基于Python語(yǔ)言的信息技術(shù)教學(xué)分析

摘要：Python由荷蘭數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)研究學(xué)會(huì)的Guido van Rossum 于1990 年代初設(shè)計(jì)，作為一門(mén)叫做ABC語(yǔ)言的替代品。 相對(duì)于C或者C++等編程語(yǔ)言，它確定是具有一定的潛力，而作為擴(kuò)展程序的高級(jí)語(yǔ)言，Python正在編程上發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。這學(xué)期，通過(guò)對(duì)Python基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)，對(duì)Python有了一定的認(rèn)識(shí)。自身根據(jù)已經(jīng)學(xué)習(xí)的高級(jí)語(yǔ)言C與初中階段的VB語(yǔ)言有了一定的對(duì)比，針對(duì)初中生的教學(xué)階段進(jìn)行了信息技術(shù)教學(xué)分析，從而通過(guò)類(lèi)似的編程教學(xué)，可通過(guò)趣味游戲的開(kāi)發(fā)，帶領(lǐng)零基礎(chǔ)的學(xué)生對(duì)Python語(yǔ)言產(chǎn)生興趣，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和抽象思維能力，提高孩子的創(chuàng)新思維和解難思維能力。

關(guān)鍵詞：Python;編程語(yǔ)言;教學(xué)分析

一、Python語(yǔ)言

自從20世紀(jì)90年代初Python語(yǔ)言誕生至今，它已被逐漸廣泛應(yīng)用于系統(tǒng)管理任務(wù)的處理和Web編程。Python已經(jīng)成為最受歡迎的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言之一，是當(dāng)前非常流行的一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，已廣泛應(yīng)用于科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)庫(kù)、多媒體、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等各個(gè)領(lǐng)域。它的底層以及許多的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)與第三方庫(kù)都是C語(yǔ)言編寫(xiě)的，運(yùn)行速度非?？臁?/p>

隨著人工智能時(shí)代的來(lái)臨，在眾多的變成語(yǔ)言中，Python語(yǔ)法簡(jiǎn)單，上手容易，功能強(qiáng)大，而中小學(xué)生需要學(xué)習(xí)大部分的Python知識(shí)，相對(duì)來(lái)說(shuō)比較繁雜，不易理解。這時(shí)我們可以從另一方面進(jìn)行著手學(xué)，要知道從教學(xué)入手不單單是簡(jiǎn)單介紹它的理論，而是從興趣實(shí)踐入手，把游戲案例逐步引入到Python語(yǔ)法知識(shí)，從而更有效的提升學(xué)生對(duì)編程的興趣，提高學(xué)生的思維拓展能力。

二、VB語(yǔ)言到Python語(yǔ)言的過(guò)渡

VB語(yǔ)言結(jié)合了圖形用戶界面與BASIC語(yǔ)言程序開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，是一種通用的基于對(duì)象的可視化程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。如今AI人工智能開(kāi)始迅速發(fā)展，VB語(yǔ)言不足以支撐，而作為AI人工智能的基礎(chǔ)語(yǔ)言——Python已經(jīng)被廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)如今Python語(yǔ)言也將被納入中小學(xué)的信息技術(shù)教材中，雖然VB與Python是不同的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，但是基本概念、變成的思維等卻互通，而我針對(duì)中小學(xué)生的教材將面向?qū)ο蟮腣B語(yǔ)言與Python語(yǔ)言進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析：

（一）編程環(huán)境

從開(kāi)源角度分析：VB語(yǔ)言的依賴性較強(qiáng)，只能在Windows上使用不同的平臺(tái);而Python語(yǔ)言可以在多個(gè)平臺(tái)進(jìn)行使用，具有更廣泛的適用性。

從應(yīng)用領(lǐng)域分析：VB語(yǔ)言適用于數(shù)據(jù)庫(kù)管理、管理信息系統(tǒng)、監(jiān)控界面等簡(jiǎn)單的應(yīng)用;而Python語(yǔ)言能夠科學(xué)計(jì)算進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行維護(hù)以及各種開(kāi)源軟硬件結(jié)合來(lái)發(fā)各種智能應(yīng)用。

（二）編程代碼

1. 語(yǔ)法

在VB語(yǔ)言中，變量可以隨用隨定義，不過(guò)必須集中在前面調(diào)用之前定義，當(dāng)變量的使用數(shù)量達(dá)到一定的量的時(shí)候，就會(huì)給編程帶來(lái)了諸多的不便。而Python語(yǔ)言顯然就自由很多。在VB語(yǔ)言中，變量在定義后，由系統(tǒng)分配相應(yīng)大小的內(nèi)存，從而進(jìn)行變量的相關(guān)操作。而在后者具有指向性。在內(nèi)存機(jī)制上，Python 語(yǔ)言與其它語(yǔ)言有著較大的差別。

在VB語(yǔ)言中，語(yǔ)句的功能可以輸出圖片、動(dòng)畫(huà)、聲音、視頻等多種類(lèi)型的信息，而Python語(yǔ)言的語(yǔ)句功能是以函數(shù)形式出現(xiàn)的，其中兩者算術(shù)表達(dá)式中乘方和取余運(yùn)算符的書(shū)寫(xiě)方式也不相同。

