樹莓派Python編程在中職計算機教學中的運用

陸登

摘要：在職業教育體系中，計算機相關專業的職業化教學逐漸成為產業經濟結構調整的重要教學成果之一。在計算機課程體系中，編程教學占據較大比重，培養中職學生的編程技能能夠有效提升就業率。隨著大數據、互聯網技術的不斷創新發展，面向社會生產生活的編程教學逐漸形成獨有的教育模式。在不同行業領域中，計算機應用專業人才的培養逐漸傾向于實踐應用技能的方向，因此針對中職院校中計算機教學相關現狀，結合樹莓派和Python編程教學過程，深入探究中職計算機編程教學過程中存在的實際問題，并從不同角度探討樹莓派Python編程在中職計算機教學中的具體應用策略。

關鍵詞：樹莓派;Python編程;中職;計算機教學

中圖分類號：G642? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）20-0208-03

在互聯網行業中，編程開發技術是推進行業發展的核心手段之一，在培養計算機專業人才的過程中，需要將其理論能力和項目實踐能力有機統一，逐步完善計算機知識體系，熟練掌握編程開發技能，根據學生不同發展方向，有針對性和選擇性地進行計算機編程教學。計算機專業課程需要中職學生熟練掌握英語、數學、物理等相關基礎知識，逐步形成計算機思維模式，訓練學生的項目實踐能力和管理能力。計算機編程不僅涵蓋計算機組成原理、算法設計、數據結構等相關內容，還需要學生充分理解面向對象、面向服務等不同類別的編程思想，對不同高級編程語言的核心思維模式進行拓展與延伸。中職計算機專業教學是融合不同學科領域類別的集大成者，因此需要專業教師充分重視中職學生的編程實踐過程，根據學生實際能力水平進行分層次編程教學。

1 樹莓派概述

樹莓派是一種微型編程工具，能夠在編程教育行業廣泛應用，樹莓派可以承載不同編程語言的程序設計方法，被很多教育學者稱為微型計算機[1]。樹莓派可以將模擬電路和數字電路進行集成，基本具備筆記本電腦的大部分功能。樹莓派作為教育編程較為簡易的教學工具之一，在中小學以及職業教育中的應用非常廣泛[2]。樹莓派具備計算機中的基本組成結構，具有操作系統，還有輸入輸出接口，可以聯網操作，能夠承載基本數據信息輸入和輸出功能。樹莓派的使用方法較為簡單，方便易學，非常適合不具備深厚編程基礎的學生群體學習編程語言設計內容[3]。樹莓派的元器件可以引發學生的好奇心，充分發揮學生的想象力，在某種編程語言的教學過程中，充分利用樹莓派的獨特編程優勢，實現不同功能的編程設計內容。樹莓派的本質是承載信息處理的平臺，因此對計算機最基本單元的編程設計，可以協助學生理解計算機組成原理以及操作系統作業流程原理[4]。在編程設計過程中，學生可以深入挖掘計算機編程的獨特魅力，有效提升抽象邏輯思維能力和培養編程思維模式。此外，樹莓派還可以在嵌入式系統、虛擬現實技術、移動設備中進行應用，在計算機教學過程中，樹莓派具有損耗小利用率高的獨特優勢。在培養具有計算機應用能力的專業型人才過程中，樹莓派能夠提供良好的編程環境。

2 Python編程概述

Python語言在互聯網行業中，具有資源收集、數據分析以及自動化辦公的獨特優勢，因此中小學和職業教育院校紛紛開展Python編程課程教學。Python編程對沒有任何計算機編程語言基礎的學生非常友好，簡單易學易懂，操作界面也非常簡潔，能夠實現跨平臺編程設計，還能夠實現多類功能[5]。Python語言在各行業領域的表現都非常卓越，能夠實現信息抓取、數據分析、智能推薦等多項功能。隨著Python語言的不斷創新發展，其在Web應用開發、自動化運維、人工智能、網絡爬蟲、科學計算以及游戲開發等多個領域表現卓越，并且隨著當前互聯網時代的技術更新，Python庫函數功能的不斷拓展，能夠讓更多學生掌握和理解Python編程技巧[6]。不同于其他高級編程語言，學生在學習Python編程的過程中，只需要記憶少量的編程規則和數據處理規則，調用功能函數庫即可完成編程，簡單易學操作簡潔，逐漸成為編程人員地首選語言之一。此外，由于Python語言能夠實現多平臺編程設計，在不同支撐軟件和計算機系統中進行高效應用，進一步實現編程功能的拓展，因此Python語言可以做到深度挖掘計算機系統結構，將復雜的數據處理過程簡易化，充分利用人工智能、大數據、深度學習框架的獨特應用優勢，實現高效率編程設計功能和數據處理[7]。此外，Python編程能夠培養與訓練學生的計算機思維模式，將具象化的社會實踐問題轉化為抽象的計算機編程問題，達到程序化設計效果。

3 中職計算機編程教學中的問題

3.1 理論與實踐脫節

中職院校需要著重培養專業技能型計算機人才，但是很多中職學校由于教學資源的匱乏，導致理論教學與實踐操作脫節。很多計算機專業教師只能根據課本內容帶領學生進行編程，學生只能按部就班地敲代碼，不會獨立思考和分析編程問題的解決方案[8]。在計算機編程教學過程中，專業教師只能將傳統的順序結構、選擇結構和循環結構的相關編程理論利用編程軟件實現一對多的教學，不能做到根據學生的編程基礎能力有選擇性地進行理論實踐的結合。很多中職院校的計算機學生在課堂中跟隨教師編程時，認為自己已經學會某項技能，但是在課余時間并不能利用碎片化時間進行編程練習，教師也不引導學生進行編程項目實踐，將編程教學過程逐步抽象化理論化，不利于學生掌握編程技能。此外，理論與實踐脫節，是職業教育中比較普遍的現象之一，計算機專業技能需要將實踐環節的權重逐步提升。

3.2 無法激發創新能力

傳統編程教學方式無法充分激發學生的創新思維能力和學習潛力，學生只會在課堂中執行編程軟件，跟隨教師的步伐輸入代碼并執行結果，并不能明確編程設計原理，在獨立實驗中無法做到迅速反應，也不能根據實驗目標創新設計實驗內容[9]。計算機行業需要學生充分利用創新能力，根據相關專業知識，對編程設計環節進行創新，但是現今很多中職學校的計算機學生仍然只會照搬照抄的編程方式，不能激發創新思維能力。中職學生的創新能力需要專業教師采用創新教學設計方式，在創設教學情境時，充分挖掘學生的創新潛力。但是如今很多職業教育的缺陷是照本宣科式專業教學，無法通過日常教學活動引發學生的學習興趣，因此學生無法發揮創新思維能力，不能深層次理解計算機編程的奧義。此外，由于職業教育的特殊性，理論學習和實踐應用的權重不同，很多學生對理論學習并不感興趣，但是教師并不能充分利用實踐創新設計方式，提升學生的創新思維能力。