Python藝術編程節——以趣味活動促進學生學習編程

陳斌

近年來，Python逐漸成為最熱門的計算機編程語言之一，如何開展Python語言的編程教學也成為了計算機基礎教育領域的熱門話題。面向中小學生的編程教學尤其需要激發并培養學生的學習興趣。因此，在針對中小學生的編程學習中，趣味性活動必不可少。本文以“FancyPy Light”Python藝術編程節為例，介紹我們在以趣味活動促進Python語言教學方面的一些探索與體會。

Python藝術編程節概況

藝術與編程分屬不同的學科門類，看似相差甚遠，實際上二者均包含著人類的智慧和對于美的追求。將二者結合，既能讓學生通過編程類趣味活動走近藝術，更能使他們試著從藝術角度體會編程魅力。與此同時，將課程中所學習的編程知識運用到實際生活中，不僅能夠幫助學生更好地理解編程知識，還能激發他們的求知欲和學習興趣。

藝術的下屬學科非常多，作為嘗試，本次Python藝術編程節選擇了光影藝術這一兼具趣味性與可操作性的門類作為活動主題。活動采用比賽形式，一方面能夠增加競技感，增強活動的趣味性，另一方面能夠提高學生的參與感和體驗感，加強活動的學習效果。比賽分為小學組與初中組，分開進行。學生們自主組隊，以團隊形式參賽。比賽要求各小組以光影為主題，自主設計參賽作品，并在規定時間內用Python語言完成作品程序的編寫與調試，最終將寫好的程序導出到micro：bit硬件中，并用樂高積木搭建外形，完成作品。最后，評審專家將現場評價各小組的比賽作品，綜合評出各個獎項。活動組織方統一提供比賽相關Python編程硬件，包括自主研發的“dxkStickPython語言教學套件”，套件中有micro：bit單片機、擴展板、插卡式傳感器和能夠編程控制發光的組件，以及用于搭建外形的樂高積木等。

比賽如火如荼，創意層出不窮

2018年12月8日，以“FancyPyLight”為主題的Python藝術編程節活動如期在北京大學附屬中學舉行。來自北京大學附屬中學、北達資源中學、清華附中國際學校等學校的學生紛紛踴躍報名，最終共有42組130余名學生參與到本次藝術編程節活動當中。

活動開始前，北京大學“地小空開放實驗室”的同學們就早早來到活動地點——北大附中圖書館閱覽室，開始了活動前的準備工作。助教們將活動現場的硬件全部調試完畢，小零食也都整整齊齊地擺放在餐桌前，靜靜地等待參賽學生的到來。

比賽過程中，每個小組的學生部積極創作、分工合作。他們有的負責創意設計，有的負責搭建樂高積木，還有的負責編寫代碼……每位學生都對自己的工作任務全力以赴，小組內相互配合共同完成創意作品。盡管每個人負責的內容不盡相同，但學生們在整個比賽過程中展現出了極強的想象力、創造力、藝術鑒賞能力和團隊協作精神。

到下午比賽規定時間結束后，基本上每個小組都完成了各自的創意作品。他們創作出的作品類型廣泛、構思巧妙。有的小組制作出了類似貪吃蛇與俄羅斯方塊的小游戲，將普通的顯示改進為光影閃爍，讓體驗者能夠在休閑娛樂的同時品味燈光藝術帶來的魅力。有的小組極具想象力，使用活動提供的LED燈帶、燈環等硬件將小組成員裝飾為極具未來感的機器人，完成了參賽同學與編程和藝術的有機結合。

有的小組將燈光與音樂相結合，制作出了“燈光音響”。整個作品由dxkStick Python語言教學套件、LED燈環及樂高積木組合而成，為一個音響的造型。隨著選定音樂節奏的變化，音響上的LED燈將隨之變幻，極具創意與藝術性。有的小組將燈光與透明樂高積木組合，制作了“冰雕”，表達了對2022年北京冬奧會的期盼。還有的小組結合實際生活，設計出了“騎行警示燈”。該作品以現實生活中的紅綠燈為參考，通過程序控制LED燈的閃爍與變幻，既遠用了Python編程的知識，又具有一定的現實意義。小學組的學生們也完成了他們的創意作品，如“未來家園”和“礦車”，通過燈光編程表達了對未來家園和自動化生產的暢想。學生們的創意作品不僅體現出了他們的Python編程應用水平，更反映了他們對Python語言編程的興趣與熱愛。

本次活動邀請的專家包括中國科協青少年科技中心科普活動負責人、北京市及各區信息技術教研員、上海市信息技術教研員、北京部分學校信息技術教師及部分企業代表。專家們走到每一個學生團隊的桌前，認真聆聽學生們介紹他們的作品創意，并向學生們提出問題或建議，進行更深入的交流。最終專家們評選出了5組最佳創意獎、5組最佳編程獎和7組最佳人氣獎。參賽學生都獲得了探索獎以表彰他們在這一天的活動中所展現出的探索精神。

以趣味活動促進編程教學的未來發展之路

本次“FancyPy Light”Python藝術編程節是我們對編程學習趣味活動的一次成功嘗試，它肯定了趣味活動對于編程教育的重要意義。首先，通過本次活動，我們更近距離地了解了學生的編程應用能力與興趣。學生們將自己的編程知識與創造力、想象力相結合，通過編寫代碼表達出了自己對藝術的理解，這說明學生們完全有能力學好Python編程語言。學生作品極具創造力與創新性，雖然部分代碼并不成熟，但卻是非常好的嘗試，為我們開展編程教育提供了支持。其次，通過本次活動，我們積累了相關教學經驗，探索和檢驗了藝術編程節這種趣味活動模式。今后我們可以開展更多編程教學趣味活動，不斷對教學方式進行迭代，使之更有助于推動針對學生的編程教學。最后，本次活動作為探索嘗試，參與學生數量規模有限。今后我們將動員更多學校和學生參與進來，了解Python藝術編程節。

“FancyPy Light”Python藝術編程節的成功為未來更多類似趣味活動的舉辦奠定了基礎。除了光影主題外，還可以選擇音樂、繪畫、雕塑等藝術主題，甚至還可以嘗試將編程與數學、物理、化學等學科相結合，設計出更多樣、更豐富的趣味編程活動。有了這一次活動的順利舉辦，我們相信今后類似活動能夠吸引更多的參與者，能夠越辦越好。我們始終謹記活動的最終目的是通過富有創意的趣味活動促進編程教學，推動Python編程教學和中小學計算機基礎教育發展。