Python語(yǔ)言編程在計(jì)算機(jī)理論教學(xué)上的應(yīng)用探索

摘要：本文從3個(gè)編程教學(xué)方面的常見(jiàn)問(wèn)題和通過(guò)與基礎(chǔ)理論學(xué)科教學(xué)的結(jié)合性兩方面，探討了在校生進(jìn)行Python語(yǔ)言編程學(xué)習(xí)的可能性，將一門(mén)通常作為程序愛(ài)好者廣泛使用的，易學(xué)易用的編程語(yǔ)言進(jìn)行一定范圍的教學(xué)嘗試。通過(guò)本文的探討，期望運(yùn)用在教學(xué)中能夠提高計(jì)算機(jī)理論與實(shí)際工作的耦合度，提高學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)課程的趣味和動(dòng)力、提供給學(xué)生進(jìn)行自我學(xué)習(xí)的技巧。

關(guān)鍵詞：Python；偽代碼；TCP/UDP

Python是一種面向?qū)ο蟮闹弊g式計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，由Guido van Rossum：]：1989年底發(fā)明，第一個(gè)公開(kāi)發(fā)行版發(fā)行于1991年。Python語(yǔ)法簡(jiǎn)潔而清晰，可以很輕松的調(diào)用其它語(yǔ)言（如c或c++）編寫(xiě)的模塊（dll文件），由于開(kāi)發(fā)速度很快，在計(jì)算機(jī)編程普及的一些國(guó)家它的應(yīng)用很廣，但在中國(guó)還處于起步階段。

1、傳統(tǒng)編程教學(xué)活動(dòng)的特點(diǎn)

傳統(tǒng)編程教學(xué)活動(dòng)存在一些顯而易見(jiàn)的問(wèn)題：

1.1 冗長(zhǎng)的語(yǔ)法學(xué)習(xí)過(guò)程

目前在高等教育學(xué)校的編程學(xué)習(xí)中，幾乎無(wú)一例外的以C、c++、C#、VB.net或java等為主，其中VB.net相對(duì)還是比較好掌握的編程語(yǔ)言，而C、c++所屬?gòu)?qiáng)類(lèi)型編程語(yǔ)言語(yǔ)法的復(fù)雜，及大量出現(xiàn)的語(yǔ)法陷阱使得學(xué)生在大多數(shù)的時(shí)間里成為一個(gè)“糾錯(cuò)者”，在學(xué)習(xí)過(guò)程中花費(fèi)不菲的時(shí)間來(lái)修正代碼中的錯(cuò)誤和漏洞，而忽視了編程思想的培養(yǎng)，容易造就會(huì)編程語(yǔ)言工具、不會(huì)實(shí)現(xiàn)編程工作的現(xiàn)象。c#雖然是—種較好的面向?qū)ο缶幊陶Z(yǔ)言，但在實(shí)現(xiàn)上對(duì)計(jì)算機(jī)環(huán)境的配置要求還比較高，對(duì)一些資金上比較緊張的學(xué)校機(jī)房來(lái)說(shuō)，更新設(shè)備的代價(jià)太大，同時(shí)由于c#不支持除windows以外的平臺(tái)，造成某些欲在非windows系統(tǒng)環(huán)境下學(xué)習(xí)的學(xué)生缺乏相關(guān)的學(xué)習(xí)環(huán)境。

1.2 校內(nèi)授課制度的局限

編程語(yǔ)言的學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期和持續(xù)的過(guò)程，往往對(duì)時(shí)間上的需求較多。而學(xué)校教學(xué)活動(dòng)的局限性，如為避免課程與課程的沖突、不能對(duì)編程課程進(jìn)行集中授課，而是像學(xué)習(xí)歷史、政治一樣分節(jié)學(xué)習(xí)。造成上節(jié)課學(xué)習(xí)的內(nèi)容這節(jié)課就忘記的現(xiàn)象比比皆是。編程類(lèi)課程在客觀上本就容易令學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)情緒和學(xué)習(xí)的枯燥感，而學(xué)生迫于就業(yè)壓力往往產(chǎn)生在校內(nèi)學(xué)習(xí)、課外還報(bào)修各種社會(huì)編程學(xué)習(xí)班的普遍現(xiàn)象。

1.3 對(duì)學(xué)生自身學(xué)習(xí)背景的強(qiáng)烈依賴不利于非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的自修

