高中新課標下Python課程對學生計算思維的培養

許露

揚州大學附屬中學 江蘇揚州 225007

高中階段是學生素質教育的關鍵時期，各項課程的設計要以時代發展為步伐，充分將立德樹人理念融入素質教育之中，更好地將課程設計與學生的思維相結合，促進學生的全面發展。因此，作為高中階段的信息技術教師，應當在課程開設過程中，積極地根據現代科學技術的發展情況，緊密結合教育內容，及時調整教育目標，更好地達到新課改要求。當前，在新課標中已經將Python編程語言融入了高中信息技術課程之中，這對于提升學生整體的計算思維具有重要的意義。作為教師，也要緊密結合Python編程語言的內容，充分在課上讓學生提升數字化整合能力，有效培養計算思維。

1 計算思維概述

計算思維，是新課標下學生在信息技術課程之中需要掌握的關鍵素養之一。通常而言，計算思維是人類在進行一系列活動過程中的總稱，其能夠靈活使用計算機相關的基礎概念來進行難題的求解以及行為的判定等各項活動，最終實現將復雜的問題逐漸簡化，成為便于解決的問題。在計算思維培養的過程中，主要在課程設置方面需要培養三大層次，分別是計算思維意識、計算思維方法以及計算思維能力。在信息技術課程之中，對于這三種層次需要在不同的階段進行循序漸進的講授，這樣才能更好地、有針對性地提升學生的整體計算思維能力。

隨著現代科技的不斷發展，大數據時代下，計算思維在生活的方方面面都有所體現，尤其在IT行業之中，計算思維已經被靈活使用在人工智能相關的程序之中。在高中信息技術課程之中，作為學生需要掌握四項關于計算思維的主要能力：一是信息處理能力。在學習之中能夠及時地對于各類數據進行收集、匯總，進行一定的判斷，同時也能夠做好信息的傳遞、數據的分享。二是計算思維能力。在日常學習中，能夠及時地將一些問題具體化，同時通過建?；蛘邤祿幚淼姆绞竭M行問題的解決。三是數字學習能力。能夠在日常學習之中巧妙運用各大平臺的資源，進行數字資源的有效學習，實現個人技能的穩步提升。四是秩序與預見能力。在使用計算方法獲取相關問題答案的過程中，能夠遵守虛擬世界以及現實世界中對于秩序的要求，可以在維護自身安全以及他人安全的前提下，對于潛在的問題進行預見，更加靈活地使用新技術解決未來的各項問題。

2 Python編程語言的發展

Python是現代程序設計發展過程中最受歡迎的設計語言之一。Python編程語言誕生于1989年，當時著名的荷蘭設計者吉多范羅蘇姆為了更好地發現圣誕節的趣味，從而開發了一項腳本解釋程序。后期，隨著Python編程語言的不斷發展，其從最初用于編寫自動化腳本的初級程序，已經逐漸發展為大型項目的開發程序。

Python編程語言與其他的編程語言有所不同，其從誕生至今得到了社會各界的廣泛關注，而且在日后的發展中不斷進行著革新。隨著時間的不斷發展，很多高校更是發現了Python在教學中的應用價值，很多高校的教師紛紛將Python融入課程授課之中。通過相關數據發現，當前在美國前100名高校之中，已經有七成以上的高校開設了Python編程課程。而在我國，針對Python課程的開設時間較晚，2013年，我國也逐漸開始在高中教育階段滲透Python編程課程。該課程也通過以點帶面的形式，被推廣到了我國廣大地區的高中之中。直到2018年，我國在新一輪的課程改革過程中，將Python應用課程編入了高中新課標之中。這也意味著國家對于Python課程的不斷關注，同時顯示了Python課程對于學生發展的重要作用。

