一、课程背景
《数据科学技术与应用》是面向大面积本科生开设的计算机通识类课程，围绕数据科学处理数据的工作流程、核心问题，介绍从数据中获取知识的思维方法和技术。课程在传统的统计分析方法基础上，介绍基于机器学习的建模分析方法，通过图像、文本、语音等典型人工智能的数据应用领域实例，将数据科学的前沿技术引入计算机基础教学。
数据科学的通识教学在我国处于起步阶段，东华大学从2016年开始探索，2018年总结出版了教材《数据科学技术与应用》，2019年获上海市重点课程、上海市教委重点专项教改项目立项支持，在全国、上海市高校的教学交流会上获得多校的肯定。2019年起多所高校如华东理工大学、上海大学、上海理工大学、浙江城市学院、上海商学院等陆续采用本教材开展教学探索。上海市计算机等级考试三级相关科目也将本书列为参考书。
二、在线教学组织和实施
《数据科学技术与应用》课程2019年开展MOOC建设，教学团队集体制作了教学视频，实例演示录像、章节练习、课后习题等内容。2020年2月底，课程正式在中国大学MOOC上线，2个月约有1900余人选修； 超星学习通平台也将本课程作为优质教学资源供其他高校翻转使用。
1.教学团队分工合作，提高教学资源质量
在制作教学资源前，首先按照课程内容和课堂教学经验，对各章节需要录制的教学视频以及相关的教学资源进行了规划，形成了教学资源一览表（如图1所示）。
图1 教学资源一览表
教学团队由6位教师组成，大家选择自己精通的章节分别准备录制讲义、准备。但是多人协作的主要问题，是每位老师的教学形式不一致，因此团队中有老师专门负责将所有的材料重新整理，过滤，保证教学资源从知识点的详略、内容的衔接、视频讲义页面呈现以及作业要求等都按照统一的风格呈现，使学生看到是一门完整的课程，而不是多个知识模块的拼接。
文字资料完成后，请专业公司制作了教学视频，并在中国大学MOOC上将所有资源上线。
2.多任务学习全面促进学生能力培养
线上教学，学生学习的手段主要通过看视频、讲义来完成，老师在课堂时间内组织答疑讲解。提高教学质量需要通过多种形式的任务来促进学生学习，提高参与度。
本课程内容围绕实例展开，每个教学单元包括知识讲解、实例演示、课堂练习、主题讨论和课后作业等环节。知识讲解和实例演示以视频形式提供给学生；课堂练习则以章节测验的形式，要求学生在上课时间内在线完成，查看结果；主题讨论多为拓展论述题，要求学生进行资料查阅，回答问题；课后作业都是实践题，要求学生将实践成果在教学周内提交，教师助教在线平台上批改反馈。
课程教学将课前自主学习、课上答疑、测试、主题讨论、课后实践等环节有机地串联起来，提升学生的学习动力，多维度培养学习的计算机素养。
3.平行班统一教学，全周排班答疑
“数据科学技术与应用”作为大面积通识课程，选课人数较多，本学期有400多人，6个实体教学班，分布在一周不同时段开课。
为了统一教学要求，有效利用教学资源，在线平台上将所有学生组织在一门课程下进行管理，每周定时发布教学资源、课后习题，规定任务完成时间。在课程下分班管理，班级授课教师则负责上课课段内的教学组织，带领助教及时批改作业，给学生反馈。
本课程每周有6次教师集中线上教学，答疑时间，我们将所有课程时间发布在平台上，学生必须参加按照自己上课班要求完成课内学习外，还可以在其他时间参与老师的教学，解决自己课后实践中碰到的实际问题。
团队将任课老师按天排班，带领助教轮流负责每天答疑，以便及时解决学生学习遇到的困难，同时也节省了教师的时间，以免每天都需关注教学平台。
三、经验成效
1.在线资源内容丰富，制作精良
课程教学内容侧重点不同，需要采用不同方式进行视频制作。我们将录制视频分为两部分，第一部分是知识点讲解，需要结合文字、图像、动画等多种展示形式，便于学生理解，这部分内容采用教师入棚镜头前讲解，专业视频公司结合讲义中多媒体素材后期制作视频；第二部分是程序实例讲解和演示，需要详细介绍实例的实现方法，展示效果，则采用教师电脑录屏方式实现，为了取得好的收音效果，为录制教师提供了专业收音话筒。
除了视频和讲义外，课程组织了大量的教学案例，数据集，章节测验、课后习题、主题讨论等多形式的教学资源，均发布在教学平台上，为学生提供了更便利的资源查找、获取方式，提供了学生主动学习的积极性。
2.多平台教学优势互补
本课程在中国大学生MOOC平台上线，面向全社会开放学习，选课学生除了本校学生外，还有大量的社会其他人员。平台主要提供了教学资源的开放，以及公开讨论区等形式。学校提供的在线教学平台则是超星学习通上，其提供了较强大的教学组织和管理能力，QQ群对学生来说则是更熟悉和亲切的交流手段。
在教学实施中，由于学生们对这3个平台都较为熟悉，我们就一起采用优势互补。教学资源发布和学习在MOOC平台上完成，讨论区的内容相比QQ更便于学生查询（如图2所示）；教学管理，如签到，校内公告，校内期中考试等在学习通上实施，即时答疑，学生自主交流则在QQ群里完成。
图2 MOOC平台讨论区问题解答，学生查看利用率高
3.学生课程学习完成度高
课程内容精心组织，多位教师协同教学的形式，相比课堂教学为同学们提供了更方便的学习手段，更多的师生间、学生间的交流机会。多形式的能力培养方式，学生学习的积极性比较高，各教学环节的参与性较好，章节测验、讨论题完成度较高（如图3所示），学生课后作业成绩超出教师预期。特别的是主题讨论区中（如图4所示），学生们相互学习，拓展了视野。
图3 各教学环节线上数据统计
图4 主题讨论与学生参与讨论
四、存在的问题与进一步措施
1.存在的问题
从8周的400多人大面积教学反馈，存在以下主要问题。
（1）部分学生积极性不够，虽然通过多种手段调动学生积极性，但始终有10%～15%左右的同学，学习环节完成度较差，与平时课堂教学的比例大致相当。
（2）本学期学生由于突发疫情在家学习，而本课程课后作业均为实践操作题需在计算机上完成，个别同学不具备条件，导致教学环节的缺失。从未来考虑，学生在校学习，学校都能提供自主实验环境。
（3）由于课程教学实践性强，学生很多具体的技术问题，平时在实验环境前知道能直接指出问题，演示调试方法。在线答疑，学生贴图，老师在自己环境下查看，经常结果不一致，错误的原因讲解不清，效率较低。
2.进一步措施
在后续的在线教学过程中，将主要完成以下工作。
（1）将在第9周，组织线上期中考试，督促部分平时没有积极学习的同学参与进来。
（2）总结课程答疑辅导、线上自由讨论中的常见问题，在论坛上发布，方便同学集中查找。
（3）课程后半程，组织开放设计类大作业，学生分组协作完成，制作上传演示报告，锻炼同学的创新应用能力，团队合作能力与展示能力。在线平台提供了作业展示交流方式，这是以前课堂教学比较难以实现的。
文稿来源于：计算机学院 宋晖