Python 语言教学策略的探索与实践

Python语言教学策略的探索与实践

周成

(福建师范大学附属中学技术组 福建省福州市 350007)   

摘   要 新一代人工智能语言Python适合初学者学习且在社会各个领域应用广泛，《python程序设计》课程业已成为高中信息技术教育一项重要内容。那么如何开展python语言教学呢？笔者从激发学生兴趣的趣味小程序开始，引导学生自行安装、启动python语言，通过“用小蟒蛇做算术计算”、“小蟒蛇学问好”等任务驱动学习，体验强大的人机交互的特性。并根据中学生特点确定教学内容与进度，循序渐进开展教学，教学中注重“分散难点用到再学”、”经典实例贯穿学习”、“利用评测网站巩固学习”等策略，通过问题解决引导学生在做中学，从而有趣地、轻松自然地达到教学目标。培养与发展了学生的计算思维，取得良好的教学效果。

关键词   高中信息技术教育；任务驱动；python语言；教学策略

中图法分类号 G633.67

Exploration and Practice of Python Language Teaching Strategies

Zhou Cheng

(Department of Information Technology, The Affiliated High School of Fujian Normal University, Fuzhou, Fujian Province, China, 350007)

1 引   言

2017版《普通高中信息技术课程标准》指出：普通高中信息技术课程是一门旨在全面提升学生信息素养,帮助学生掌握信息技术基础知识与技能、增强信息意识、发展计算思维、提高数字化学习与创新能力、树立正确的信息社会价值观和责任感的基础课程^[1]。

2017年7月国务院印发《新一代人工智能发展规划》中明确提出要在中小学阶段设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育，鼓励社会力量参与寓教于乐的编程教学软件、游戏的开发和推广^[2]。

为了培养与发展学生“计算思维“核心素养，达到《新一代人工智能发展规划》中推广编程教育的要求，Python语言无疑是当今适合初学者学习编程的伟大的语言。它不仅语法明确简单、易于学习且互动性强，同时Python语言拥有强大扩展库，在科研、电子、政府、数据分析、web、金融、图像处理、AI技术各方面都有广泛的应用^[3]。

2017版《普通高中信息技术课程标准》已将《Python程序设计》纳入算法与程序必修课程中。但我省Python课程的启动相对滞后，实验与推广Python的教学势在必行。

2 展示小程序激发学习兴趣

爱因斯坦说过：“兴趣是最好的老师”。因此第一节课，首先下发了“旋转单词”、“电子钟”、“弹球小游戏”、“koch雪花”等用Python语言编写的趣味小程序^[4]（见图1），让学生去体验这些小程序的使用，进而吸引他们的眼球^[4]。学生在感受到程序的奇妙之后，因势利导告诉学生，《Python语言程序设计》学习就能编写出自己创意的小程序。

图1 趣味小程序

3 实例小程序轻松开启学习之旅

在成功吸引了学生兴趣后，就开始循序渐进地学习有关内容。首先告诉学生，计算机只能识别机器语言，执行机器语言程序，而机器语言对大部分人来说学习是很困难的，因此要来学习python这样的高级语言，通过这些高级语言来编写程序，指挥计算机完成各种各样计算或操作。

接着，指导学生自行安装python程序设计语言软件，体验启动python语言系统，然后通过“用小蟒蛇做算术计算”、“小蟒蛇学问好”这样简单的例子，让学生检验python强大的人机交互的特性。一下子拉进了学生与程序的情感，通过输入简单的命令，轻松地指挥计算机进行各种运算、操作。而这些一条一条容易理解的命令（语句）就组成一个简单的程序。而这种一个一个命令执行的方式称为立即方式，而将一条条命令写在一个程序文件中，然后从左到右从上到下执行这个程序文件中的命令（语句），这种命令执行方式叫程序方式。这时让学生新建一个程序文件，输入“螺旋单词”这个程序的内容，学会保存程序、调试运行程序。学生们在轻松愉快氛围中学会程序的输入、保存、运行等基础操作。

4 注重策略引导学生做中学

由于教学的对象为初高中学生，他们的注意力只能短时间集中，且大部分没有程序设计学习的经验，因此要适时设计一些教学策略，杜绝大篇幅地讲授理论知识后实践操作。

4.1分散难点、用到再学

在许多程序设计教科书上经常先详细讲解变量、常量、运算符、表达式等知识，然后再赋值语句、输入输出语句等，然后再举一些例子应用以上知识点。如果这样安排，学生会觉得枯燥，听不下去。

比如，教材第2课时中，只是设置一个名为“让Python程序做自我介绍”的任务式学习内容，编写一个打印名片的程序。程序运行时等待输入某人的姓名、qq号、电话等信息，程序按特定格式输出一张关于这个人的名片。

