面向藝術(shù)生的Python編程教學(xué)探索

【摘 要】相對(duì)其他編程語(yǔ)言來(lái)說(shuō)，Python語(yǔ)言更接近自然語(yǔ)言，具有生態(tài)、高效、簡(jiǎn)潔三大優(yōu)勢(shì)，有助于培養(yǎng)藝術(shù)生的計(jì)算思維，并可以顯著提高教師的教學(xué)質(zhì)量與創(chuàng)新熱情，以此加深藝術(shù)生對(duì)課程設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)，最終增強(qiáng)藝術(shù)生的創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新能力，達(dá)到程序技術(shù)課程教學(xué)改革的目標(biāo)。文章在簡(jiǎn)述面向藝術(shù)生開(kāi)設(shè)Python語(yǔ)言編程課程的意義與原因的基礎(chǔ)上，提出了上好這門(mén)課的建議，希望可以滿足設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革的需要。

【關(guān)鍵詞】Python語(yǔ)言;藝術(shù)生;編程教學(xué)

【中圖分類號(hào)】G642? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A? 【文章編號(hào)】1671-8437（2022）12-0004-03

Python語(yǔ)言算得上是一門(mén)“古老”的編程語(yǔ)言，其與Java、Perl等語(yǔ)言具有相似之處，也存在不同之處。因Python語(yǔ)言具有易讀性、簡(jiǎn)潔性及可擴(kuò)展性等特點(diǎn)，所以其成為最受歡迎的一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。Python語(yǔ)言簡(jiǎn)單易學(xué)，許多不具備任何程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的大學(xué)生都能在短時(shí)間內(nèi)理解Python的設(shè)計(jì)方法，同時(shí)具備編寫(xiě)十幾行代碼的能力，顯而易見(jiàn)，針對(duì)藝術(shù)生開(kāi)設(shè)Python編程課程非常合適。讓藝術(shù)生學(xué)習(xí)Python編程并不是使其成為專業(yè)的編程者，而是以此鍛煉他們的分析能力與邏輯思維能力。另外，Python語(yǔ)言應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，這也是讓藝術(shù)生學(xué)習(xí)Python語(yǔ)言的重要原因。

1? ?面向藝術(shù)生開(kāi)設(shè)編程課的意義

藝術(shù)生通常給人的印象是具有較強(qiáng)的創(chuàng)造力、想象力和表現(xiàn)力，在邏輯思維、計(jì)算思維方面稍有欠缺。盡管如此，依然有不少學(xué)生有意愿學(xué)習(xí)一定的編程技能。同時(shí)，一些偏設(shè)計(jì)類專業(yè)的學(xué)生如果能夠具備一定的編程能力，對(duì)其提高自身競(jìng)爭(zhēng)力是有極大幫助的。因此，筆者認(rèn)為有必要面向藝術(shù)生開(kāi)設(shè)編程相關(guān)的課程。針對(duì)藝術(shù)生開(kāi)設(shè)Python編程課程，主要有以下三方面意義：第一，Python語(yǔ)言簡(jiǎn)單易學(xué)，相較于C語(yǔ)言，其開(kāi)源與面向豐富，同時(shí)有著較強(qiáng)的易用性與功能，可以滿足藝術(shù)專業(yè)的教學(xué)要求。第二，在處理計(jì)算問(wèn)題時(shí)，Java與C語(yǔ)言語(yǔ)法結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，Python是使用輕語(yǔ)法程序進(jìn)行設(shè)計(jì)，更加接近自然語(yǔ)言與語(yǔ)法形式，語(yǔ)言代碼非常簡(jiǎn)潔。第三，實(shí)用價(jià)值方面，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展，云計(jì)算與大數(shù)據(jù)等技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生并日益發(fā)展[1]。在此背景下，藝術(shù)生除了需要掌握必要的專業(yè)知識(shí)，還應(yīng)具有一定的編程能力。運(yùn)用Python語(yǔ)言可以有效處理學(xué)習(xí)與工作中面臨的各種非通用計(jì)算問(wèn)題，提高學(xué)習(xí)與工作效率。所以，面向藝術(shù)生開(kāi)設(shè)Python編程課程，可以很好地取代以往教學(xué)內(nèi)容，并提高教學(xué)質(zhì)量，對(duì)拓展學(xué)生計(jì)算思維與提高其計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)應(yīng)用能力都非常有利。

