Python在高中信息技術(shù)教學(xué)中的實(shí)踐運(yùn)用探析

張立

摘要：Python程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是計(jì)算機(jī)編程中的重要編輯語(yǔ)言，其形式和語(yǔ)言結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，并且具有開(kāi)源性與擴(kuò)展性的特點(diǎn)。本文分析了Python在高中信息技術(shù)教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)，并且圍繞基本數(shù)據(jù)類(lèi)型等提出了實(shí)踐運(yùn)用的方案，為教師提供理論借鑒，提高教學(xué)水平，讓學(xué)生學(xué)會(huì)Python語(yǔ)言的方法，從而促進(jìn)國(guó)家計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：教學(xué)內(nèi)容;課程實(shí)踐;網(wǎng)絡(luò)資源

引言：在現(xiàn)代科技快速發(fā)展時(shí)期，對(duì)于高中生具有較高的要求，不但需要掌握基本的計(jì)算機(jī)操作，而且還需要掌握一定的編程技巧。在高中信息技術(shù)教學(xué)中，計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)是重要課程之一，為學(xué)生日后學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)課程提供保障。陶行知先生說(shuō)過(guò)“生活即教育”，因此，高中生需要跟上時(shí)代的腳步，根據(jù)當(dāng)下信息技術(shù)的形式，完善Python的知識(shí)體系。

一、Python在高中信息技術(shù)教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)

信息核心素養(yǎng)主要由四個(gè)要素組成，分別是計(jì)算思維、信息意識(shí)、信息社會(huì)責(zé)任、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新，是學(xué)生逐漸掌握知識(shí)與技能的過(guò)程。在發(fā)達(dá)國(guó)家中，已經(jīng)超過(guò)6成學(xué)校開(kāi)設(shè)了Python程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的課程，并且取得了顯著的教學(xué)效果，提高了學(xué)生計(jì)算機(jī)編程的成績(jī)，逐漸受到學(xué)校的重視，主要具有以下優(yōu)勢(shì)：

第一，由于C語(yǔ)言、Java等傳統(tǒng)編程的語(yǔ)言結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，與其相比，Python程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言簡(jiǎn)化了語(yǔ)言結(jié)構(gòu)，成為計(jì)算機(jī)中的主流編輯語(yǔ)言，因此，Python在高中信息技術(shù)教學(xué)中具有重要意義。第二，Python具有開(kāi)放性的語(yǔ)言交流社區(qū)，為編程人員提供了交流學(xué)習(xí)的平臺(tái)，同時(shí)還具有較強(qiáng)的移植擴(kuò)展性與兼容性。第三，Python語(yǔ)言可以實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)的溝通交流，其程序運(yùn)行的源代碼，為眾多的現(xiàn)代科技提供了保障，例如物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)云計(jì)算、人工智能等。第四，Python語(yǔ)言具有大量的數(shù)據(jù)資源，包含了數(shù)據(jù)分析領(lǐng)域的眾多功能，例如web開(kāi)發(fā)、科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)庫(kù)接口等，增加了學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)技術(shù)的途徑。第五，Python語(yǔ)言主要分為兩個(gè)方面，一方面是Python基礎(chǔ)，另一方面是Python生態(tài)圈，其中Python基礎(chǔ)主要功能是梳理各個(gè)過(guò)程中的思路，解決程序設(shè)計(jì)中的問(wèn)題，是基本的程序語(yǔ)言設(shè)計(jì)。而Python生態(tài)圈與普通的編程語(yǔ)言不同，主要應(yīng)用第三方函數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)。對(duì)于高中計(jì)算機(jī)課程而言，作為非專(zhuān)業(yè)的入門(mén)課程，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)程序設(shè)計(jì)就可以滿(mǎn)足需求，而對(duì)于擁有專(zhuān)業(yè)知識(shí)的群體，則需要開(kāi)設(shè)專(zhuān)業(yè)編程課程[1]。

二、Python在高中信息技術(shù)教學(xué)中的實(shí)踐運(yùn)用的方案

（一）課程理論教學(xué)內(nèi)容

Python教學(xué)內(nèi)容主要以問(wèn)題為出發(fā)點(diǎn)，按照嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S邏輯進(jìn)行解答，其教學(xué)內(nèi)容內(nèi)容框架包括基本數(shù)據(jù)類(lèi)型、復(fù)合數(shù)據(jù)類(lèi)型、程序流程控制、函數(shù)與模塊等。首先，在Python編程語(yǔ)言中，基本數(shù)據(jù)類(lèi)型包括常用函數(shù)和表達(dá)式、各類(lèi)數(shù)據(jù)對(duì)象的表達(dá)方式、基本運(yùn)算規(guī)則等。其主要是由三種控制結(jié)構(gòu)組成，分別是順序、選擇、循環(huán)。順序結(jié)構(gòu)包括數(shù)據(jù)的輸入與輸出、語(yǔ)句賦值等。選擇結(jié)構(gòu)包括結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)、條件的描述與運(yùn)算等。循環(huán)結(jié)構(gòu)包括各類(lèi)循環(huán)控制、for循環(huán)結(jié)構(gòu)、while循環(huán)結(jié)構(gòu)、循環(huán)嵌套語(yǔ)句等;其次，復(fù)合數(shù)據(jù)類(lèi)型包含了字典與集合的應(yīng)用、列表與元組的應(yīng)用、字符串的處理等，進(jìn)行字符串的編碼、檢索、分片等操作，相互轉(zhuǎn)化列表的特有操作、序列的通用操作、列表與元組，之后進(jìn)行字典與集合的操作;最后，函數(shù)與模塊包括了函數(shù)的定義、調(diào)用、參數(shù)設(shè)置、遞歸調(diào)用、嵌套等。其余課程包括文件操作、圖形繪制等，對(duì)文件進(jìn)行打開(kāi)、操作、處理，以及圖形事件的處理與應(yīng)用。

