楊瑩，李小玉，馮向萍，吳艷，侯文靜

(1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院，新疆烏魯木齊 830052；2.智能農(nóng)業(yè)教育部工程研究中心，新疆烏魯木齊 830052；3.新疆農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心，新疆烏魯木齊 830052)

1 研究背景及意義

1.1 研究背景

中國高校Python課程的開課現(xiàn)狀非常活躍，越來越多的高校在計算機(jī)科學(xué)、數(shù)據(jù)科學(xué)和工程等專業(yè)中開設(shè)了Python 課程[1]。一些知名高校如清華大學(xué)、北京大學(xué)、上海交通大學(xué)、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、浙江大學(xué)、華中科技大學(xué)等都已經(jīng)在其計算機(jī)科學(xué)和工程等專業(yè)中開設(shè)了Python課程。除此之外，許多普通高校也開始逐漸引入Python 課程，例如中南大學(xué)、湖南大學(xué)、廣東工業(yè)大學(xué)、大連理工大學(xué)等[2]。此外，中國許多高校也為Python編程提供了在線課程，例如中國大學(xué)MOOC、慕課網(wǎng)、網(wǎng)易云課堂等。這些在線課程具有良好的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果[3]，能夠幫助更多的人學(xué)習(xí)Python。Python 編程在高校中的地位越來越重要，并且隨著Python在各個行業(yè)中的廣泛應(yīng)用，Python課程的需求也在不斷增長[4]。新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院從2014 年9 月開始用MOOC 模式的Python 程序設(shè)計導(dǎo)論，截至2022 年共開設(shè)8 個學(xué)年，該課程定位于面向高校各專業(yè)本、?？茖W(xué)生，取代傳統(tǒng)計算機(jī)通識教育課程，也可面向零基礎(chǔ)的社會公眾。課程基于大規(guī)模開放在線課程MOOC 平臺，采用“線上+線下”的教學(xué)模式，構(gòu)建新型“教-學(xué)”關(guān)系和網(wǎng)絡(luò)化課程知識體系，利用學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)實(shí)時的教學(xué)效果評價。

1.2 研究意義

中國高校計算機(jī)公共課程的開設(shè)現(xiàn)狀比較普遍，學(xué)生在本科期間通常都需要修讀相關(guān)的計算機(jī)公共課程，這些公共課程在提高學(xué)生的計算機(jī)科學(xué)基礎(chǔ)和編程能力方面起著重要的作用，為中國的信息化建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了重要的支撐[5]。研究公共課的成績的差異可以從多方面提高教學(xué)質(zhì)量和效果。通過研究公共課成績差異，可以了解不同教學(xué)質(zhì)量課程之間的差異，從而進(jìn)一步完善教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控方案，同時可以了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和學(xué)習(xí)效果，以便更好地幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)成績[6]；研究公共課成績差異，可以了解不同教學(xué)方法和手段對學(xué)生學(xué)習(xí)成績的影響，從而更好地選擇教學(xué)方法和手段，提高教學(xué)效果；研究公共課成績差異還可以幫助發(fā)現(xiàn)教育公平問題，從而采取相應(yīng)的措施來促進(jìn)教育公平[7]；研究公共課成績差異還可以促進(jìn)教學(xué)改革，通過發(fā)現(xiàn)問題和不足之處，進(jìn)一步改進(jìn)教學(xué)模式和方法，提高教學(xué)質(zhì)量。

2 高校計算機(jī)公共課程差異分析方法

1)統(tǒng)計分析法：可以通過對學(xué)生的考試成績、課程評價、學(xué)生反饋等數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，探究課程差異的原因和影響因素。統(tǒng)計分析法可以通過描述性統(tǒng)計、相關(guān)性分析、方差分析等方法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。

2) 教學(xué)質(zhì)量評估法：可以通過對教師的教學(xué)質(zhì)量、課程內(nèi)容和教學(xué)手段等方面進(jìn)行評估，從而發(fā)現(xiàn)差異的原因，提出改進(jìn)措施。評估方法包括學(xué)生評價、專家評估、教師自評等。