2? ?選擇Python的原因

計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言有很多，然而Python卻是當(dāng)下應(yīng)用最廣泛的一門(mén)編程語(yǔ)言，特別是在大數(shù)據(jù)、人工智能等熱門(mén)領(lǐng)域，Python甚至占據(jù)了主導(dǎo)。上文提到，Python語(yǔ)言是最接近人類自然語(yǔ)言的編程語(yǔ)言，其代碼高效且簡(jiǎn)潔，對(duì)不具備任何編程經(jīng)驗(yàn)的藝術(shù)生而言也容易上手。藝術(shù)生不需要考慮語(yǔ)言與程序編寫(xiě)方式，針對(duì)抽象問(wèn)題就可以很快提出解決方案，這有助于提高藝術(shù)生的編程積極性。藝術(shù)專業(yè)涉及范圍非常廣泛，Python語(yǔ)言可以完成的工作同樣很廣泛，不僅涉及計(jì)算機(jī)視覺(jué)、圖形處理、科學(xué)計(jì)算和可視化、軟件分析、web編程、物聯(lián)網(wǎng)管理等領(lǐng)域，還涉及了一些出人意料的領(lǐng)域[2]。如Python可以用來(lái)制作電影視覺(jué)特效，《星球大戰(zhàn)》這類電影特效的制作就采用了Python語(yǔ)言，Python語(yǔ)言將集體渲染、批量處理、影片合成各個(gè)步驟密切聯(lián)系了起來(lái)。Python語(yǔ)言已經(jīng)超過(guò)了C語(yǔ)言，成為全球最流行的編程語(yǔ)言。

2017年，政府工作報(bào)告中首次提出了“人工智能”，Python也憑借人工智能與數(shù)據(jù)科學(xué)上升到了編程語(yǔ)言生態(tài)鏈的頂端。在人工智能技術(shù)的發(fā)展背景下，各行業(yè)的人員將會(huì)把本領(lǐng)域的行業(yè)知識(shí)與數(shù)據(jù)資源融入到Python與人工智能潮流中，這將對(duì)整個(gè)IT行業(yè)帶來(lái)深遠(yuǎn)影響，也可以說(shuō)數(shù)據(jù)技術(shù)（Data Technology，DT）產(chǎn)業(yè)改變了整個(gè)產(chǎn)業(yè)的局勢(shì)與面貌[3]。此外，我國(guó)教育部考試中心也在2018年將Python納入國(guó)家計(jì)算機(jī)等級(jí)考試。與此同時(shí)，社會(huì)上也有很多企業(yè)需要Python開(kāi)發(fā)人員。Python作為一門(mén)通用的解釋性語(yǔ)言，其語(yǔ)法簡(jiǎn)單，對(duì)初學(xué)者比較友好。最主要的是，Python是開(kāi)源的，因此有龐大的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)和第三方庫(kù)為其提供各種豐富的功能函數(shù)，使得Python語(yǔ)言在圖像處理、數(shù)據(jù)分析、網(wǎng)絡(luò)編程等各個(gè)方面都有較好地應(yīng)用。

3? ?面向藝術(shù)生開(kāi)展Python教學(xué)的建議

3.1? 設(shè)置分層教學(xué)目標(biāo)

Python編程可作為公共選修課開(kāi)設(shè)，旨在服務(wù)有學(xué)習(xí)Python編程需求的學(xué)生，提高學(xué)生的信息素養(yǎng)和計(jì)算思維能力，為學(xué)生今后更高層次的學(xué)習(xí)或?qū)?lái)參與工作加碼[4]。因此，應(yīng)將教學(xué)重點(diǎn)放在培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維上，同時(shí)應(yīng)選擇一些實(shí)用的通用庫(kù)作為切入點(diǎn)，讓學(xué)生切實(shí)感受到程序開(kāi)發(fā)的強(qiáng)大，為其今后在工作中能運(yùn)用這一技能打下基礎(chǔ)。

針對(duì)部分傳媒、動(dòng)畫(huà)、設(shè)計(jì)類專業(yè)的學(xué)生，Python更適合作為專業(yè)選修課開(kāi)設(shè)。分專業(yè)深入學(xué)習(xí)相關(guān)動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)、游戲開(kāi)發(fā)、人工智能領(lǐng)域的庫(kù)函數(shù)使用，更有利于學(xué)生深入掌握Python，從而將Python作為一個(gè)高效工具，助力其專業(yè)發(fā)展，設(shè)計(jì)出更時(shí)尚、更智能的產(chǎn)品。