3 Python在高中學生計算思維培養中的必要性

3.1 學生計算思維培養的輔助手段

隨著新課標修改完成，Python課程被列入高中信息技術課程之中，學生在學習過程中從以往的基礎知識學習轉變為對于程序設計知識的學習。該轉變能夠有效增強學生對于課程學習的專業性，提升計算思維能力。在新課標修改過程中，國家明確指出，學生在計算思維培養過程中需要有效的輔助手段，而Python課程能夠有效運用數字化的工具感，幫助學生進行數字化學習，解決生活中的實際問題。同時還可以緊密結合計算機相關知識，做好課程內容的了解，不斷培養學生解決問題的實踐能力。因此，Python課程的開設能夠有效成為學生計算思維培養的輔助手段，幫助學生更好地在日常學習過程中增強思維的靈活性。

3.2多元化的Python程序設計需求

在信息時代，Python程序設計語言能夠有效應用到各類場景之中，并且設計語言非常簡單，還包含了豐富的第三方資源，能夠有效幫助學生在高中學習過程中輕松了解編程的方法以及提高編程的效率，更好地提升邏庫輯思維能力。隨著信息化的高速發展，程序設計已經成為當前人才所需要的必備技能。因此，高中學生對于Python程序的設計更是提升自身綜合能力的一種寫照。對著科技的快速發展，Python的運用已經面向了各行各業，其使用價值不僅體現在日常生活的程序設計上，同時在高科技領域也應用廣泛。因此，在教學過程中，教師需要加強對于Python課程教學的不斷創新，通過學習Python設計，幫助高中學生在未來的發展之中，順應時代發展的潮流，為我國人工智能、航天航空等高新技術行業的發展，貢獻自己的一份力量，凸顯個人的價值。

3.3 高中課程與Python程序設計的契合性

在高中階段，由于Python程序設計課程較為簡化，能夠清晰地展現編程過程中的方方面面，以至于對于高中生而言，Python程序設計課程的學習能夠充分與高中階段的學習特點相匹配。并且，對Python程序設計的學習很多時候需要用到計算機語言，而此類語言與高中階段的英語學習是互通的，因此高中生在學習Python程序設計的過程中會顯得輕車熟路，更加容易上手，這便有效地幫助學生能夠更好、更加準確地理解Python程序設計過程中的一些問題，更好地去解決實際的難處。因此，在高中課程中加入Python程序設計能夠有效實現課程與學生自身學習能力的匹配，增強學生自身的計算思維。

4 新課標下高中Python課程優化路徑

在高中信息技術課程之中，增強創新與實踐能力是該課程的主要目標。因此，如何正確地將Python課程放置于課程之中，幫助學生更好地提升信息意識，增強計算思維便顯得尤為重要。以下將從四個方面去闡述在新課標下高中Python課程優化的相關路徑。

4.1 以“思維教學”引導學生能力提升

在高中學習中，教師對于Python程序的教學需要突出思維指導的優勢，在授課中要緊密結合不同模塊之間的難易性進行分類指導，進而在教學中讓學生能夠在掌握理論知識的基礎上熟悉各類模塊的作用，加深對于程序語言的理解。但是，受到編程知識本身的特性影響，學生在學習編程中都會產生不同程度的厭倦心理，認為學習過程比較無味。針對這種情況，教師便需要將思維教學融入課程之中，采取創設情境等方式，讓學生更好地在設計程序的過程中感受到解決問題的益處。例如，在實際的授課過程中，教師可以先帶領學生進行游戲的設計，通過游戲的編程讓學生提高對于程序設計的積極性，進而再根據需要去開展一些程序的設計。同時，在設計的過程中也要注重程序的趣味性和實用性，這樣才能在學生提高自身編程能力的過程中提高計算思維。在思維教學中，對于計算思維的培養主要分為三個步驟，分別是輸入處理和輸出，這也是培養學生學會編程的基礎思路。教師需要在授課過程中結合編程的具體內容以及課本的專業知識進行全面的講解，通過思想以及實踐指導，幫助學生樹立正確的解決問題的方向，更好地提升學生解決問題的能力。同時也要通過思維教學的方式，讓學生感受思維變化的過程以及步驟，這樣才能更好地讓學生在內心構建出思維導圖，形成良好的思維概念，促進對于軟件的使用，最終形成良好的計算思維能力。

