網(wǎng)絡(luò)資源輔助下的Python程序設(shè)計(jì)教學(xué)

摘 要本文對(duì)于Python學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)資源做了歸納分類，說明了每類資源的特點(diǎn)，具體介紹了幾個(gè)有特色的學(xué)習(xí)網(wǎng)站，就網(wǎng)絡(luò)資源輔助下的Python學(xué)習(xí)進(jìn)行了討論，闡釋了利用優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)資源可以提高課堂教學(xué)效果，增加教學(xué)的生動(dòng)性、直觀性和交互性。同時(shí)說明了這些資源的利用能夠方便學(xué)生的編程訓(xùn)練，使學(xué)生有更多的時(shí)間和機(jī)會(huì)動(dòng)手編程，實(shí)現(xiàn)編程教學(xué)中“做中學(xué)”的教學(xué)理念。文章還討論了這種教學(xué)模式下對(duì)應(yīng)的教學(xué)指導(dǎo)和管理。

【關(guān)鍵詞】Python 編程教學(xué) 在線編程 MOOC

1 前言

Python是一種解釋型的、面向?qū)ο蟮摹⒚赓M(fèi)的、開源的跨平臺(tái)高級(jí)動(dòng)態(tài)編程語言，它可以處理系統(tǒng)運(yùn)維、圖形處理、數(shù)據(jù)庫(kù)編程、多媒體編程、軟件分析、Web編程、科學(xué)計(jì)算與可視化、機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能等。

Python 語言已經(jīng)成為國(guó)際上最受歡迎的程序設(shè)計(jì)語言，國(guó)外眾多大學(xué)從2009 年開始針對(duì)該語言廣泛開設(shè)相關(guān)課程。2016年，教育部高等學(xué)校大學(xué)計(jì)算機(jī)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)發(fā)布了《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)基本要求》，首次建議將Python 語言作為程序設(shè)計(jì)入門課程的教學(xué)語言?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)很多大學(xué)在計(jì)算機(jī)類專業(yè)和非計(jì)算機(jī)類專業(yè)開設(shè)了這門課程。因此我們有必要研究符合認(rèn)知規(guī)律的教學(xué)方法，以提升這門程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)效果。

傳統(tǒng)程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)方式是“課堂講授理論——上機(jī)操作——課后練習(xí)”，教師花費(fèi)大量時(shí)間用于課堂講解語法結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)理論知識(shí)，學(xué)生在實(shí)踐課上按照教師布置的實(shí)驗(yàn)題目將程序錄入，調(diào)試程序就算完成任務(wù)。這種教學(xué)模式下，教學(xué)過程枯燥無味，學(xué)生容易失去學(xué)習(xí)興趣。為解決這個(gè)問題，我們認(rèn)為理論教學(xué)應(yīng)結(jié)合實(shí)踐，同時(shí)強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)踐環(huán)節(jié)，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和興趣。要實(shí)現(xiàn)以上的教學(xué)思路，就需要一定的技術(shù)支撐條件。我們發(fā)現(xiàn)已有的一些網(wǎng)絡(luò)資源可以很好地滿足我們的要求。

2 適用的網(wǎng)絡(luò)資源

現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上適于Python學(xué)習(xí)的資源十分豐富，除了免費(fèi)的電子圖書之外，還有很多網(wǎng)站提供了各種學(xué)習(xí)幫助。按功能來劃分大致將這些網(wǎng)站分為三類，第一類，提供編輯和運(yùn)行平臺(tái)，這樣用戶就不需要搭建開發(fā)環(huán)境，只要上網(wǎng)登陸這些網(wǎng)站就可以進(jìn)行開發(fā)工作。這類網(wǎng)站有http：//www.dooccn.com/python3/，http：//yishouce.com/python/run，http：//codepad.org/等。第二類，具有編排好的學(xué)習(xí)內(nèi)容，同時(shí)還有編輯和運(yùn)行環(huán)境，這類網(wǎng)站有https：//www.codecademy.com/、http：//pythontutor.com/、http：//interactivepython.org/等。第三類，是各種MOOC（慕課）網(wǎng)站，特點(diǎn)是除文字學(xué)習(xí)材料外，還提供了視頻講解，這類網(wǎng)站有http：//www.icourse163.org/（中國(guó)大學(xué)MOOC）、http：//www.mooc.cn/（MOOC中國(guó)）、http：//mooc.guokr.com/（MOOC學(xué)院）、https：//www.edx.org/、https：//www.coursera.org/等。

第一類網(wǎng)站為用戶提供了隨時(shí)隨地編輯運(yùn)行Python程序的平臺(tái)，而不需要在所使用的計(jì)算機(jī)上安裝Python IDE。學(xué)生登陸這樣的網(wǎng)站就可以編輯、調(diào)試和運(yùn)行自己的Python程序，進(jìn)行編程練習(xí)及程序開發(fā)。

第二類網(wǎng)站更適合學(xué)生學(xué)習(xí)Python，它們不僅有在線的Python IDE，還系統(tǒng)合理地編排了學(xué)習(xí)內(nèi)容。這類網(wǎng)站各具特色，有些還提供了很強(qiáng)的交互學(xué)習(xí)功能。這里介紹幾個(gè)有特色的網(wǎng)站。

