在高中開設(shè)Python語言程序設(shè)計課程的實踐研究

魏東霞

摘 要：本文從分析Python語言的優(yōu)勢及應(yīng)用入手，介紹Python語言在教學(xué)中的應(yīng)用實踐，總結(jié)Python語言教學(xué)策略，探討Python語言程序設(shè)計培養(yǎng)學(xué)生的編程思維和自主學(xué)習(xí)能力的方法。

關(guān)鍵詞：Python語言;高中信息技術(shù)選修課程;編程思維;自主學(xué)習(xí)能力

喬布斯提出：“每個人都應(yīng)該學(xué)編程，因為它教會你如何思考。”

利用高中信息技術(shù)課程這一有效平臺，使學(xué)生具備初步的編程思維，具備一定的自主學(xué)習(xí)能力，全面提升信息素養(yǎng)，刻不容緩。

一、Python語言的優(yōu)勢及特點

1.優(yōu)勢

程序設(shè)計語言的種類有很多，常見的有C、C++、Java、Pascal、Basic、Python等。不同的編程語言有不同的特性及適用領(lǐng)域，它們的學(xué)習(xí)難度也不同。高一學(xué)生沒有編程基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)課時有限，必須選擇一種入門級、簡單易學(xué)的程序設(shè)計語言進行學(xué)習(xí)。Python語言具有語法簡潔、清晰、易讀等優(yōu)點，適合初學(xué)者快速入門、便于培養(yǎng)學(xué)生的編程思維。

2.特點

Python語言是一種面向?qū)ο蟮摹⒔忉屝偷木幊陶Z言，它的特點是語法簡單、開源實現(xiàn)、關(guān)注求解的問題，簡潔、優(yōu)雅、易使用。它采用強制縮進的方式，使所寫的程序代碼更具優(yōu)雅性和易讀性。這樣，大大省去了其它語言中類似begin、end，{}這樣的代碼書寫之繁瑣，無疑是初學(xué)者的福音。

二、Python語言在教學(xué)中的應(yīng)用實踐

1.課時安排

經(jīng)過精簡壓縮，課程開設(shè)了4周共8學(xué)時。課程第5周進行了Python語言基礎(chǔ)知識測試，以選擇題和上機編程兩種形式進行考試，主要考核學(xué)生對Python語言的順序結(jié)構(gòu)、分支判斷結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)，if語句、for語句、while語句，輸入、格式化輸出等知識點的掌握情況。整個高一年級共計300人，滿分28人，占9.3%;85分以上97人，占，32.3%;60分以上254人，占84.6%。

2.教學(xué)效果

Python是一種入門相對較容易的程序設(shè)計語言。學(xué)生只需掌握它的基本的語法知識，就可以具備一定的讀寫程序代碼的能力，能使用Python解決較簡單小問題，從而初步具備計算思維和自主學(xué)習(xí)能力。

三、Python語言教學(xué)策略

1.做好問卷調(diào)查

興趣是學(xué)習(xí)最好的催化劑。課程從開始階段就針對高一新生做了問卷調(diào)查，在“你選擇這門課程最主要的原因”這一問題中，90人提供了有效答案，其中選擇“喜歡編程”的為134人，選擇“對將來專業(yè)選擇以及就業(yè)有用”的為60人，選擇“想多修學(xué)分”的為6人。由此可見，學(xué)生選擇這門課程的主要原因在于興趣。

2.請學(xué)生當(dāng)“小幫手”

為了達到良好的教學(xué)效果，全體學(xué)生具備編程能力，每個班級選出兩到四位學(xué)習(xí)能力較強、積極熱情、善于溝通交流的學(xué)生擔(dān)任老師的“小幫手”，幫助老師輔導(dǎo)遇到困難的同學(xué)將程序調(diào)試通過。找到錯誤程序的問題并修改正確調(diào)試通過，這比直接編寫正確程序更具難度。通過這樣的工作鍛煉，“小幫手”們不僅幫助了同學(xué)，還能發(fā)現(xiàn)自身的問題，解決問題的能力得到了很大提升。

