.長江信息通信，2023，36（09）：166168.

［5］杜航原，王文劍，張虎，等.面向新工科的高校人工智能創新實驗室建設［J］.西部素質教育，2023，9（16）：912.

［6］劉麗，成麗君.“一平兩端”在線教學案例［J］.計算機教育，2021（08）：2629.

［7］閆瑞豐，納日太.構建立體評價體系，讓勞動教育“活”起來［J］.教育家，2023（40）：4849.

基金項目：山西農業大學軟件學院《數據清洗與預處理》課程思政項目，課題編號：SXAUSW2022014

作者簡介：高?；郏?996—?），女，漢族，山西太原人，碩士，助教，研究方向：自然語言處理；常艷（1994—?），女，漢族，山西太原人，碩士，助教，研究方向：操作系統安全。