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    以Python為工具培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維

    2018-02-03 13:00:27賈瑞鳳馬曾侯春龍
    電腦知識(shí)與技術(shù) 2018年2期
    關(guān)鍵詞:計(jì)算思維

    賈瑞鳳+馬曾+侯春龍

    摘要:大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程是本科學(xué)生必修的科學(xué)文化基礎(chǔ)課程。旨在培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維與計(jì)算機(jī)基本技能,為后續(xù)課程學(xué)習(xí)和終身發(fā)展奠定基礎(chǔ)。Python編程語(yǔ)言在課程學(xué)習(xí)過(guò)程中,對(duì)培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維和解決問題能力起著非常重要的支撐作用。該種作用主要滲透在每部分知識(shí)的具體應(yīng)用之中。

    關(guān)鍵詞:大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程;計(jì)算思維;Python

    中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-3044(2018)02-0117-02

    Using Python as a Tool to Train Students Computational Thinking

    JIA Rui-feng, MA Zeng, HOU Chun-long

    (Navy Submarine Academy, Qingdao 266199, China)

    Abstract: The basic computer course of university is a required course of science and culture for undergraduate students. The purpose is to train students computational thinking and computer basic skills and lay the foundation for the follow-up curriculum learning and lifelong development. Python programming language plays a very important supporting role in students` Computational Thinking Training and problem solving ability in the course learning process. This function permeates the specific application of each part of knowledge.

    Key words: The Basic Computer Course of University; Computational Thinking; Python

    大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程是本科學(xué)生必修的科學(xué)文化基礎(chǔ)課程。旨在培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維與計(jì)算機(jī)基本技能,為后續(xù)課程學(xué)習(xí)和終身發(fā)展奠定基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)的學(xué)習(xí)可以分為兩個(gè)層面,一是學(xué)會(huì)如何有效使用計(jì)算機(jī);二是培養(yǎng)計(jì)算思維。計(jì)算機(jī)思維是一種根本技能,是每一個(gè)人為了在現(xiàn)代社會(huì)中發(fā)揮職能所必須掌握的。它是人類逐漸意識(shí)到計(jì)算機(jī)解決問題的強(qiáng)大能力后而自然產(chǎn)生的思維模式,以設(shè)計(jì)和構(gòu)造為特征,是人類求解問題的一條途徑。當(dāng)計(jì)算思維真正融入人類活動(dòng)的整體時(shí),它作為一個(gè)問題解決的有效工具,人人都應(yīng)掌握,處處都會(huì)被使用。以python工具為主線,展開課程內(nèi)容,對(duì)培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維有著積極的作用。

    1 Python與計(jì)算思維,計(jì)算思維培養(yǎng)的工具

    對(duì)于普通的計(jì)算機(jī)使用者,程序就像是一個(gè)黑匣子。當(dāng)這個(gè)程序的黑匣子獲得一個(gè)輸入,它就按照事先定義好的變換規(guī)則,對(duì)輸入進(jìn)行變換,得到結(jié)果并輸出。所以,普通用戶只需要了解黑匣子的輸入格式,就能使用黑匣子所提供的功能,不再需要了解黑匣子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。這是把計(jì)算機(jī)作為一個(gè)快速、方便、精確的工具來(lái)學(xué)習(xí)。而對(duì)于信息時(shí)代的本科學(xué)生來(lái)說(shuō),僅僅知道黑匣子的功能和使用方法是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。為將來(lái)職業(yè)服務(wù)、終身發(fā)展需要,應(yīng)當(dāng)一步一步打開這個(gè)黑匣子,探索和了解其內(nèi)部的構(gòu)造,從而進(jìn)一步設(shè)計(jì)具有個(gè)性功能的、屬于自己的黑匣子。在這個(gè)探索過(guò)程中,學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)特有的算法進(jìn)一步認(rèn)識(shí),計(jì)算思維在不斷地形成,解決問題的能力在不斷提高。在程序設(shè)計(jì)范疇,計(jì)算思維主要反映在理解問題的計(jì)算特性、將計(jì)算特性抽象為計(jì)算問題、通過(guò)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)問題的自動(dòng)求解等幾個(gè)方面。Python程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是一種被廣泛使用的高級(jí)通用腳本編程語(yǔ)言,其語(yǔ)法簡(jiǎn)潔,通用靈活,強(qiáng)制可讀、支持中文、模式多樣、類庫(kù)豐富等特性,為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)提供了良好地支持。在Python語(yǔ)言學(xué)習(xí)過(guò)程中,重點(diǎn)解決程序設(shè)計(jì)的基本方法和解決問題的具體算法。程序設(shè)計(jì)通常采用自頂向下的設(shè)計(jì)方法,以一個(gè)總問題開始,試圖把它表達(dá)為很多小問題組成的解決方案。在用同樣的技術(shù)一次攻破每個(gè)小問題,最終問題變得很小,以至于可以很容易解決。在程序執(zhí)行過(guò)程中,小規(guī)模程序直接運(yùn)行,稍微大規(guī)模的程序采用自底向上的執(zhí)行和測(cè)試,有助于定位錯(cuò)誤。以上所有這些思想與方法都是計(jì)算思維應(yīng)用的具體表現(xiàn)。在程序?qū)W習(xí)過(guò)程中還要注重算法的設(shè)計(jì),讓學(xué)生體會(huì)計(jì)算方法對(duì)解決問題的重要性,培養(yǎng)對(duì)應(yīng)用的敏感性,進(jìn)而培養(yǎng)計(jì)算思維。Python為人人都能使用的科學(xué)計(jì)算提供了有力支持。