3.利用形象生動的教具展示

課程講授中，格外注重細(xì)節(jié)，甚至要巧妙利用教具，突破難點。例如，在講解最基本的交換兩個變量A與B的數(shù)值這一算法時，準(zhǔn)備三個一模一樣的瓶身上標(biāo)有ABC字母的透明玻璃瓶子，里面裝有兩種顏色鮮明的飲品。請兩名學(xué)生上臺演示如何借助于第三個空瓶子，將兩瓶原有飲品互換。倆人配合默契，一說一做，通過“操作演示過程”、“語言描述步驟”、“文字總結(jié)算法”三個環(huán)節(jié)，引導(dǎo)大家弄懂這一算法。整個過程，有動口、有動手、有動腦，環(huán)環(huán)相扣，一步步引導(dǎo)學(xué)生自己總結(jié)出算法，避免了單純編程例題的枯燥乏味。

4.精選編程題目，貼近所需

教學(xué)中所選取的編程問題，均為學(xué)生較熟悉的生活與學(xué)習(xí)中的實例。例如在講解選擇語句時，以買打折機票為例，讓學(xué)生體驗編程解決問題的強大魅力;以“猜數(shù)字的大小”這一游戲為例，玩樂間，使整個解決問題的過程妙趣橫生。

為了讓學(xué)生弄清楚循環(huán)語句，所舉實例為高中生數(shù)學(xué)學(xué)科所學(xué)的“階乘”，n！=n*（n-）*（n-2）*……*2*1。能過說算法、寫代碼，加深了學(xué)生對數(shù)學(xué)知識的領(lǐng)悟，又輕松學(xué)會了循環(huán)語句的應(yīng)用。

5.讓學(xué)生感受程程序的簡潔之美

以簡短的程序代碼解決看似復(fù)雜的問題。比如”古印度漢諾塔問題”以遞歸算法求解就是一個很好的例證。首先讓學(xué)生討論自行嘗試解決。學(xué)生畫柱疊片，當(dāng)金片是1、2、3個時，還能通過推理演繹得到問題解決方案，但是當(dāng)要求移動4個金片時，想到頭破，學(xué)生也難以很快演算出操作步驟。接下來由老師給學(xué)生演示遞歸程序輕松解決問題。當(dāng)看到輸入測試數(shù)據(jù)為100，屏幕上顯示的移動方案一頁頁快速刷過時，全體同學(xué)都被驚艷到。此時再把程序代碼發(fā)給學(xué)生運行測試，揭秘全過程，學(xué)生會深切地領(lǐng)略到程序代碼的精妙，更加熱愛編程。

四、結(jié)束語

我將多種教學(xué)模式融入了Python語言這門課程的講授學(xué)習(xí)中：精講Python語言語法（將基礎(chǔ)語句花費時間最小化），精選題目編程練習(xí)，采用建立班級群、讓學(xué)生當(dāng)助教、提供教學(xué)網(wǎng)站等輔助手段提升教學(xué)效果。這些使得在初步培養(yǎng)學(xué)生的編程思維、激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識等方面成效顯著。Python語言簡便、易學(xué)、好用，是適合初學(xué)者學(xué)習(xí)的編程設(shè)計語言，可讓學(xué)生把更多的精力放在所要解決的問題上，而不是消耗在學(xué)習(xí)編寫語言的語法知識上。

當(dāng)然，培養(yǎng)學(xué)生的編程思維和創(chuàng)新能力，遠非某一門編程語言課程所能解決，可謂任重而道遠。僅僅是實踐和探索了Python語言這一課程的有效開展，取得了初步成效，積累了一點經(jīng)驗。筆者會在今后的教學(xué)中不斷改進提升，更好地助力學(xué)生編程思維和自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。

參考文獻

[1]基于Python語言編程的計算機教學(xué)探討[J].黃赫，孫靜，張思源數(shù)字通信世界，2019（07）：269.

[2]基于Python的輔助教學(xué)系統(tǒng)[J].李軍紅電子技術(shù)與軟件工程，2019（17）：51-52.