探索中學(xué)信息技術(shù)的Python之路

袁濤

摘要：本文從中學(xué)生學(xué)習(xí)Python的必要性、重要性出發(fā)，介紹了Python學(xué)習(xí)過程中教學(xué)目標、教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容的選擇。以Turtle繪圖為例，詳細介紹了具體的教學(xué)過程。

關(guān)鍵詞：中學(xué)生;Python;Turtle

中圖分類號：TP311? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）23-0254-02

Abstract： Starting from the necessity and importance of learning Python for middle school students， this article introduces the selection of teaching objectives， teaching methods， and teaching content in the process of learning Python. Taking Turtle drawing as an example， the specific teaching process is introduced in detail.

Key words： middle school student; Python; Turtle

1 中學(xué)學(xué)習(xí)Python的必要性

《普通高中信息技術(shù)課程標準》2017版中提到，普通高中信息技術(shù)課程旨在全面提升學(xué)生的信息素養(yǎng)，發(fā)展學(xué)生的計算思維。具備計算思維的學(xué)生，在信息活動中能夠采用計算機可以處理的方式分析問題、界定問題、處理問題，還可以遷移到與之相關(guān)的其他問題解決中。

發(fā)展計算思維的重要載體就是編程教育，其關(guān)注的是利用信息技術(shù)解決問題的能力，強調(diào)學(xué)生信息化認知方式的發(fā)展，強調(diào)學(xué)生利用信息技術(shù)思考與解決問題的能力。通過學(xué)習(xí)編程，讓學(xué)生掌握基本的計算思維，學(xué)習(xí)能力將大幅提升，有助于改進其他各個學(xué)科的學(xué)習(xí)效果。簡單來說，編程就是發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，從而實現(xiàn)目標的過程。編程可以使學(xué)生由游戲的使用者變成游戲的開發(fā)者，用數(shù)據(jù)理解、分析并解決問題。編程對其他學(xué)科提升也有很大幫助，包括數(shù)學(xué)、物理等學(xué)科，在學(xué)習(xí)編程的過程中提高了學(xué)生的邏輯思維能力、學(xué)習(xí)能力、注意力等，這些對于構(gòu)建其他學(xué)科的思維幫助特別大，同時也有助于成績的提升。

Python是一門很容易上手的編程語言，重算法，輕語法，閱讀一個良好的Python程序就像是在讀英語文章一樣。它使你能夠?qū)Ｗ⒂诮鉀Q問題而不是去搞明白語言本身。此外，Python的標準庫和第三方庫很龐大，比如要實現(xiàn)某個功能，其他編程語言可能需要 100 行代碼，而 Python 可能只需要幾行代碼，因為其他編程語言什么都要得從頭開始，而 Python 已經(jīng)內(nèi)置了很多常見功能，我們只需要導(dǎo)入相關(guān)庫，然后調(diào)用一個函數(shù)即可。

因此，Python的學(xué)習(xí)對于中學(xué)生計算思維的發(fā)展是有很大促進作用的。

2 Python教學(xué)過程

（1）教學(xué)目標

中學(xué)生學(xué)習(xí)Python和大學(xué)生的學(xué)習(xí)目標不一樣，不是為了做軟件開發(fā)的，主要是為了提升學(xué)生的信息素養(yǎng)，發(fā)展學(xué)生的計算思維。終極目標就是學(xué)會利用信息技術(shù)解決問題，發(fā)展學(xué)生信息化的認知水平，提高學(xué)生利用信息技術(shù)思考與解決問題的能力。所以，學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)、教學(xué)方法的選擇、教學(xué)內(nèi)容的選擇都至關(guān)重要。

（2）教學(xué)方法

為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，降低甚至消除學(xué)生對編程學(xué)習(xí)的抵觸心理，我們選擇任務(wù)驅(qū)動法和案例教學(xué)法相結(jié)合的教學(xué)方法，讓學(xué)生先學(xué)會去解決問題，而不是搞清楚語法是什么。先學(xué)會用Python去解決問題，在解決問題的過程中，將簡單語法滲透，這個環(huán)節(jié)，最重要的是學(xué)習(xí)興趣，只要讓學(xué)生對Python編程感興趣了，就會激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，下一步才有學(xué)習(xí)具體語法的渴望。