    2 Python與算法,計(jì)算思維的核心

    算法是計(jì)算機(jī)科學(xué)魅力的體現(xiàn)之一。是一系列的計(jì)算步驟,用來(lái)將輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成輸出結(jié)果,是計(jì)算機(jī)問題求解中非常重要的步驟,在分析清除問題后,需要通過(guò)設(shè)計(jì)算法把問題的數(shù)學(xué)模型或處理需求轉(zhuǎn)化為使用計(jì)算機(jī)解題步驟,然后再將算法實(shí)現(xiàn)為程序,最后在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行從而得到問題的解。把算法理解透徹,成為習(xí)慣思維,自然而然地就成為了計(jì)算思維。對(duì)算法的深刻理解到計(jì)算思維的養(yǎng)成,可以幫助我們?cè)谌粘I?、行政管理、時(shí)間規(guī)劃、經(jīng)營(yíng)理財(cái)?shù)雀黝悊栴}的解決上會(huì)得到莫大的助益。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程涉及建模與模擬基本技術(shù)與方法;解決問題的基本思路——遞歸法;解決問題的基本方法——分治法、貪心算法、動(dòng)態(tài)規(guī)劃;具體算法——排序、查找、背包等典型算法;算法評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)——算法正確性、時(shí)間復(fù)雜度、空間復(fù)雜度等。

    算法雖然與編程語(yǔ)言沒有關(guān)系,獨(dú)立于編程語(yǔ)言之外,但是算法卻是編程的第一步,算法設(shè)計(jì)是否合適,關(guān)系著是否能以正確的方式解決問題以及解決問題的效率。離開程序,獨(dú)立的算法也沒有實(shí)際意義,程序也是實(shí)現(xiàn)和驗(yàn)證算法的一種途徑。Python語(yǔ)言的易學(xué)易用性為學(xué)生進(jìn)一步熟練掌握各種算法提供了有力支持。endprint

    3 Python與計(jì)算機(jī)硬件,計(jì)算思維實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)

    如果說(shuō)程序是實(shí)現(xiàn)用戶需求的直接實(shí)現(xiàn)者,那么計(jì)算機(jī)硬件則是支持程序運(yùn)行的物質(zhì)基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)在程序運(yùn)算過(guò)程中的傳輸與計(jì)算都以硬件為基礎(chǔ)。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程中,計(jì)算機(jī)硬件學(xué)習(xí)主要內(nèi)容包括計(jì)算機(jī)工作原理、CPU工作過(guò)程、存儲(chǔ)工作系統(tǒng)、輸入輸出系統(tǒng)等。在硬件知識(shí)學(xué)習(xí)過(guò)程中滲透計(jì)算思維的主要手段是通過(guò)構(gòu)造模型,讓學(xué)員從計(jì)算本質(zhì)來(lái)探討計(jì)算機(jī)的硬件組成與工作方式,使其從本質(zhì)上知道計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生是源于計(jì)算的需要。為理解現(xiàn)代計(jì)算機(jī)工作原理,可以借助計(jì)算機(jī)思維對(duì)馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)機(jī)器進(jìn)行建模和模擬。在建模過(guò)程中,忽略掉CPU、內(nèi)存等的設(shè)計(jì)工藝、工作頻率等細(xì)節(jié),抽象出CPU、內(nèi)存的行為機(jī)制,并基于抽象出來(lái)的行為模型,利用Python程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言進(jìn)行描述,變成計(jì)算機(jī)可理解的模型,在該抽象模型上自動(dòng)化地執(zhí)行指令和程序,以此來(lái)模擬其工作過(guò)程。學(xué)生在整個(gè)建模、模擬和程序?qū)崿F(xiàn)過(guò)程中,體會(huì)計(jì)算機(jī)工作過(guò)程和實(shí)現(xiàn)算法,追溯計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算的初衷,不僅知道計(jì)算機(jī)能夠進(jìn)行計(jì)算,還知道了計(jì)算機(jī)怎么計(jì)算,培養(yǎng)了計(jì)算思維和解決問題能力。