2. 循環(huán)

在VB語(yǔ)言中，for循環(huán)語(yǔ)句、循環(huán)嵌套擁有強(qiáng)大的功能，可以實(shí)現(xiàn)條件循環(huán)、計(jì)數(shù)循環(huán)，幾乎能滿足所有程序的需求。但Python的for循環(huán)主要依靠關(guān)鍵詞in來(lái)實(shí)現(xiàn)循環(huán)。也此時(shí)for循環(huán)是控制循環(huán)次數(shù)。比如 for i in range （5），控制循壞進(jìn)行5次，in僅僅起到控制循環(huán)次數(shù)的作用，這一作用與VB語(yǔ)言極為相似。在其它的循環(huán)上，如 while條件循環(huán)并沒(méi)有太大的區(qū)別。

3. 面向?qū)ο缶幊?/p>

VB語(yǔ)言中類(lèi)中主要包括 private.，public.protected等成員類(lèi)型，需要對(duì)應(yīng)的進(jìn)行代碼編寫(xiě)調(diào)試，而 Python中則不需要明確指出。Python語(yǔ)言是一種既支持面向過(guò)程又支持面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言。因此，面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法在Python 中也有著很好的體現(xiàn)。

（三）編程教學(xué)

由中國(guó)教育技術(shù)協(xié)會(huì)信息技術(shù)教育委員會(huì)起草修訂的基礎(chǔ)教育信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)將算法與程序設(shè)計(jì)納入中小學(xué)課堂教學(xué)?？偨Y(jié)了幾年來(lái)教材的適用情況，并結(jié)合了信息技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，小學(xué)階段以Scratch圖形化編程軟件面向五年級(jí)學(xué)生展開(kāi)教學(xué)，讓學(xué)生具有較強(qiáng)的動(dòng)手實(shí)踐能力。而初中階段，在教研組課題研究指引下，我們將Python程序設(shè)計(jì)引進(jìn)課堂，因?yàn)橛辛饲罢叩腣B語(yǔ)言，在奠定了一定的基礎(chǔ)上，進(jìn)行對(duì)Python語(yǔ)言的過(guò)渡，反而讓學(xué)生能夠做出對(duì)比，相互融合后能更好的吸收知識(shí)，從而提高學(xué)生的創(chuàng)新思維和解難思維能力。

三、基于Python語(yǔ)言的教學(xué)分析

Python編程還未以完整的教材形式普及到中小學(xué)教材中，所以我打算從有趣的案例講解，由易到難的分析，帶領(lǐng)學(xué)生從零基礎(chǔ)開(kāi)始學(xué)習(xí)，與VB語(yǔ)言相結(jié)合，逐步學(xué)習(xí)Python語(yǔ)言中新的語(yǔ)法知識(shí)，讓學(xué)生在實(shí)踐應(yīng)用中體會(huì)。下面，我將從課程分析、學(xué)情分析、課程目標(biāo)、教學(xué)案例四個(gè)方面進(jìn)行分析。

（一）課程分析

本課程在人教版初中八年級(jí)教材的第四章程序設(shè)計(jì)中的Python編程，通過(guò)前面的VB編程奠定了基礎(chǔ)，為后面學(xué)習(xí)Python的函數(shù)、數(shù)據(jù)類(lèi)型和編程解決實(shí)際問(wèn)題打下理論實(shí)踐基礎(chǔ)。通過(guò)課程的學(xué)習(xí)，旨在全面提升學(xué)生的信息素養(yǎng)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用計(jì)算思維判斷與分析問(wèn)題，抽象設(shè)計(jì)系統(tǒng)性解決方案，培養(yǎng)學(xué)生勇于嘗試、實(shí)踐和創(chuàng)新的精神。

（二）學(xué)情分析

本課程面向初中八年級(jí)學(xué)生展開(kāi)教學(xué)，學(xué)生具備較強(qiáng)的邏輯思維能力和抽象思維能力，并且通過(guò)VB編程語(yǔ)言學(xué)習(xí)了算法、變量、函數(shù)、順序結(jié)構(gòu)和循環(huán)語(yǔ)句，較熟練的吸收轉(zhuǎn)換為Python編程語(yǔ)言的編寫(xiě)，能夠結(jié)合生活中的具體問(wèn)題，按照情節(jié)需求完成簡(jiǎn)單的小程序，對(duì)這門(mén)課程有著高漲、濃厚的學(xué)習(xí)熱情和興趣。

（三）課程目標(biāo)

通過(guò)對(duì)課程和學(xué)情的分析，我制定了以下三維教學(xué)目標(biāo)：

知識(shí)與技能目標(biāo)：

1. 了解Python編程程序基本知識(shí).

2. 掌握Python編程的程序判斷與循環(huán).

