python語言程序設(shè)計(jì)課程的研究與思考

羅曉玲

【摘要】對已經(jīng)學(xué)習(xí)過python語言程序設(shè)計(jì)課程的學(xué)生進(jìn)行了調(diào)查，得出了學(xué)生學(xué)習(xí)python的主要困難。針對這些困難和python語言自身的特點(diǎn)，提出了幾點(diǎn)解決方案，為后續(xù)的python課程教學(xué)提供參考。

【關(guān)鍵詞】python?程序設(shè)計(jì)?課程建設(shè)

一、引言

計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)類課程是大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的核心課程，通過對編程語言的學(xué)習(xí)，理解計(jì)算機(jī)解決問題的思維方式，是培養(yǎng)計(jì)算思維最重要的課程。

近年來，Python語言程序設(shè)計(jì)課程在國內(nèi)各大高校相繼開設(shè)，作為程序設(shè)計(jì)入門語言。相比與傳統(tǒng)的C語言程序設(shè)計(jì)，python語言更加的簡潔、清晰，易于理解。此外，python還具有大量開源的第三方庫，對于學(xué)生后續(xù)在各領(lǐng)域的應(yīng)用提供了有力的支持。

二、python語言程序設(shè)計(jì)課程學(xué)習(xí)的困難

python語言程序設(shè)計(jì)課程開設(shè)時(shí)間善短，依然存在很多的問題。本文針對python語言程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)中存在的問題和遇到的困難，對一個(gè)年級六百多名學(xué)生進(jìn)行問卷調(diào)查，被調(diào)查的學(xué)生均學(xué)習(xí)過python語言程序設(shè)計(jì)這門課程。學(xué)生學(xué)習(xí)python語言程序設(shè)計(jì)主要的困難如下：

（一）算法設(shè)計(jì)

課程總是鼓勵學(xué)生首先理解問題的定義，然后采用計(jì)算機(jī)能夠理解的方式設(shè)計(jì)一個(gè)解決問題的算法。但是，30%的學(xué)生經(jīng)過一個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)，拿到程序設(shè)計(jì)題還是不知道該從哪入手，完全沒有思路。還有一部分學(xué)生只會去背題，看似學(xué)會了，但是遇到一個(gè)新問題，仍然無從下手。

（二）將算法用python語言描述

將算法轉(zhuǎn)換為python語言，比算法的設(shè)計(jì)更加的因難。學(xué)生必須清楚的記住python語言所有的語法規(guī)則，這點(diǎn)大部份學(xué)生無法做到。他們經(jīng)常困擾于一些編程的語法細(xì)節(jié)問題，而無法實(shí)現(xiàn)自己設(shè)計(jì)的算法。

（三）語言庫的使用

python語言具有大量的第三方庫，但是對于初次學(xué)習(xí)編程語言的學(xué)生來說，在庫函數(shù)中搜索，找到合適的函數(shù)并正確地使用它，是非常困難的。因?yàn)閷W(xué)生還沒有充分理解函數(shù)的調(diào)用和參數(shù)的使用。

（四）調(diào)試程序

調(diào)試程序是編程中最困難的問題之一。調(diào)查結(jié)果顯示，理解編譯錯(cuò)誤信息（主要指語法錯(cuò)誤）對于發(fā)現(xiàn)和修改錯(cuò)誤的學(xué)生來說同樣困難。一方面，可能是學(xué)生的英語水平有限。另一方面，學(xué)生往往會對提示信息視而不見，在程序中隨機(jī)地進(jìn)行修改。

綜上所述，是學(xué)生在學(xué)習(xí)python語言程序設(shè)計(jì)中遇到的比較重要的困難。此外，還有復(fù)雜算法的學(xué)習(xí)和面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)思路都是學(xué)生非常困擾的地方，這些屬于程序設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)的提高部份，不作詳細(xì)表述。

三、解決方案

（一）采用偽代碼來講解

計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的側(cè)重點(diǎn)還是要培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，對于程序設(shè)計(jì)課程來說，就是提高學(xué)生用計(jì)算機(jī)解決問題的能力而不是語法細(xì)節(jié)。如何提高學(xué)生的邏輯推演能力、算法設(shè)計(jì)和分析能力更為重要。偽代碼相對于編程語言來說要求不那么嚴(yán)格，讓學(xué)生可以不用關(guān)注語法細(xì)節(jié)，幫助學(xué)生把精力集中在算法設(shè)計(jì)上。

（二）增加實(shí)踐課時(shí)間

程序設(shè)計(jì)課程是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程，講授的內(nèi)容通過語言和文字很難表述清楚。但是通過實(shí)踐，卻很容易讓學(xué)生理解。每次理論課輔以兩次的上機(jī)實(shí)踐時(shí)間，學(xué)生們可以以自己的速度學(xué)習(xí)，輔以老師的幫助。通過更多的上機(jī)實(shí)踐，調(diào)試解決問題，自然解決學(xué)生對于調(diào)試程序所述的困難。