學(xué)習(xí)上歷來(lái)是“師傅領(lǐng)進(jìn)門(mén)，修行在個(gè)人”，教師不論教學(xué)能力多高，最終起到的還是一個(gè)啟蒙的作用。然而，一門(mén)過(guò)于難以掌握的語(yǔ)言大幅度提高了學(xué)生自己持續(xù)學(xué)習(xí)的難度。比如C語(yǔ)言的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生具有較扎實(shí)的計(jì)算機(jī)背景，對(duì)堆棧、內(nèi)存、指針、數(shù)組等有較深入的了解，對(duì)代碼的書(shū)寫(xiě)有諸多嚴(yán)格的要求。對(duì)外專(zhuān)業(yè)或計(jì)算機(jī)背景知識(shí)不扎實(shí)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，查看程序代碼如看天書(shū)，書(shū)寫(xiě)產(chǎn)生錯(cuò)誤的時(shí)候又找不到究竟是書(shū)寫(xiě)錯(cuò)誤還是邏輯錯(cuò)誤。一來(lái)二去很容易就此放棄。

2、PythOn在教學(xué)中能起到的作用

2.1 降低了學(xué)習(xí)的難度

Python的代碼書(shū)寫(xiě)規(guī)則與計(jì)算機(jī)算法中的“偽代碼”極其相似，由于其最初被發(fā)明的時(shí)候就是為了增強(qiáng)其易用性（Guidovan Rossum參考了ABC語(yǔ)言的特性進(jìn)行了開(kāi)發(fā)），其語(yǔ)言的書(shū)寫(xiě)接近于日常英語(yǔ)，可以說(shuō)只要略加學(xué)習(xí)，就可以迅速掌握。這對(duì)教學(xué)資源的節(jié)約起到很好的作用；python unicode字符集全面支持，我們不用去考慮ascii字符集的字節(jié)存儲(chǔ)空間問(wèn)題（unicode字符在其它語(yǔ)言中都存在較復(fù)雜的轉(zhuǎn)換問(wèn)題），而直接編寫(xiě)出可以被執(zhí)行的小程序；由于python強(qiáng)大的序列（Python的序列包括各類(lèi)定長(zhǎng)數(shù)組、動(dòng)態(tài)數(shù)組、字符串等等的特性）操作能力，使得在同一個(gè)序列中放置不同數(shù)據(jù)類(lèi)型的數(shù)據(jù)成為輕而易舉的事，我們不必再進(jìn)行復(fù)雜的組合變量聲明和處理；python隱藏了所有指針的行為，所有的變量值都是引用類(lèi)型，令我們掌握起來(lái)更加容易。

N-Python自身的IDLE不論是在windows上還是在UNIX上都有很好的支持。只需要對(duì)python進(jìn)行簡(jiǎn)單的入門(mén)學(xué)習(xí)，就可以迅速在短時(shí)間內(nèi)書(shū)寫(xiě)出執(zhí)行效率高的代碼。

2.2 增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力

由于拋開(kāi)了對(duì)專(zhuān)業(yè)背景的過(guò)度依賴，使得非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生也有可能快速掌握并進(jìn)行編程實(shí)踐，極大地提高了學(xué)生對(duì)編程思想的理解。在國(guó)內(nèi)存在著數(shù)量龐大的編程愛(ài)好者，這些愛(ài)好者往往沒(méi)有經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)理論的學(xué)習(xí)，而Python的易用性基本可以克服這種對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的過(guò)分依賴，面向用戶的設(shè)計(jì)和偏重程序邏輯的編碼方式讓人從“計(jì)算機(jī)式思考”解脫出來(lái)，進(jìn)入提升編程思路的良性循環(huán)中來(lái)。

2.3 強(qiáng)大的類(lèi)庫(kù)降低編程的復(fù)雜性

Python有強(qiáng)大的各種類(lèi)庫(kù)的支撐，大量開(kāi)源、免費(fèi)的編程資源的存在和便于布置使得很容易快速實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)和測(cè)試。Python是開(kāi)源的，這意味著為了工作的方便性，我們可以自行擴(kuò)展Python的庫(kù)，實(shí)現(xiàn)有自己風(fēng)格特色的類(lèi)庫(kù)。

3、Python的未來(lái)需求

就業(yè)作為高校教學(xué)目的之一，未來(lái)必然會(huì)逐步加強(qiáng)對(duì)學(xué)生就業(yè)能力的培養(yǎng)。Python作為一門(mén)較新的編程語(yǔ)言，經(jīng)過(guò)最近幾年的逐步推廣，現(xiàn)在已漸漸成為一門(mén)熱門(mén)的程序語(yǔ)言，未來(lái)的就業(yè)前景廣闊。Python貼合自然語(yǔ)言的偽代碼風(fēng)格和注重編程邏輯的編程方式，注定會(huì)在未來(lái)有廣闊的應(yīng)用。學(xué)生通過(guò)不同課程、不同知識(shí)采用它來(lái)編寫(xiě)小程序，來(lái)理解相關(guān)理論知識(shí)，對(duì)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力的提高具有—定作用，同時(shí)對(duì)其它編程語(yǔ)言的學(xué)習(xí)也起到較強(qiáng)的輔助作用。