3)實(shí)地調(diào)研法：可以通過實(shí)地調(diào)研和采訪學(xué)生、教師、專家等多方面的人員，獲取更為詳細(xì)和具體的信息和數(shù)據(jù)。實(shí)地調(diào)研可以通過問卷調(diào)查、訪談、焦點(diǎn)小組等方式進(jìn)行。

4)對比分析法：可以通過對不同高?；虿煌n程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)效果進(jìn)行對比，從而找出差異的原因和改進(jìn)措施。對比分析法可以通過文獻(xiàn)調(diào)研、案例分析、訪談等方式進(jìn)行。

3 高校計算機(jī)公共課程成績差異分析現(xiàn)狀

中國高校計算機(jī)公共課程的成績差異分析現(xiàn)狀較為復(fù)雜。一方面，計算機(jī)公共課程通常是高校眾多專業(yè)中必修的課程，學(xué)生數(shù)量眾多，學(xué)生科背景及基礎(chǔ)知識儲備相關(guān)較大，因此成績差異較大[8]。另一方面，計算機(jī)公共課程的教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量也存在差異，有些高校的計算機(jī)公共課程教學(xué)質(zhì)量較高，有些則相對較低。對于成績差異較大的問題，一些高校通過設(shè)置不同的選修課程、設(shè)置不同的考試難度等方式來解決。一些高校還通過設(shè)立課程輔導(dǎo)、答疑等方式幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)效果，從而降低成績差異。

對于教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量差異的問題，一些高校通過加強(qiáng)師資隊伍建設(shè)、改進(jìn)教學(xué)方法和教學(xué)手段等方式來提高計算機(jī)公共課程的教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量。此外，一些高校也與企業(yè)合作，引入實(shí)際項目和案例，讓學(xué)生了解計算機(jī)應(yīng)用的實(shí)際應(yīng)用場景，從而提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的應(yīng)用能力。

4 Python公共課程成績的分布情況分析

4.1 整體開課情況分析

2017年至2022年計算機(jī)與信息工程學(xué)院共計開設(shè)8 輪Python 程序設(shè)計導(dǎo)論課程，共涉及19 個學(xué)院，393個教學(xué)班，7個學(xué)科，每個學(xué)科開課班級具體情況如圖1所示，開課學(xué)科主要集中在工學(xué)、農(nóng)學(xué)、管理學(xué)和理學(xué)四個學(xué)科，學(xué)?？傮w的定位是農(nóng)業(yè)類高等院校，因此開課學(xué)科主要集中在這四個學(xué)科中。近五年，每個學(xué)年開課班級數(shù)：101個、108個、81個、93個、10 個，前四年班級數(shù)量較為相近，2021—2022 學(xué)年因成立新的校區(qū)，整體課程的開課學(xué)期往后調(diào)整，開課班級有所減少。

圖1 各學(xué)科開課班級數(shù)

4.2 成績差異分析

近5年開課班級的成績集中在70分左右，具體變化趨勢如圖2所示，整體平均成績變化沒有較大的波動，2017—2018 學(xué)年到2020—2021 學(xué)年四個學(xué)年的平均分?jǐn)?shù)有所下降，每個學(xué)年降低2 分左右，在2021—2022學(xué)年平均成績有所提高，可能與調(diào)整開課學(xué)期有較大關(guān)系，當(dāng)學(xué)期開課班級減少，僅開課10個班級，其中6 個班級屬于計算機(jī)與信息工程學(xué)院，其余4 個班級屬于工科和理科，當(dāng)學(xué)年的平均成績雖有提升，但不足以反映學(xué)校整體情況。目前課程共計面向7個學(xué)科，近五年各學(xué)科平均成績?nèi)鐖D3所示，經(jīng)濟(jì)學(xué)平均成績最高，理學(xué)、管理學(xué)和工學(xué)平均成績差距較小，法學(xué)和農(nóng)學(xué)平均成績較低，農(nóng)學(xué)目前作為學(xué)校的特色學(xué)科，涉及班級數(shù)量多，種類多，在后續(xù)的教學(xué)過程，教學(xué)方法和內(nèi)容有待提高。