    4 Python與操作系統(tǒng)

    操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件的核心,它對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟硬件資源進(jìn)行管理、協(xié)調(diào),并代表計(jì)算機(jī)與外界進(jìn)行通信。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程對(duì)操作系統(tǒng)知識(shí)的要求是操作系統(tǒng)對(duì)硬件資源管理、操作系統(tǒng)對(duì)應(yīng)用軟件提供服務(wù),操作系統(tǒng)對(duì)多程序執(zhí)行環(huán)境的管理以及操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)對(duì)文件的管理。在操作系統(tǒng)知識(shí)部分的學(xué)習(xí)過(guò)程中,培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維主要體現(xiàn)在能夠通過(guò)Python使用操作系統(tǒng)典型功能。如利用Python創(chuàng)建進(jìn)程、枚舉進(jìn)程、終止進(jìn)程;查看進(jìn)程信息,系統(tǒng)存儲(chǔ)信息;獲取磁盤信息,讀寫文件等。讓學(xué)生更深入地了解操作系統(tǒng)的工作方式,理解每個(gè)數(shù)據(jù)的含義,體會(huì)操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)中抽象、并發(fā)、共享等基本概念,培養(yǎng)計(jì)算思維。

    5 Python與網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)和多媒體

    計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)最基本的功能就在于信息傳送和資源共享。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程關(guān)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)部分掌握的內(nèi)容主要包括網(wǎng)絡(luò)的概念、組成、結(jié)構(gòu)和功能;拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議;網(wǎng)絡(luò)的典型應(yīng)用等。這部分知識(shí)學(xué)習(xí)過(guò)程中,計(jì)算思維培養(yǎng)主要體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用以及通過(guò)Python編程進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信、發(fā)送郵件、抓取網(wǎng)頁(yè)等。通過(guò)這部分的學(xué)習(xí)讓學(xué)生體會(huì)在目前的復(fù)雜信息系統(tǒng)階段,如何游刃有余地在網(wǎng)絡(luò)上享受大數(shù)據(jù)帶給我們的便利。

    數(shù)據(jù)庫(kù)在計(jì)算機(jī)中的使用帶來(lái)如下好處:降低數(shù)據(jù)的冗余度、節(jié)省數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)空間、易于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的充分共享等。在大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程中,數(shù)據(jù)庫(kù)部分主要掌握的知識(shí)點(diǎn)有數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)功能與組成、數(shù)據(jù)查詢與數(shù)據(jù)發(fā)掘以及數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的應(yīng)用。培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維主要體現(xiàn)在構(gòu)建數(shù)據(jù)模型、使用Python數(shù)據(jù)庫(kù)程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)分析等。通過(guò)構(gòu)建模型、編寫程序,讓學(xué)生了解數(shù)據(jù)挖掘方法,理解使用數(shù)據(jù)庫(kù)處理數(shù)據(jù)的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì),形成使用計(jì)算機(jī)處理信息、解決問題的思路。

    多媒體技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)的重要技術(shù)領(lǐng)域,多媒體技術(shù)似的計(jì)算機(jī)從原來(lái)只能處理數(shù)字、文字信息發(fā)展到可以處理聲音、圖形、圖像、視頻等多種媒體信息。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程中關(guān)于多媒體部分主要是常用影音播放工具、圖形圖像處理、動(dòng)畫制作、數(shù)字視頻制作等。在學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)方面主要體現(xiàn)在能夠意識(shí)到使用多媒體工具處理信息;能夠利用Python編程,進(jìn)行多媒體信息處理,如繪制圖形。讓學(xué)生理解數(shù)字多媒體編碼標(biāo)準(zhǔn)與格式,掌握?qǐng)D形處理的編程方法。

    總之,大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的主要作用是以培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維為目標(biāo),以使用計(jì)算機(jī)解決問題為基礎(chǔ),通過(guò)掌握計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí),形成計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力,為在未來(lái)信息化社會(huì)中終身發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

    參考文獻(xiàn):

    [1] 陸漢權(quán). 基于計(jì)算思維的“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程”教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)[J]. 中國(guó)大學(xué)教學(xué), 2012(9):55-58.

    [2] 沙行勉. 計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論[M]. 北京: 清華大學(xué)出版社, 2016: 1-4.

    [3] 嵩天, 禮欣, 黃天羽. Python語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M]. 北京: 高等教育出版社, 2017: 3-24.

    [4] 安利, 趙永梅. 大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革探索與實(shí)踐[J]. 計(jì)算機(jī)工程與科學(xué), 2014(12):179-181.

    [5] 陳國(guó)良, 董榮勝. 計(jì)算思維與大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育[J]. 中國(guó)大學(xué)教學(xué), 2011(1):7-12.endprint

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