（三）將知識融入到具體的應(yīng)用場景

教師應(yīng)多了解和學(xué)習(xí)python在各行業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用，選擇與學(xué)生專業(yè)相關(guān)的教學(xué)案例，提高學(xué)生對于第三方庫的使用的興趣。例如，對于計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生來說，可以將語音識別技術(shù)、人臉識別技術(shù)等應(yīng)用基本成熟、可視化效果好的技術(shù)作為課程教學(xué)案例;對于偵察情報(bào)專業(yè)的學(xué)生來說，可以將雷達(dá)圖像目標(biāo)識別等作為教學(xué)案例。這樣不僅能夠讓學(xué)生體會到python第三方庫的強(qiáng)大，對學(xué)生將來專業(yè)上的學(xué)習(xí)也大有益處。

在課程結(jié)束之前，每個(gè)人完成一個(gè)python的應(yīng)用實(shí)例，作為本課程的大作業(yè)。學(xué)生可以圍繞python語言在自己專業(yè)領(lǐng)域的相關(guān)應(yīng)用自主選題，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)特定的功能程序。最后采用提交程序說明書、團(tuán)隊(duì)答辯等形式進(jìn)行考評。這樣，一方面，可以讓學(xué)生將python與自己的專業(yè)緊密聯(lián)系起來，另一方面，也可以讓學(xué)生對軟件開發(fā)和軟件工程有一些簡單的理解，并對今后的畢業(yè)論文答辯有初步的了解。

（四）引入在線考核平臺

學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，一旦落后，就會越來越難跟上后面的課程的內(nèi)容。然而，如果掌握了基本概念，學(xué)生們就會發(fā)現(xiàn)新的、更難的知識點(diǎn)學(xué)起來變得越來越容易。

在教學(xué)過程中引入在線考核平臺，學(xué)生只有在限定的時(shí)間內(nèi)通過了前面的考核才能進(jìn)入后期的學(xué)習(xí)，否則會有相應(yīng)的懲罰措施。多次的考核，可以讓學(xué)生時(shí)刻保持警惕，讓教師能夠及時(shí)掌握學(xué)生的水平，及時(shí)地對他們所存在的困難提供幫助。在線考核平臺需按知識點(diǎn)建立試題庫，并劃分難易程度。學(xué)生在統(tǒng)一時(shí)間地點(diǎn)抽題考試，系統(tǒng)自動評分。每一次的考核成績記入平時(shí)成績一部份。未通過考核人員，作為重點(diǎn)對象，給予補(bǔ)考機(jī)會。

（五）融入學(xué)科競賽

近年來，“藍(lán)橋杯”全國軟件和信息技術(shù)專業(yè)人才大賽、ACM大賽、各種物聯(lián)網(wǎng)大賽、機(jī)器人大賽等計(jì)算機(jī)類競賽日趨增多。學(xué)科競賽是對學(xué)生綜合能力的考核，不僅考查學(xué)生基礎(chǔ)知識是否掌握扎實(shí)，更為重要的是考查學(xué)生應(yīng)用知識解決問題的能力、創(chuàng)新能力以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。可以將歷年的一些競賽的題目作為小案例，融入到教學(xué)過程當(dāng)中去，設(shè)計(jì)一些小競賽，把程序設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)變?yōu)閷W(xué)生快樂的、有競爭意識的經(jīng)歷。同時(shí)也為后期學(xué)生參加相關(guān)競賽打下基礎(chǔ)。

（六）引入機(jī)器人程序控制

機(jī)器人近年來越來越熱，學(xué)習(xí)機(jī)器人控制的門坎也越來越低，有很多控制芯片都支持python語言進(jìn)行編程。在python課程的教學(xué)中，引入機(jī)器人控制編程，可以極大的提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。可以將學(xué)生分組，一級一套學(xué)習(xí)套件，學(xué)生通過編寫程序來控制機(jī)器人的動作，可以直觀的看到自己所編寫的程序所產(chǎn)生的效果。這樣，原來枯燥無味的編程課程變成了生動、直觀的形式。學(xué)生通過機(jī)器人的實(shí)際動作，可以很容易理解程序控制過程，掌握程序控制的思想。學(xué)生在具備了這些直觀認(rèn)識的基礎(chǔ)上，再進(jìn)行理論的學(xué)習(xí)，會更有方向和激情。

四、結(jié)語

Python語言程序設(shè)計(jì)課程雖然相對于傳統(tǒng)的語言教學(xué)降低了學(xué)習(xí)的難度，但是對于初次接觸程序設(shè)計(jì)的學(xué)生來說，還是存在很多困難。本文就該課程目前教學(xué)過程中存在的問題，提出了采用偽代碼來講解算法更方便學(xué)員理解和轉(zhuǎn)化成編程語言實(shí)現(xiàn)，針對python語言的特點(diǎn)讓學(xué)生將程序設(shè)計(jì)與自己的學(xué)科專業(yè)緊密結(jié)合，引入在線測評平臺讓落后的學(xué)生及時(shí)跟上，融入機(jī)器人和學(xué)科競賽激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在后續(xù)的教學(xué)過程中，將逐步引入上述方法，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，提高教學(xué)質(zhì)量。

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