基于計(jì)算思維的高中Python程序設(shè)計(jì)教學(xué)的探究

徐春萍

【摘要】所謂計(jì)算思維是指通過(guò)使用計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)科學(xué)運(yùn)行方式解決一系列的問(wèn)題，包括對(duì)人類行為的解構(gòu)、對(duì)深度問(wèn)題的計(jì)算和解答、對(duì)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化。通過(guò)一定的教學(xué)模式引導(dǎo)學(xué)生使用計(jì)算思維解決實(shí)際問(wèn)題，是將學(xué)生培養(yǎng)成計(jì)算機(jī)應(yīng)用人才的必經(jīng)之路。本文將關(guān)注高中Python程序設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程中計(jì)算思維模塊的教學(xué)方式，介紹Python程序設(shè)計(jì)的技術(shù)特點(diǎn)和教學(xué)優(yōu)勢(shì)，并提出課堂教學(xué)的改進(jìn)方法，希望能夠?yàn)樘嵘咧蠵ython語(yǔ)言課堂教學(xué)效果，培養(yǎng)具備計(jì)算思維的人才提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】計(jì)算思維;高中信息技術(shù);算法與程序設(shè)計(jì)

可以認(rèn)識(shí)到，隨著時(shí)代發(fā)展，我國(guó)逐漸進(jìn)入由計(jì)算機(jī)主導(dǎo)的科技時(shí)代，在這個(gè)時(shí)代中，計(jì)算機(jī)能夠?yàn)楦餍懈鳂I(yè)賦能，增加服務(wù)與產(chǎn)品的附加值。因此，近年來(lái)我國(guó)各個(gè)行業(yè)對(duì)計(jì)算機(jī)人才的需求量逐步增加，處于供不應(yīng)求的狀態(tài)。針對(duì)這一趨勢(shì)，有必要從高中教學(xué)課程中增加對(duì)學(xué)生計(jì)算機(jī)能力的培養(yǎng)，為學(xué)生日后選擇計(jì)算機(jī)深度學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。在高中計(jì)算機(jī)教學(xué)中，通過(guò)開(kāi)展程序設(shè)計(jì)不僅可以幫助學(xué)生真正掌握計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用的實(shí)用技能，還能夠培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)思維，習(xí)慣使用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言解決遇到的問(wèn)題，為日后深入學(xué)習(xí)打下能力和興趣的基礎(chǔ)。在一系列的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言中，Python 程序設(shè)計(jì)由于其本身的技術(shù)特點(diǎn)，較其他計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)語(yǔ)言更簡(jiǎn)潔、更易讀、也更具發(fā)展性，作為初學(xué)者的學(xué)習(xí)工具非常合適，能夠幫助高中生不必過(guò)多關(guān)注語(yǔ)法細(xì)節(jié)，而解放更多注意力在運(yùn)用語(yǔ)言解決問(wèn)題上，充分鍛煉計(jì)算思維的實(shí)際運(yùn)用。

1 Python 程序設(shè)計(jì)的語(yǔ)言優(yōu)點(diǎn)

Python 程序設(shè)計(jì)的語(yǔ)言優(yōu)點(diǎn)有三點(diǎn)，分別是：語(yǔ)言語(yǔ)法簡(jiǎn)潔、語(yǔ)言開(kāi)放，免費(fèi)獲取、第三方軟件充足，提供強(qiáng)大輔助功能。

1.1語(yǔ)言語(yǔ)法簡(jiǎn)潔

相較于JAVA等語(yǔ)法較復(fù)雜的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言來(lái)說(shuō)，Python語(yǔ)言的語(yǔ)法簡(jiǎn)單，不需要初學(xué)者擁有非常強(qiáng)的邏輯和代碼能力，而且依然可以保證良好的代碼效果，照顧到了初學(xué)者的心態(tài)，不會(huì)打擊自信心。

1.2語(yǔ)言開(kāi)放，免費(fèi)獲取

Python所有內(nèi)容都是開(kāi)源免費(fèi)的。學(xué)生不必支付費(fèi)用就可以在網(wǎng)上下載安裝使用，非常適合沒(méi)有經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)的高中生。另外，Python語(yǔ)言是開(kāi)源的，用戶可以對(duì)其源代碼進(jìn)行修改，變成適合自己操作的版本，對(duì)用戶非常友好。

1.3第三方軟件充足，提供強(qiáng)大輔助功能

由于Python語(yǔ)言的開(kāi)放性，用戶在使用過(guò)程中能夠不斷根據(jù)不同需要開(kāi)發(fā)新的功能，形成龐大的開(kāi)發(fā)庫(kù)，開(kāi)發(fā)庫(kù)內(nèi)部包含了Python官方設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，還有設(shè)計(jì)人員開(kāi)發(fā)的第三方庫(kù)，為初學(xué)者設(shè)計(jì)較復(fù)雜的程序提供幫助，這也是Python語(yǔ)言能夠逐漸強(qiáng)大的原因。

2基于計(jì)算思維的Python語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)