3.2? 合理規(guī)劃教學(xué)內(nèi)容

因?yàn)樗囆g(shù)學(xué)院的學(xué)生幾乎都不具備編程基礎(chǔ)，所以需要占用一定的課時(shí)量教授學(xué)生Python語(yǔ)言的基本知識(shí)。這部分內(nèi)容對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)可能相對(duì)枯燥，教師需要注意教學(xué)方式，盡量讓學(xué)生邊學(xué)邊動(dòng)手，避免純理論講授。可以結(jié)合IDLE的學(xué)習(xí)操作，在一個(gè)個(gè)小的操作語(yǔ)句中讓學(xué)生逐條理解各種數(shù)據(jù)類型的使用方法。

在學(xué)生掌握了基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和程序控制邏輯后，再學(xué)習(xí)常用庫(kù)函數(shù)。Turtle庫(kù)作為畫(huà)圖的起點(diǎn)，比較容易吸引學(xué)生入門(mén)。xlrd和xlwt庫(kù)主要為excel表格處理服務(wù)，有利于學(xué)生掌握辦公自動(dòng)化的技能，為其將來(lái)工作提供幫助。Requests庫(kù)為爬蟲(chóng)的基礎(chǔ)庫(kù)，可以讓學(xué)生對(duì)當(dāng)下熱門(mén)的爬蟲(chóng)技術(shù)有所了解，可以爬取自己需要的素材。在爬蟲(chóng)相關(guān)教學(xué)中，教師需要特別注意對(duì)學(xué)生進(jìn)行相關(guān)的法律與安全教育。Python作為一個(gè)好用的工具本身并無(wú)不妥，但需要在合理合法的前提下使用，在培養(yǎng)學(xué)生開(kāi)發(fā)技能的同時(shí)，也要提高學(xué)生的安全與法律意識(shí)[5]。

3.3? 漸進(jìn)式案例教學(xué)，引入語(yǔ)法

從本質(zhì)上來(lái)講，Python語(yǔ)言也是程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，其具有相應(yīng)的語(yǔ)法規(guī)則。若想要較好地掌握Python語(yǔ)言，語(yǔ)法學(xué)習(xí)同樣非常重要。在激發(fā)藝術(shù)生對(duì)Python的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)后，教師可依照實(shí)現(xiàn)程序的情況，使學(xué)生合理進(jìn)行語(yǔ)法學(xué)習(xí)，講解利用程序解決問(wèn)題背后的原因與簡(jiǎn)單的規(guī)則。如此一來(lái)，實(shí)例與實(shí)踐就能有效提高藝術(shù)生的學(xué)習(xí)興趣與動(dòng)機(jī)，促使藝術(shù)生接受語(yǔ)法知識(shí)。有效利用Python語(yǔ)言優(yōu)勢(shì)與豐富的擴(kuò)展庫(kù)，可以讓藝術(shù)生充分認(rèn)識(shí)到Python語(yǔ)言的價(jià)值，提高其學(xué)習(xí)編程的熱情，更好地掌握利用計(jì)算機(jī)處理問(wèn)題的方法，提高他們利用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問(wèn)題的能力[6]。面向藝術(shù)生教學(xué)，教學(xué)案例最好選擇圖形案例設(shè)計(jì)類，圖形案例能夠在心理上拉近Python語(yǔ)言與藝術(shù)生的距離，明確最近發(fā)展區(qū)，以此激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣與動(dòng)機(jī)。更為重要的是，藝術(shù)生具有較強(qiáng)的圖形設(shè)計(jì)能力，可以將Python編程課所學(xué)內(nèi)容應(yīng)用到日常手繪學(xué)習(xí)中，一定程度上能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的興趣。同時(shí)還可以在選取教學(xué)案例時(shí)，加強(qiáng)教學(xué)案例的趣味性，由淺入深、由易到難，并能較好地融入各種有關(guān)知識(shí)點(diǎn)，從而更好地實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。藝術(shù)生進(jìn)行作業(yè)上機(jī)實(shí)踐時(shí)，就不再會(huì)認(rèn)為Python編程與自身專業(yè)沒(méi)有關(guān)聯(lián)，Python程序設(shè)計(jì)同樣是一種藝術(shù)設(shè)計(jì)方式，教師可以促使學(xué)生自主探索怎樣利用Python編程去進(jìn)行藝術(shù)設(shè)計(jì)。