（3）教學(xué)內(nèi)容

教學(xué)內(nèi)容的選擇非常重要，不能按照傳統(tǒng)程序設(shè)計語言的講法，先介紹語法，再介紹算法，最后再使用。中學(xué)生的知識認知水平還沒有達到一步一步搞清楚語法的層面，所以要選擇直觀的、效果很明顯的、學(xué)生很熟悉的、理解起來很容易的知識點進行講解。例如，Python中的海龜繪圖，只需要了解運行軌跡，就可以繪制常見幾何圖形。幾何圖形對于中學(xué)生很熟悉，軌跡他們理解起來也很容易，所以Turtle 繪圖知識點可以用來吸引學(xué)生的注意力，讓學(xué)生對Python產(chǎn)生興趣。

本文中以Turtle繪圖為例，詳細地介紹了整個教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計、教學(xué)內(nèi)容的選擇、教學(xué)方法的運用以及教學(xué)效果的展示。

從生活中神奇的圖形入手，讓學(xué)生了解Python的簡單繪圖模塊—Turtle。Turtle在使用時非常方便，不需要了解復(fù)雜的算法，只需要清楚作圖軌跡，就可以很輕松的繪制各種圖形。并通過操作實踐活動讓學(xué)生理解并掌握Python turtle相關(guān)的語法知識點。讓學(xué)生通過編寫繪制直線、正方形等程序，體驗繪圖過程中，程序的作用，分析并了解其工作過程，對程序的具體作用加以認識。

Turtle是Python中的一個簡單繪圖工具，用它繪圖非常方便。使用Turtle繪制圖形時，它會顯示出一個箭頭，該箭頭在一個橫軸為x、縱軸為y的坐標系中，從原點（0，0）位置開始，按照所繪圖形的軌跡繪制圖形。

1）Turtle中的常用函數(shù)：

前進 turtle.forward（）;

左轉(zhuǎn) turtle. left（）;

右轉(zhuǎn) turtle.right（）;

除了這些之外還有速度、顏色和填充等常用函數(shù)，幫助我們更好地繪制圖形。

2）Turtle導(dǎo)入方法：

在使用之前要先將Turtle導(dǎo)入到Python中;

import? turtle? as? t

探究活動一：在畫布中繪制一條長度為100像素的紅色直線。思考了解Turtle繪圖的方法和函數(shù)的功能。

總結(jié)Turtle 繪圖原理：使用Turtle繪制圖形時，顯示出的箭頭我們又稱為“海龜”。我們可以把箭頭想象成一只海龜在窗體正中間，由程序控制在畫布上游走，走過的軌跡形成了繪制的圖形。（同時我們還可以變換海龜?shù)念伾蛯挾鹊龋@里海龜就是我們的畫筆（箭頭））。

思考：怎樣從繪制直線到繪制圖形？（以正方形為例）

繪制方法：先繪制一條直線，然后左轉(zhuǎn)90度，再繪制同樣長度的直線，再次左轉(zhuǎn)90度，依次再重復(fù)兩次上述操作，即可繪制出正方形。

探究活動二：在畫布中繪制一個邊長為100像素的正方形。（畫筆顏色為藍色，填充顏色是紅色。）

評價并總結(jié)回顧本節(jié)課主要內(nèi)容，加深對Turtle繪圖和其原理的了解。

思考：編寫繪制等邊五邊形的程序;通過思考題，激發(fā)學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)的興趣。把信息技術(shù)的教育延伸到課外。

（4）教學(xué)效果

對于中學(xué)生而言，Python語法的邏輯性還是有一定的難度的，所以用任務(wù)驅(qū)動法結(jié)合案例教學(xué)法，先引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，接下來由教師帶著他們完成任務(wù)，在看到成果后，學(xué)生會有自豪感，會激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望。在成果的基礎(chǔ)上簡單介紹語法，為了后續(xù)解決其他問題做準備。這樣的教學(xué)方法，讓學(xué)生接受起來比較容易，也不容易產(chǎn)生厭學(xué)心理。

3 總結(jié)

我們一直致力于把提升學(xué)生的信息素養(yǎng)，發(fā)展學(xué)生的計算思維作為中學(xué)信息技術(shù)課的終極目標，經(jīng)過很多年的課程改革，成果初顯。將Python選入中學(xué)信息技術(shù)課，是社會發(fā)展的產(chǎn)物，是人工智能和大數(shù)據(jù)時代的必然。Python以其易上手、易理解的特點被眾多學(xué)習(xí)者追捧，Python 可滿足中學(xué)生的零起點教學(xué)，可實現(xiàn)以最少的代碼解決最復(fù)雜的問題，是中學(xué)信息技術(shù)編程語言的首選。

【通聯(lián)編輯：梁書】