《IT實用技術(shù)》課程教學(xué)中Python語言的應(yīng)用

王強　張仕霞

摘要：針對《IT實用技術(shù)》公共課中比較抽象的概念和知識點，筆者探索采用對初學(xué)者友好的Python 語言及其IDLE環(huán)境作為學(xué)習(xí)、體驗和練習(xí)的環(huán)境，收到了較好的教學(xué)效果。本文列舉了在教學(xué)實踐中關(guān)于數(shù)的進制、ASCII 及Unicode編碼以及高級程序設(shè)計的幾個實例。

關(guān)鍵詞：云教學(xué);計算思維;高等教育;Python

本學(xué)期筆者承擔(dān)了西南財經(jīng)大學(xué)天府學(xué)院藝術(shù)設(shè)計學(xué)院網(wǎng)絡(luò)與新媒體專業(yè)的《IT實用技術(shù)》公共課。該課程是在抗疫條件下的云教學(xué)環(huán)境下進行，老師和同學(xué)們無法面對面，而課程中的有關(guān)章節(jié)涉及到二進制、八進制、十六進制、ASCII 編碼、Unicode編碼、高級程序設(shè)計等比較抽象的概念和知識點，因此形象直觀的教學(xué)手段和工具顯得尤為重要。我探索把這些教學(xué)內(nèi)容與學(xué)習(xí)入門相對容易、對初學(xué)者友好的Python 語言相結(jié)合，同學(xué)們能夠在自己電腦上安裝好的Python IDE環(huán)境下練習(xí)和體驗以上的學(xué)習(xí)內(nèi)容，眼見為實。Python語言是在八十年代末、九十年代初，由Guido van Rossum 在荷蘭國家數(shù)學(xué)和計算機科學(xué)研究所設(shè)計，由諸多其它語言發(fā)展而來的一門非常強大的編程語言， 其開源、簡潔、優(yōu)雅以及對文字的強處理能力使得它目前已成為人工智能和大數(shù)據(jù)分析的主力語言。Python是初學(xué)者友好的語言，對初級程序員而言，它是一種偉大的語言，支持廣泛的應(yīng)用程序開發(fā)，包括簡單的文字處理、Web 瀏覽器、到電子工程和游戲。Python是一種解釋型語言，意味著開發(fā)過程中沒有了編譯這個環(huán)節(jié)，類似于PHP和Perl語言。Python是交互式語言，意味著學(xué)生在一個Python提示符下直接互動執(zhí)行和編寫程序。Python是面向?qū)ο蟮恼Z言，支持面向?qū)ο蟮娘L(fēng)格或代碼封裝在對象的編程技術(shù)。

點擊并拖拽以移動在第一章《計算機的誕生與發(fā)展》中，講述數(shù)值數(shù)據(jù)的進制時，我們可以利用Python對二進制、八進制、十六進制的表示方法讓同學(xué)們更直觀地去學(xué)習(xí)和理解。例如，把0b1011 ， 0o712 ， 0x1ac 這些數(shù)值敲入到 Python交互式shell環(huán)境下，對應(yīng)的十進制的值就能馬上顯示出來，在這里，0b、0o、0x 分別表示二進制、八進制、十六進制數(shù)（b、o、x也可以是大寫的B、O、X）。

同樣在第一章“字符的編碼”一節(jié)中，我們可以用Python中互逆的2個函數(shù)ord（）和chr（）來說明ASCII編碼的使用，也可以用"＼u"+ Unicode來說明Unicode編碼的使用。

點擊并拖拽以移動在教學(xué)中可以讓同學(xué)們先訪問 https：//home.unicode.org/，得到 ‘@’的Unicode編碼是 FF20（4位16進制數(shù)），‘π’的 Unicode編碼是 03c0，然后用 ‘＼u’轉(zhuǎn)義字符調(diào)用print（ ）函數(shù)輸出。

在講授課程的下半部分《計算思維基礎(chǔ)》時，由于Python語言具有的入門容易、語法簡潔、優(yōu)雅、高效的特點，在教學(xué)計劃中我把原來教材第9章《程序設(shè)計》中采用的描述語言C++ 和Visual Basic替換成Python語言。因為，對于文科學(xué)生來說，C++語言過于艱深，而Visual Basic語言在蓬勃發(fā)展的高級程序設(shè)計語言中又逐漸落伍。比如我們熟知的漢諾塔（Tower of Hanoi ）問題采用Python編程來實現(xiàn)，僅僅 12行程序，該程序?qū)⑤敵鰊層的漢諾塔從 A柱移到C柱的步驟，并統(tǒng)計出移動的步驟數(shù)（應(yīng)該是 -1次）。

本例中，采用了遞歸函數(shù)，老師在課堂教學(xué)中可以借助遞歸函數(shù)的思想清晰地闡述問題求解的算法思路。

i=0;

def hanoi（n，a，b，c）：

global i

if n== 1：

print（a，'-->'，c）

else：

hanoi（n-1，a，c，b）

print（a，'-->'，c）

hanoi（n-1，b，a，c）

i=i+1

hanoi（6，'A'，'B'，'C'）

print（"Totally {0} moves".format（i））

在老師的指導(dǎo)下，同學(xué)們大都安裝好了來自Python官網(wǎng)（www.python.org）的IDE環(huán)境，并利用該環(huán)境來學(xué)習(xí)和實踐課程中的一些抽象概念和知識點，從教學(xué)實踐和效果來看，這個探索證明是有效的。由于Python是開源的，擁有豐富的開發(fā)就緒的第三方庫，筆者準備就本課程的其它教學(xué)內(nèi)容例如“計算機網(wǎng)絡(luò)”進一步探索挖掘一些可應(yīng)用到教學(xué)上的資源庫以積累更多的教學(xué)用例。

參考文獻：

[1]史巧碩 柴欣《大學(xué)計算機基礎(chǔ)與計算思維》（第2版）人民郵電出版社 2015年

[2] 徐光俠 常光輝 謝紹詞 黃德玲 《Python 程序設(shè)計案例教程》人民郵電出版社 2017年

[3] [美] Richard Blum，ChristineBresnanhan陳曉明 馬立新 譯《樹莓派Python編程入門與實戰(zhàn)（第二版）》人民郵電出版社 2017年

[4] [美] Wesley Chun《Python 核心編程》（第3版）英文版人民郵電出版社 2016年

作者簡介：王強，1967年，男，四川成都，西南交通大學(xué)，碩士，主要研究方向為計算機軟件編程、人工智能。