python 教學(xué)促進(jìn)計(jì)算思維的培養(yǎng)

一、引言

美國MIT計(jì)算機(jī)教育專家Seymour Papert教授最早提出計(jì)算思維（Computational Thinking），后來由美國 CMU 大學(xué)Jeannette M.Wing教授在權(quán)威期刊 《Communications of the ACM》 上系統(tǒng)闡述了計(jì)算思維。

計(jì)算思維素養(yǎng)是各學(xué)科優(yōu)秀人員必備的基本素質(zhì)，計(jì)算思維自提出成為了國內(nèi)外研究學(xué)者討論的熱點(diǎn)。我國陳國良教授指出：計(jì)算思維的重視不僅能振興我國計(jì)算教育，而且推進(jìn)科學(xué)與工程創(chuàng)新。

二、Python 教學(xué)中計(jì)算思維應(yīng)用

計(jì)算思維應(yīng)用解決實(shí)際問題中，核心是化繁為簡，復(fù)雜問題分解成簡單模塊，然后有的放矢針對(duì)簡單模塊逐一個(gè)解決，最終問題得到解決。這種化繁為簡的方法，非常適合在Python語言教學(xué)中應(yīng)用。例如我們?cè)赑ython教學(xué)中需要用列表來處理數(shù)據(jù)。教師首先分解模塊——模塊一：創(chuàng)建列表；模塊二：添加數(shù)據(jù)；模塊三：顯示數(shù)據(jù)等幾個(gè)模塊，然后逐一解決上述模塊，最終完成列表處理數(shù)據(jù)，達(dá)成計(jì)算思維的訓(xùn)練。

模塊一：創(chuàng)建列表

現(xiàn)有一些關(guān)于華為手機(jī)生產(chǎn)銷售基本信息的數(shù)據(jù)，需要根據(jù)這些數(shù)據(jù)先去創(chuàng)建關(guān)于華為手機(jī)品牌的一個(gè)列表。在創(chuàng)建列表過程中，教師會(huì)讓學(xué)生重點(diǎn)關(guān)注一下幾個(gè)問題：列表的結(jié)構(gòu)、列表的存儲(chǔ)方式、列表中數(shù)據(jù)項(xiàng)的處理方法。

創(chuàng)建一個(gè)名為“hwphone”，關(guān)于華為手機(jī)品牌的列表。

hwphone=[“暢玩系列”“，榮耀系列”“，麥芒系列”，“暢享系列”]

通過創(chuàng)建列表這一問題，使得學(xué)生掌握創(chuàng)建列表的基本方法，了解列表中數(shù)據(jù)項(xiàng)的數(shù)據(jù)類型問題，同時(shí)也讓學(xué)生知道列表中數(shù)據(jù)項(xiàng)存儲(chǔ)方式是類似于數(shù)組的。在解決創(chuàng)建列表問題的基礎(chǔ)上，教師可以進(jìn)一步把問題加以擴(kuò)展，如列表中數(shù)據(jù)項(xiàng)的顯示、列表中數(shù)據(jù)項(xiàng)的添加、列表中數(shù)據(jù)項(xiàng)的刪除等等，這樣又讓學(xué)生掌握了列表中數(shù)據(jù)項(xiàng)的處理方法。

模塊二：添加數(shù)據(jù)

現(xiàn)在需要為華為手機(jī)品牌列表增加品牌推廣年份的數(shù)據(jù)

技巧一：分別使用“insert” 命令和“append”命令，向“hwphone”列表中添加品牌推廣年份的數(shù)據(jù)。

hwphone.insert（1，“2018”）

hwphone.insert（3，“2017”）

hwphone.insert（5，“2016”）

hwphone.append（“2015”）

上述方法使用了“insert” 命令以及“append”命令，同進(jìn)分別計(jì)算品牌推廣年份在列表中的次序。

技巧二：重建“hwphone”列表。

hwphone =[“ 暢玩系列 ”，“2018”，“ 榮耀系列 ”，“2017”，“ 麥芒系列 ”，“2016” ，“暢享系列” ，“2015”]

上述方法相對(duì)技巧一簡單，只考慮重建“hwphone”列表。

模塊三：顯示數(shù)據(jù)

顯示數(shù)據(jù)這一模塊訓(xùn)練中，要求學(xué)生首先把 “hwphone”列表數(shù)據(jù)，按品牌推廣年份顯示

print（hwphone[0]，hwphone[1]）

print（hwphone[2]，hwphone[3]）

print（hwphone[4]，hwphone[5]）

print（hwphone[6]，hwphone[7]）

然后創(chuàng)設(shè)問題情境， “hwphone”列表增加的數(shù)據(jù)項(xiàng)需要顯示，可以增加“print”語句，如果上述增加的數(shù)據(jù)項(xiàng)許多，該怎么辦？適時(shí)引入“for 循環(huán)”語句迭代解決。

for each_item in hwphone：

print（each_item）

問題解決后，啟發(fā)學(xué)生用“while 循環(huán)”語句。

hwphone =[“暢玩系列 ”，2012，“ 榮耀系列 ”，2010，“麥芒系列”，2000，“暢享系列”，2014]

number=0

while number

print（hwphone[number]）

number=number+1

這一模塊順利解決，學(xué)生在此教學(xué)中有效掌握了加入迭代來實(shí)現(xiàn)列表數(shù)據(jù)顯示，與此同時(shí)初步認(rèn)識(shí)了“for 循環(huán)”、“while 循環(huán)”用法。

經(jīng)過三個(gè)模塊訓(xùn)練，學(xué)生已經(jīng)基本掌握了列表處理數(shù)據(jù)的方法，同時(shí)也從中了解了與計(jì)算思維相關(guān)的一些知識(shí)。為了讓學(xué)生更好的理解計(jì)算思維的本質(zhì)，教師需要把計(jì)算思維方法中的思維啟發(fā)引入教學(xué)過程中，讓學(xué)生多思考，多尋求解決問題的方法，從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用計(jì)算思維能力的目的。具體實(shí)施方法是，以前面三個(gè)階段的學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，再給學(xué)生提出一系列與列表相關(guān)的問題，如運(yùn)用列表知識(shí)來解決企業(yè)銷售的問題、超市商品價(jià)格查詢問題等。對(duì)于學(xué)生計(jì)算思維素養(yǎng)的培養(yǎng)，實(shí)際項(xiàng)目的訓(xùn)練是最佳方法。鼓勵(lì)學(xué)生參加創(chuàng)客大賽，通過項(xiàng)目歷練自己。計(jì)算思維能力的培養(yǎng)最終要落實(shí)在實(shí)踐活動(dòng)過程中。

結(jié)束語：

從Python 語言教學(xué)嘗試來看，計(jì)算思維素養(yǎng)的訓(xùn)練使課堂教學(xué)目標(biāo)高效達(dá)成，這表明了把計(jì)算思維融入Python 語言課堂教學(xué)的可行性和有效性。因此，Python 語言課堂教學(xué)有必要從計(jì)算思維素養(yǎng)培養(yǎng)的理念出發(fā)，把計(jì)算思維和Python 語言教學(xué)有機(jī)結(jié)合起來，從而達(dá)成培養(yǎng)計(jì)算思維素養(yǎng)的目的。

作者簡介：李紅，女，漢族，籍貫：廣東深圳 生于：1971-5-16， 深圳市寶安職業(yè)教育集團(tuán)第一校區(qū)，職稱：講師 大學(xué)本科學(xué)歷，研究方向：主要從事計(jì)算機(jī)軟件教學(xué)研究工作。