接着，要跟学生一起分析程序的功能：即输入信息、存储信息、打印信息。输入信息用输入函数input，而姓名、qq号、电话等信息存储在计算机的存储器内，这些存储器就称为变量，最后输出信息用print函数。当然对于输入函数、输出函数也只是先介绍基本的使用方法，更多的使用方法到具体问题用到再学。

同样，在第3课时，设置了一个名为“叫大蟒蛇做数学运算“的项目。通过一个“两个整数四则运算”的例子，让学生接触到基本的算术运算。

以上这种教学思想，就是所谓的“分散难点、用到再学”教学策略。

4.2 经典实例、贯穿学习

所谓“任务驱动”就是在学习信息技术的过程中，学生在教师的帮助下，紧紧围绕一个共同的任务活动中心，在强烈的问题动机的驱动下，通过对学习资源的积极主动应用，进行自主探索和互动协作的学习，并在完成既定任务的同时，引导学生产生一种学习实践活动^[5]。

在每一节课中都联系学生生活实际，设置一个小任务（实例），引导学生思考解决这个实际问题。例如：在学习分支结构程序时，以“滴滴出行APP计费功能实现”、“测一测你的BMI指数”等任务，首先让学生上网查询所在城市的士计价标准、什么是BMI指数等内容，进而开始分析讨论，设计出相应问题的算法，然后再学习相关python语言相关的知识、语句，最后编写出程序，进行运行测试。

这种使用经典实例任务驱动式学习，不仅掌握了相应的知识点，更让学生进一步感受到程序设计的现实意义，从而再次提升学习程序设计的兴趣^[5]。

4.3 利用OJ网站、巩固学习

程序设计学习是一个不断巩固知识、逐步提高的过程。学生需要多一些练习来巩固学习过的知识点，否则一周以后所学的知识就全部忘记，编程实现能力就无法提高，这样后续更难的知识点的学习就无法继续开展。因此，还是要给学生配备足够的练习来巩固学习内容。由于信息技术学科毕竟不象数、理、化这些老虎科，学生课外不可能再花很多时间完成作业，因此，如何利用课堂时间进行适当的练习巩固是很重要的。那信息技术教师如何在当场能让学生完成一定量的作业、并学生作业进行及时评判呢？在线评测系统（OJ）就很好解决了这个问题。现在在线评测系统一般功能都比较完善。不仅支持教师方便往题库里添加问题，还可以轻松地组织竞赛或作业让学生完成。而每一位学生通过OJ浏览某个问题的题目，然后开始在编程环境中进行编写程序、调试运行，当确认程序正确后，就可以提交到OJ进行在线评测，很快OJ系统就可以给学生反馈程序是否正确情况，如果发现错误，首先学生自己可以先检查，如果可以自己解决则自己解决。如果实在没有办法自己发现错误情况下，才要找老师解决。这样就大大提高学生完成作业的效率、教师批改作业的效率。同时在作业比赛中，学生还能你追我赶地进行竞争，也进一步提高学习乐趣。因此在程序设计教学中充分利用OJ系统，将大大提高教学效率。

5 循序渐进、合理安排

程序设计教学是一个有意义、有挑战、不轻松的教学内容。必须要科学安排，循序渐进。一个学年来，在充分考虑学校及学生、教师等各种情况，精心制定出如表1所示的教学安排^[6]并严格执行。

表1 Python程序设计课程的教学安排

6 结束语

实验教学，取得较好教学效果。教与学过程发现学生大都认真听课，积极完成课程中的每一个作业，勤于思考，相互交流，表现出较高的学习热情。通过教学，学生不仅掌握python基本语句，同时体验了“问题分析-->设计出算法-->编写出程序-->调试运行-->解决问题”这样编程解题整个过程；学生们通过实例的解决锻炼了自身的逻辑思维能力，分析问题能力、解决问题的能力，进一步培养与发展了计算思维，为将来升入大学后，能使用python语言强大的功能为自己所学专业服务，打下了一个很好的基础。

参考文献

[1] 中华人民共和国教育部. 普通高中信息技术课程标准（2017版）

[2] 中华人民共和国国务院. 新一代人工智能发展规划.2017.7.20

[3]郭亚东;赵玉新.程序设计课程教学改革的理想选择——Python语言.产业与科技论坛.2019年第18卷第3期167-168码

[4] [美] Bryson Payne.教孩子学编程(Python语言版).人民邮电出版社.2016年03月出版.35页

[5] 李洪娜.关于实施任务驱动教学方法的研究.网络财富2009年11月72-73

[6] 董付国、应根球. 中学生可以这样学Python .清华大学出版社出版2017年11月出版