網(wǎng)站http：//pythontutor.com/的特點(diǎn)是它可以演示程序執(zhí)行的步驟，其截圖如圖1所示。

網(wǎng)站https：//www.codecademy.com/是個(gè)流行的編程學(xué)習(xí)網(wǎng)站，登陸后進(jìn)入Python學(xué)習(xí)頁面，如圖2所示。頁面窗口分為三部分，左邊是學(xué)習(xí)內(nèi)容的講解，中間是編輯器，右邊是程序運(yùn)行后的輸出面板。如果你編輯的程序出現(xiàn)錯(cuò)誤，那么在執(zhí)行時(shí)就會(huì)給出錯(cuò)誤提示，幫助你修改錯(cuò)誤。該界面不僅可以編輯運(yùn)行網(wǎng)站上的例子程序，也可以編輯運(yùn)行你自己的程序。

還有一個(gè)網(wǎng)站http：//interactivepython.org/runestone/static/thinkcspy/index.html，打開這個(gè)網(wǎng)址就進(jìn)入到互動(dòng)電子書“How to Think Like a Computer Scientist： Interactive Edition”頁面，點(diǎn)擊有關(guān)章節(jié)的超鏈接就打開具體學(xué)習(xí)內(nèi)容的頁面，如圖3所示。這個(gè)網(wǎng)站是Python學(xué)習(xí)功能完整的網(wǎng)站，電子書中的代碼可以隨時(shí)運(yùn)行，并且還可以顯示代碼執(zhí)行的步驟，每一章后面附有練習(xí)，練習(xí)包括問題、答案和討論，如圖4所示。

第三類是MOOC（慕課）網(wǎng)站，其網(wǎng)站上每門課程一般包括課件、測(cè)試與作業(yè)、考試和討論區(qū)等內(nèi)容。每一部分學(xué)習(xí)內(nèi)容不僅有文字材料，還有視頻?？傮w而言，MOOC網(wǎng)站基本上是把現(xiàn)實(shí)中的授課學(xué)習(xí)模式移植到了網(wǎng)絡(luò)上。

3 網(wǎng)絡(luò)資源輔助學(xué)習(xí)方式下的教學(xué)指導(dǎo)與管理

網(wǎng)絡(luò)資源的使用為學(xué)生和教師都帶來很大的幫助和便利。學(xué)生善用這些資源就可以自主學(xué)習(xí)，增加動(dòng)手編程的機(jī)會(huì)。我們知道，要掌握編程技術(shù)一定要多加練習(xí)，只有在做中學(xué)才能取得好的學(xué)習(xí)效果和效率。教師利用這些網(wǎng)絡(luò)資源可以提高課堂授課效果，改變以往授課過多依靠幻燈片的情況。這些網(wǎng)站上的程序執(zhí)行步驟演示功能為學(xué)生理解程序執(zhí)行過程提供了直觀手段。

以往的教學(xué)過程是“課堂講授理論——上機(jī)操作——課后練習(xí)”，由于受實(shí)驗(yàn)室資源的限制，老師課堂講授理論占去了多半課時(shí)，學(xué)生缺少上機(jī)操作的時(shí)間。學(xué)生課后進(jìn)行練習(xí)也不方便，因?yàn)楸仨氃诎惭b了Python 編程環(huán)境的計(jì)算機(jī)上才可以做練習(xí)?，F(xiàn)在，利用這些網(wǎng)站，就可以在任何一臺(tái)上網(wǎng)的計(jì)算機(jī)上進(jìn)行在線練習(xí)。endprint

在網(wǎng)絡(luò)資源輔助學(xué)習(xí)的模式下，教師對(duì)于學(xué)生的學(xué)習(xí)指導(dǎo)和管理會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，比如，會(huì)要求學(xué)生登陸某個(gè)網(wǎng)站，自學(xué)一部分內(nèi)容，完成網(wǎng)上的練習(xí)，老師在上課時(shí)可以檢查學(xué)生的作業(yè)完成情況。也可以布置更多的實(shí)驗(yàn)練習(xí)讓學(xué)生課下完成，上實(shí)驗(yàn)課時(shí)老師可以把有限的時(shí)間用在為學(xué)生答疑和檢查編程練習(xí)的完成情況，為每個(gè)學(xué)生提供針對(duì)性的指導(dǎo)。

4 結(jié)語

現(xiàn)在，網(wǎng)絡(luò)上的Python學(xué)習(xí)資源越來越豐富，合理恰當(dāng)?shù)乩眠@些資源有利于實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)的演示性、交互性和實(shí)踐性。對(duì)于學(xué)生來說，網(wǎng)絡(luò)資源為學(xué)生的“做中學(xué)”提供了更多的便利和時(shí)間，使上機(jī)練習(xí)不再局限于上實(shí)驗(yàn)課的時(shí)間。此外，這種學(xué)習(xí)模式還有助于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，裨益學(xué)生的成長(zhǎng)。

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[15]http：//www.icourse163.org/，中國(guó)大學(xué)MOOC.

[16]http：//www.mooc.cn/，MOOC中國(guó).

作者簡(jiǎn)介

嵇立安（1963-），男，河南省衛(wèi)輝市人。碩士學(xué)位。講師。研究方向?yàn)閿?shù)據(jù)儲(chǔ)存技術(shù)。

作者單位

河南工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 河南省鄭州市 450001endprint