Python 編程的課程設計研究

尤作林

本文探討了小學圖形化編程的教學目標，提出教學安排，以游戲化項目式教學方法實現 Python編程的圖形化編程教學，探索從 scratch 到 Python的過渡方法，對培養學生的思維能力及學習 Python的興趣具有積極作用。

Python當前在很多領域都應用廣泛，基于 scratch 的圖形化編程是當前中小學學習 Python的重要方法，為了讓學生早期接觸 Python，培養計算機思維，可以采用 Python圖形化編程的方法，將編程細化為簡單、有趣的項目來學習。

教學目標

教學目標在于讓學生掌握使用 scratch 進行圖形化編程的能力，形成對 Python語法的認識，可以通過 Python進行簡單編程。就過程與方法上，通過教師講解先導知識，學生通過協助學習及自主探究的方式，形成對 Python的認識。在圖形化編程的過程中，增強對學習 Python的興趣。

教學安排

學習階段，需要掌握 scratch 圖形化編程軟件的操作方法，基于相關模塊來學習條件、循環等編程命令的使用。項目應用階段為學生創作，目的在于提高解決實際問題的能力，如制作門鈴、樓道感應燈和音樂盒等作品。

這幾個階段的難度逐漸增加、逐漸復雜，學習過程中隨著難度的增加及語句的復雜性不斷提高，學生可能會喪失對學習 Python的興趣，為了讓學生始終保持興趣，形成對Python編程的熱愛，需要教師采用游戲教學的方法來提高學生的學習積極性，通過學生動手操作及運行程序來得到成就感、滿足感。在教學內容安排上，基于學生不同的年齡段安排符合其年齡、認知特點的內容，隨著其年齡的增加，抽象程度也逐漸增高。

教學過程及設計

采用游戲化的項目式教學。設計教學情節，例如小女孩為小朋友介紹前往 Python王國的方法（安裝 Python軟件）;小蟒蛇帶領小朋友尋找新朋友，介紹使用 Python語言來通過電腦來進行交流;采用 Python程序計算水果總價;幫小動物畫五角星等。

借鑒學生以往采用 scratch 編程的經歷，教師首先為學生提供成品 Python代碼，用模塊化、圖形化的方法來讓學生研究與討論，來了解代碼的作用與結構，弄明白代碼片段的意思，從提供的代碼中選擇片段進行拼接及調試，從而讓代碼正常運行。提前為學生講解程序的結構，說明核心代碼的作用，從而方便學生的學習。由于學生都已經使用 scratch 進行過模塊化編程，因此這一方法學生容易理解，可以在短時間內上手。

學習 Python時，引導學生在實際體驗、探索的過程中來學習。例如教師編寫“抽獎”小游戲的 Python代碼，讓學生先抽獎，在實踐過程中了解代碼的作用、程序的結構。為學生提供編寫好的代碼，讓學生將整個代碼視作圖形來分析程序的結構，通過拼接來探索邏輯運算符的作用，幫助學生認識抽獎游戲的實質。通過程序來模擬游戲化情境，為學生說明游戲的方法，比一比誰贏得最多，從而提高學生參與學習的熱情。對 scratch 案例進行分析，讓學生以自己熟悉的形式來認識抽獎程序的算法結構，從而自然地轉到 Python的學習。學習時復習隨機數的生成，為學生提供能從 1～9 中隨機生成整數的代碼，學生自行嘗試將代碼修改為從 1～3 中隨機生成整數的代碼。學生成功完成操作后，教師再次為學生展示代碼，講解抽獎活動的邏輯是生成隨機數并進行比較，從而判斷是否中獎及獎項，之后讓學生嘗試編寫該程序，如圖 1 所示。完成后教師提出具體要求“玩家有 100 枚硬幣，每次抽獎費用10 枚硬幣，當抽到一等獎、二等獎、三等獎時分別獎勵 30枚、20 枚、10 枚硬幣，繼續提供代碼，讓學生對代碼進行拼接，探索玩家中獎的概率。之后從商家角度來探討該如何優化游戲才能提高自己的效益，如降低二等獎中獎概率、減少獎勵硬幣數量、增加抽獎所需硬幣數量等，從而讓學生認識到算法的重要性。學生成功嘗試后，教師可以為學生展示基于 Python 的智能算法并發放給學生，讓學生通過游戲認識到該算法如何讓玩家早期獲利，后期越玩越虧。

教學評價

教學評價包括了總結性評價及過程性評價。總結性評價發生于課堂結課時，學生完成綜合性作品或項目，教師對完成情況進行評價。過程性評價發生于學習過程中，由家長、同學、教師共同參與評價。

Scratch 軟件可以為小學生學習 Python帶來很大助力，通過圖形化編程來培養計算機思維，是一種行之有效的方式?；?STEAM 理念的指導，采用游戲化的教學方法來讓Python課程的學習變得更加有趣，提高學生對編程的興趣。