圖2 各學(xué)年平均成績

圖3 各學(xué)科平均成績

每個學(xué)年中各個分?jǐn)?shù)段的人數(shù)基本呈現(xiàn)正態(tài)分布，中間分?jǐn)?shù)段人數(shù)較多，兩端較高分?jǐn)?shù)段和較低分?jǐn)?shù)段人數(shù)較少，具體分布情況如表1所示，高分?jǐn)?shù)段90-100分之間的人數(shù)占比有明顯的降低趨勢，2017—2018學(xué)年占9.7%，2018—2019 學(xué)年占11.1%，2019—2020學(xué) 年 占2.6%，2020—2021 占1.5%，2021—2022 占1.1%；相反低分?jǐn)?shù)段60~69分之間的人數(shù)占比呈現(xiàn)明顯的增長趨勢，2017—2018 學(xué)年占18.68%，到2020—2021學(xué)年已增長至46.81%，幾乎占到當(dāng)年開課人數(shù)的一半；中間分?jǐn)?shù)段的人數(shù)和占比較為穩(wěn)定，沒有較大的波動。綜上所述，整體課程成績有逐漸降低的趨勢。

表1 各學(xué)年不同分?jǐn)?shù)段人數(shù)統(tǒng)計 單位：人

5 Python公共課程成績的影響因素分析

通過調(diào)研分析發(fā)現(xiàn)造成成績差異的影響因素是多方面的，通過實(shí)際訪談和調(diào)研，目前Python 課程成績存在差異主要是因為以下因素：

學(xué)生個人因素：學(xué)生的個人背景、學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)態(tài)度等因素會影響其學(xué)習(xí)效果和成績。

教學(xué)方法和手段：教師的教學(xué)方法和手段對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和成績有很大影響。

課程設(shè)計和安排：課程設(shè)計和安排是否合理、完整，是否能夠滿足學(xué)生的需求等也會影響學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和成績。

教師素質(zhì)：教師的專業(yè)素質(zhì)、教學(xué)經(jīng)驗、教學(xué)熱情等因素也會影響學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和成績。

學(xué)校資源和環(huán)境：學(xué)校的教學(xué)資源、學(xué)習(xí)環(huán)境等因素也會影響學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和成績。

6 Python公共課程成績提升策略研究

確定教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容：每個學(xué)期開設(shè)課程之前，明確課程目標(biāo)和內(nèi)容，并將其與學(xué)生的背景和需求相結(jié)合，制定出合適的教學(xué)計劃。通過合理的課程安排和科學(xué)的教學(xué)設(shè)計，可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性。

提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果：持續(xù)加強(qiáng)師資隊伍建設(shè)，不斷提高教師的教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量，保證任課教師能一直跟隨前沿技術(shù)的發(fā)展保持學(xué)習(xí)。例如，組織教師參加專業(yè)培訓(xùn)和學(xué)術(shù)交流，鼓勵教師開展科研工作，并建立起嚴(yán)格的教學(xué)評估機(jī)制，對教師的教學(xué)效果進(jìn)行評估和反饋，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高。

加強(qiáng)課程輔導(dǎo)和答疑：加強(qiáng)對學(xué)生的課程輔導(dǎo)和答疑，Python 課程目前一周只有一次線下課程，任課老師需要為學(xué)生提供更加個性化和專業(yè)化的指導(dǎo)，除了課堂時間，要通過其他途徑與學(xué)生保持聯(lián)系，幫助學(xué)生解決學(xué)習(xí)中的問題，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和成績。

促進(jìn)學(xué)生參與競賽和實(shí)踐活動：可以組織學(xué)生參加與Python課程相關(guān)的競賽和實(shí)踐活動，如程序設(shè)計競賽、項目開發(fā)等，讓學(xué)生感受到課程內(nèi)容的應(yīng)用和實(shí)際效果，從而增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力和興趣。

加強(qiáng)課程管理和評估：學(xué)院可以建立健全課程管理和評估機(jī)制，對課程的教學(xué)效果進(jìn)行定期評估和反饋，發(fā)現(xiàn)問題及時改進(jìn)，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高。

7 結(jié)論和展望

未來的Python 公共課成績分析將更多地利用大數(shù)據(jù)分析方法來探究成績差異的原因，利用機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)預(yù)測學(xué)生的成績，識別學(xué)生的學(xué)習(xí)困難點(diǎn)。同時可以關(guān)注教學(xué)質(zhì)量評價和反饋機(jī)制的構(gòu)建，通過不斷完善反饋機(jī)制來提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。