4.2 以“多元教學”構建科學課程模式

隨著新課標的修改，雖然Python程序設計課程已經被列入了高中信息課程之中，但是以往也有很多學校已經開設過類似的程序設計課程，但是由于缺乏規范，導致課程開設的效果一直不理想。因此，為了更好地促進Python課程的教學，作為教師和學校，應該積極落實多元化的教學模式，構建科學的課程方法。為了防止在學生學習代碼過程中出現枯燥乏味以及學習效果、教學效果較差的情況，教師應當做好教學教研工作，在教學設計過程中積極開展立體化教學，將知識的學習作為基礎陣地，創設多元化的學習方法、學習方式，將編程的內容向學生生活的方方面面進行延伸，更好地提高學生對于編程的學習興趣。同時，也要根據不同層次的模塊開展分階段的教學，更好地用層次化教學凸顯課程授課的科學性以及多元性。

4.3 以“問題探究”搭建課堂教學平臺

在課堂授課過程中，信息技術課程的教學也需要注重學生在課堂上的問題探究。針對Python課程的發展，教師需要在課程授課之中凸顯Python課程的主體地位。在具體的授課環節可以盡量減少陳述理論知識的時間，而將更多的時間放在給予學生的啟發以及引導上，讓學生能夠主動針對問題開展合作探究以及自主學習，這樣才能有效鍛煉學生的思維能力。同時，在教學設計上，教師也要積極地開展備課工作，讓學生在復習舊知識的同時，可以利用已經學會的實踐知識進行論證，通過程度的調試不斷提升學生的自主學習能力。并且，在日常教學中，教師也可以采取任務布置、任務闖關的方式，讓學生自行開展實踐活動，利用這種問題探究的教學方式能夠讓學生在編程過程中進行思維模式的轉變，更好地加深對于Python課程設計的理解，進而有利于后續的學習。

4.4 以“科學評價”深化課堂教學管理

良好的監督評價對于學生課堂學習效果的保持具有重要的作用。在Python課程設計學習過程中，教師需要設置科學的評價體系，從學生日常的作業到實踐學習的效果，再到年終的考試等，都要進行全面的評價。同時，課后也要緊密結合學生學習的內容進行跟蹤，對學習的問題及時提出疑問。日常教學中，教師可以通過抽查的方式對學生的設計作業進行檢查，對學生的預習情況進行簡單了解，掌握學生的學習基本情況。針對于日常反映較多的難點，教師也要及時對問題的根源進行思考，為學生做好全面、細致的講解。在問題的解決上，教師要發揮引導作用，幫助學生更好地去尋找解決問題的思路，提升學生的思維能力。

并且，在評價體系的建設方面，教師需要結合日常授課中的Python課程知識，結合不同單元、不同模塊的內容設計測試題目。在測試完成后，及時對學生的做題情況進行分析，了解學生的共性錯誤，結合關鍵性問題對學生進行解答，并針對于不同學生的做題情況予以科學的評價，使學生能夠按照教師指導的學習方法開展后續的學習。

結語

隨著新課程標準的出臺，Python課程已經成為當前高中信息技術課程中的重點之一。學生通過Python設計的學習，一方面能夠有效地掌握當前必備的編程知識，同時也能提升個人的信息技術綜合能力。因此，在新課標中推進Python課程設計刻不容緩。作為教師，更是要發揮教育的主導作用，積極做好信息技術課程的設計教學工作，以“思維教學”引導學生能力提升，以“多元教學”構建科學課程模式，以“問題探究”搭建課堂教學平臺，以“科學評價”深化課堂教學管理。

本文以Python編程語言為研究對象，分析了Python編程語言對于高中學生計算思維培養的必要性。同時，也對新課標下未來高中Python課程優化的路徑進行了全面闡述。希望通過本次研究，能夠為新課改下我國高中信息技術課程的發展提供一定幫助。