3.4? 將學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)化為主動(dòng)性

淡化語(yǔ)法，采用藝術(shù)生最近發(fā)展區(qū)的Turtle繪圖庫(kù)進(jìn)行Python編程教學(xué)，就可以讓藝術(shù)生更好地接受Python編程語(yǔ)言，從而提高藝術(shù)設(shè)計(jì)的創(chuàng)造性[7]。當(dāng)藝術(shù)生掌握了三種基本程序設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)之后，其學(xué)習(xí)積極性能被充分調(diào)動(dòng)起來(lái)。此時(shí)，教師就應(yīng)將藝術(shù)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)化成主動(dòng)性，合理引導(dǎo)大學(xué)生利用慕課進(jìn)行學(xué)習(xí)與探索。借助慕課，藝術(shù)生不僅能夠自主學(xué)習(xí)，也可以在課堂上與教師進(jìn)行互動(dòng)，與其他同學(xué)交流學(xué)習(xí)心得，有助于解決自主學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的問(wèn)題。

大學(xué)生慕課網(wǎng)上和Python編程有關(guān)的課程非常多，在以Python語(yǔ)言開(kāi)展編寫(xiě)網(wǎng)絡(luò)爬蟲(chóng)程序的教學(xué)時(shí)，教師可以要求藝術(shù)生先自己觀看慕課網(wǎng)上的相關(guān)課程，以此調(diào)動(dòng)學(xué)生主觀能動(dòng)性，有效利用好慕課資源，構(gòu)建師生之間的良性互動(dòng)與個(gè)性化溝通渠道，采用適合藝術(shù)生學(xué)習(xí)Python語(yǔ)言的教學(xué)方法，占領(lǐng)大數(shù)據(jù)與數(shù)字化背景下數(shù)字媒體藝術(shù)設(shè)計(jì)的陣地。

3.5? 重練習(xí)，輕考核

將Python編程作為公共選修課開(kāi)設(shè)，筆者并不建議進(jìn)行筆試考核。教師可將平時(shí)的課堂練習(xí)情況作為主要考查依據(jù)，占比可到70%，同時(shí)在學(xué)期末設(shè)置幾道小的程序開(kāi)發(fā)題，可涉及教學(xué)過(guò)程中的不同的庫(kù)函數(shù)使用，由學(xué)生任選完成。程序開(kāi)發(fā)題的形式可與計(jì)算機(jī)等級(jí)考試類似，占比不超過(guò)30%[7]。平時(shí)加強(qiáng)練習(xí)，有利于督促學(xué)生及時(shí)掌握重要知識(shí)點(diǎn)，而期末練習(xí)有利于學(xué)生適應(yīng)計(jì)算機(jī)等級(jí)考試的編程要求，考試分?jǐn)?shù)占比低可減輕學(xué)生期末壓力，減少學(xué)生排斥心理。

學(xué)習(xí)Python編程順應(yīng)了時(shí)代的要求，這是一門(mén)有利于藝術(shù)生長(zhǎng)期發(fā)展的課程。目前，國(guó)內(nèi)藝術(shù)院校在這門(mén)課的開(kāi)設(shè)上還處于探索階段，具體實(shí)施效果還有待長(zhǎng)期觀察，但對(duì)于藝術(shù)生計(jì)算思維和邏輯思維的培養(yǎng)卻有必要持續(xù)推進(jìn)。教學(xué)工作者需要及時(shí)掌握技術(shù)動(dòng)態(tài)和學(xué)生學(xué)習(xí)情況，不斷調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)形式，真正將有用的知識(shí)和技能傳授給學(xué)生，促進(jìn)學(xué)生長(zhǎng)期發(fā)展。

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【作者簡(jiǎn)介】

陳建婷（1980～），女，漢族，江蘇南京人，碩士，高級(jí)工程師。研究方向：4G/5G增值業(yè)務(wù)應(yīng)用，高校信息系統(tǒng)建設(shè)以及計(jì)算機(jī)相關(guān)教學(xué)。