（二）課程實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容

高中的信息技術(shù)課程需要基本的設(shè)備與設(shè)施，滿(mǎn)足學(xué)生實(shí)踐的需求，需要專(zhuān)業(yè)的測(cè)試儀器與工具，進(jìn)而提高實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量與效率，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力，因此，需要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。當(dāng)學(xué)生掌握基本的編程語(yǔ)言后，教師需要組織學(xué)生進(jìn)行相關(guān)的實(shí)踐，制定合適的實(shí)踐內(nèi)容，要求學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)踐項(xiàng)目。在運(yùn)用Python語(yǔ)言中，根據(jù)問(wèn)題進(jìn)行分析，之后開(kāi)始編輯算法與程序，在完成調(diào)試程序后，就會(huì)發(fā)現(xiàn)提高了學(xué)生的計(jì)算機(jī)能力，以及分析問(wèn)題能力、解決問(wèn)題的能力。代表性的課程設(shè)計(jì)包含多個(gè)方面，例如繪制各種曲線(xiàn)、設(shè)計(jì)用戶(hù)圖形界面、設(shè)計(jì)相關(guān)程序、處理自然語(yǔ)言、求解線(xiàn)性方程等，學(xué)生需要先對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析，之后建立數(shù)學(xué)模型，確定最佳的編輯算法，完成設(shè)計(jì)與調(diào)試程序，進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估與分析結(jié)果。通常情況下，有三種主流算法可以對(duì)問(wèn)題進(jìn)行求解，分別是Python標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)求解、基本算法、第三方庫(kù)代碼復(fù)用，其中第三方庫(kù)是重點(diǎn)內(nèi)容，其中包括SciPy模塊的計(jì)算、NumPy模塊的使用等，由于高中編程的課時(shí)較短，限制了部分高級(jí)應(yīng)用，例如數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)爬蟲(chóng)技術(shù)等[2]。

（三）注重多元評(píng)價(jià)

評(píng)價(jià)可以反映出教育價(jià)值的多元性，教師需要收集學(xué)生的信息，全面評(píng)價(jià)信息技術(shù)水平，從學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律出發(fā)，在核心素養(yǎng)下，合理設(shè)計(jì)試題，創(chuàng)建不同的問(wèn)題情景，考察學(xué)生不同層次的能力。此外，建議教育部門(mén)聘請(qǐng)關(guān)于Python語(yǔ)言的專(zhuān)家，為其制定標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)考試與評(píng)價(jià)，在Python語(yǔ)言的JudgeOnline的基礎(chǔ)上，進(jìn)行適當(dāng)?shù)卣{(diào)整，使其滿(mǎn)足信息技術(shù)發(fā)展的需求。

（四）探究式學(xué)習(xí)

高中生具有較強(qiáng)的動(dòng)手能力與求知欲，更愿意向老師展現(xiàn)自己的能力，對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)產(chǎn)生強(qiáng)烈的積極性與好奇心，因此，教師需要根據(jù)此特點(diǎn)，采用探究式方式，正確引導(dǎo)學(xué)生編程，使其感受計(jì)算機(jī)程序的樂(lè)趣與美好。在數(shù)據(jù)與計(jì)算中，要求學(xué)生充分發(fā)揮程序的作用，可以獨(dú)立編制情景，大概了解計(jì)算機(jī)程序，以及Python程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。教師可以進(jìn)行簡(jiǎn)單的演練，使學(xué)生了解Python編程的基本操作流程，還可以在課堂上布置編程作業(yè)，使其更好地理解與計(jì)算，掌握編程的基本方式，實(shí)現(xiàn)處處是創(chuàng)造之地，人人是創(chuàng)造之人的目標(biāo)。

（五）利用網(wǎng)絡(luò)資源學(xué)習(xí)Python語(yǔ)言

Python語(yǔ)言可以直接導(dǎo)入內(nèi)置模塊，第三方開(kāi)源模塊、自定義模塊，滿(mǎn)足程序開(kāi)發(fā)人員的需求，不同模塊的應(yīng)用具有不同功能，主要分為三個(gè)環(huán)節(jié)：第一，教師可以進(jìn)行相關(guān)的教學(xué)情境布置，在Python中繪制出牡丹花，對(duì)程序語(yǔ)句中的功能進(jìn)行分析，之后引出Python模塊應(yīng)用。第二，關(guān)于Python模塊，學(xué)生可以尋找相應(yīng)的網(wǎng)站，掌握模塊種類(lèi)，以及程序的基本方法。第三，根據(jù)網(wǎng)頁(yè)中的內(nèi)容提示，在Python安裝目錄下，可以尋找不同模塊的文件，更好地理解網(wǎng)頁(yè)中晦澀難懂的部分，體現(xiàn)出Python語(yǔ)言的強(qiáng)大作用。

結(jié)論：綜上所述，在高中信息技術(shù)教學(xué)中，Python的實(shí)踐運(yùn)用可以提高學(xué)生的信息技術(shù)，進(jìn)行實(shí)踐性教學(xué)，其中Python的編寫(xiě)與應(yīng)用至關(guān)重要，教師需要采用正確的教學(xué)方法，提高學(xué)生的理論知識(shí)，以及動(dòng)手操作能力，從而提高教學(xué)的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬尚輝.基于學(xué)科核心素養(yǎng)的高中信息技術(shù)Python教學(xué)初探[J].教學(xué)管理與教育研究，2019，004（006）：82-83.

[2]于雁.高中信息技術(shù)python模擬程序的編寫(xiě)及應(yīng)用[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2019，15（30）：224-225.