3. 學(xué)會(huì)Python程序代碼的輸入、運(yùn)行調(diào)試和保存，能完成Python程序。

過(guò)程與方法：

以用Python程序編寫(xiě)程序，教師通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、拓展學(xué)習(xí)、評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)、教師助學(xué)來(lái)達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生的合作探究能力、動(dòng)手實(shí)踐能力以及創(chuàng)新思維能力。

情感態(tài)度與價(jià)值觀：

1. 培養(yǎng)學(xué)生的編程興趣、愛(ài)好及編程習(xí)慣，培養(yǎng)小組合作探究能力。

2. 培養(yǎng)學(xué)生信息素養(yǎng)和邏輯思維能力，培養(yǎng)學(xué)生從現(xiàn)在起就樹(shù)立起用程序改變?nèi)松?、改變世界的宏偉目?biāo)而努力奮斗的信心和決心。

（四）教學(xué)案例

1. 情境導(dǎo)入

根據(jù)Python程序所編寫(xiě)的五星紅旗進(jìn)行分析：五角星如何繪制、角度如何判定、如何填充五角星、如何繪制4個(gè)相同的五角星等問(wèn)題對(duì)以上的問(wèn)題一一進(jìn)行討論與解決。

2. 探究學(xué)習(xí)

首先學(xué)習(xí)For循環(huán)語(yǔ)句以及顏色表示，簡(jiǎn)化重復(fù)繪制的代碼。利用海龜進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，讓學(xué)生根據(jù)語(yǔ)句進(jìn)行代碼分析出for循環(huán)結(jié)構(gòu)的意義，并進(jìn)行自行調(diào)試，從而自己嘗試?yán)L制矩形以及大五角星繪制。最后利用已繪制好的圖形進(jìn)行快速填充，學(xué)習(xí)數(shù)值表示方法，引導(dǎo)學(xué)生思考如何填充，實(shí)現(xiàn)豐富多彩的顏色效果并示范幾種填充方法進(jìn)行探討與研究。

3. 實(shí)踐學(xué)習(xí)

結(jié)合五星紅旗的特征利用循環(huán)結(jié)構(gòu)、函數(shù)調(diào)用對(duì)程序進(jìn)行分析，學(xué)習(xí)函數(shù)調(diào)用以及循環(huán)的嵌套實(shí)現(xiàn)多個(gè)五角星的平鋪。并結(jié)合自身的邏輯思維能力思考：每顆五角星的絕對(duì)地址，并進(jìn)行程序代碼編寫(xiě)。

分析1：每個(gè)五角星的絕對(duì)地址：第一顆（-96，182）、第二顆（-78，116）、第三顆（-78，66）、第四顆（-120，30）

分析2：函數(shù)調(diào)用 Def draw（）：

4. 課堂小結(jié)

這個(gè)案例只要學(xué)習(xí)了for循環(huán)語(yǔ)句，顏色的表示、絕對(duì)地址的引用、函數(shù)調(diào)用、循環(huán)嵌套語(yǔ)句等知識(shí)。有了循環(huán)語(yǔ)句，以及函數(shù)調(diào)能夠使程序執(zhí)行繁復(fù)的任務(wù)，而圖形的構(gòu)思能讓程序運(yùn)行結(jié)果更加多變有趣，學(xué)生可以利用這些知識(shí)點(diǎn)，繪制他們所喜歡的圖形，并嘗試編寫(xiě)代碼繪制，最后以小組為單位進(jìn)行作品展示并總結(jié)性評(píng)價(jià)。

五、結(jié)束語(yǔ)

編程語(yǔ)言是和計(jì)算機(jī)溝通必須的語(yǔ)言，學(xué)習(xí)一門(mén)新的語(yǔ)言就多一種認(rèn)識(shí)世界的角度和方式，同時(shí)結(jié)合了近幾年來(lái)的信息技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，中小學(xué)的教材也進(jìn)行了一些全面的修訂。在以往的教育教學(xué)中應(yīng)用這種教學(xué)模式進(jìn)行實(shí)踐操作能夠收獲較好的學(xué)習(xí)成果，讓學(xué)生掌握了信息現(xiàn)代化的基礎(chǔ)知識(shí)與基本技能，形成了信息技術(shù)學(xué)科的基本素養(yǎng)。而在現(xiàn)如今的信息時(shí)代，學(xué)生不但學(xué)會(huì)了編程語(yǔ)言，同時(shí)也學(xué)會(huì)了編程的思維方式以及編程方法，用Python編程語(yǔ)言編寫(xiě)出有樂(lè)趣的程序，自然而然就會(huì)有產(chǎn)生優(yōu)越的成就感，而與同學(xué)之間互相合作探究互動(dòng)，學(xué)習(xí)效果也會(huì)得到顯著提升，這同樣為現(xiàn)代信息社會(huì)發(fā)展創(chuàng)新型人才打下厚實(shí)的基礎(chǔ)。

作者簡(jiǎn)介：張夢(mèng)瑤（1995.06） 女 江蘇宜興人 武進(jìn)區(qū)牛塘初級(jí)中學(xué)，學(xué)士，中二級(jí)信息教師，計(jì)算機(jī)方向（研究方向）