2.1合理分配時(shí)間

高中計(jì)算機(jī)課程教學(xué)面臨兩項(xiàng)挑戰(zhàn)：課程時(shí)間緊湊，如何在有限的時(shí)間內(nèi)最大程度幫助學(xué)生掌握Python程序設(shè)計(jì)、學(xué)生作為初學(xué)者，教師如何通過(guò)課程規(guī)劃幫助學(xué)生克服學(xué)習(xí)困難，避免厭學(xué)情緒。為了解決這兩個(gè)問(wèn)題，教師有必要綜合考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)和教學(xué)時(shí)長(zhǎng)，重點(diǎn)考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，進(jìn)而調(diào)整學(xué)習(xí)進(jìn)度。在教學(xué)規(guī)劃方面，應(yīng)當(dāng)分為三個(gè)主要階段，每個(gè)階段各有分工，難度逐級(jí)遞增，最終實(shí)現(xiàn)學(xué)生自主使用Python進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的目標(biāo)。第一階段，教師主要應(yīng)當(dāng)向?qū)W生傳授Python語(yǔ)言的相關(guān)信息，包括語(yǔ)言作用以及相較于其他語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)，還有幫助學(xué)生熟悉Python界面的各項(xiàng)功能。第二階段，教師需要向?qū)W生傳授Python語(yǔ)言的設(shè)計(jì)原理，讓學(xué)生學(xué)習(xí)Python語(yǔ)言的基本語(yǔ)句和語(yǔ)法，講解一些主要的知識(shí)點(diǎn)和邏輯。通過(guò)讓學(xué)生嘗試設(shè)計(jì)一些基礎(chǔ)語(yǔ)句后方可以開(kāi)始第三階段的學(xué)習(xí)。第三階段，教師可以讓學(xué)生嘗試開(kāi)始使用Python進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，在這個(gè)過(guò)程中學(xué)生開(kāi)始運(yùn)用計(jì)算思維考慮問(wèn)題，逐步形成邏輯自洽的計(jì)算機(jī)思考方式，最終實(shí)現(xiàn)自主編寫完整Python程序的目標(biāo)。

這一系列的教學(xué)設(shè)計(jì)最終目的是要降低學(xué)生在學(xué)習(xí)新知識(shí)時(shí)的接受難度，通過(guò)漸進(jìn)式的教學(xué)方法降低難度，盡可能避免學(xué)生因?yàn)榕龅诫y題而對(duì)Python語(yǔ)言學(xué)習(xí)產(chǎn)生恐懼，喪失學(xué)習(xí)熱情。同時(shí)，該教學(xué)方法由點(diǎn)到面，從局部到整體的教學(xué)方式也有助于學(xué)生培養(yǎng)計(jì)算思維，改變傳統(tǒng)邏輯模式。

2.2改進(jìn)教學(xué)方法

在進(jìn)行實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生很多時(shí)候無(wú)法順暢地將傳統(tǒng)邏輯轉(zhuǎn)化為計(jì)算思維，認(rèn)為Python語(yǔ)言過(guò)分抽象，進(jìn)而影響到學(xué)習(xí)情緒。為了避免這種情況大規(guī)模出現(xiàn)，教師需要注重教學(xué)方法，可以通過(guò)將知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行類比，幫助學(xué)生理解語(yǔ)言的內(nèi)在邏輯。例如，形象化教學(xué)是一種常用的Python教學(xué)方法，通過(guò)將不易理解的Python結(jié)構(gòu)和算法類比成現(xiàn)實(shí)中存在的事物，能夠幫助學(xué)生理解為什么存在這樣的邏輯結(jié)構(gòu)，順利轉(zhuǎn)化思維，最終擁有計(jì)算機(jī)思維。教師在教學(xué)過(guò)程中還可以鼓勵(lì)學(xué)生舉一反三，在理解了一種計(jì)算機(jī)語(yǔ)言邏輯結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上思考其他結(jié)構(gòu)，或者從一些現(xiàn)實(shí)事物上獲得靈感，鍛煉學(xué)生的計(jì)算機(jī)思維能力。

3結(jié)語(yǔ)

必須認(rèn)識(shí)到，未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，計(jì)算機(jī)都是推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要?jiǎng)恿χ?，未?lái)的計(jì)算機(jī)市場(chǎng)前景廣闊，對(duì)能夠熟練運(yùn)用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言進(jìn)行設(shè)計(jì)的人才需求量非常大。有關(guān)各方應(yīng)當(dāng)加以重視，加深對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的認(rèn)識(shí)，不斷推動(dòng)高中計(jì)算機(jī)課程教學(xué)質(zhì)量提升，教師要科學(xué)合理地設(shè)計(jì)課程方案，結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)和情緒進(jìn)行教學(xué)，使用合理的教學(xué)方法幫助學(xué)生理解抽象復(fù)雜的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言問(wèn)題。另外，通過(guò)使用Python語(yǔ)言可以降低教學(xué)難度，提升教學(xué)效果，幫助學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)思維，非常適合初學(xué)者學(xué)習(xí)，能夠使學(xué)生在深入學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)前打好基礎(chǔ)，為我國(guó)未來(lái)計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展與相關(guān)應(yīng)用提供人才。

參考文獻(xiàn)

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