人工智能Python語言課程的教學(xué)探索與實(shí)踐

黃梅

【摘? 要】Python由荷蘭數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)研究學(xué)會(huì)的Guido van Rossum?于1990年代初設(shè)計(jì)，它是一門編程語言，用于和計(jì)算機(jī)溝通，是人工智能最便捷的語言。它提供了高效的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，能簡單有效地面向?qū)ο缶幊?。它?yīng)用廣泛，如人工智能、人臉識(shí)別、語音助手、科學(xué)計(jì)算、機(jī)器人等前沿科技，還能做軟件應(yīng)用和操作硬件。基于Python語言的特性，使它成為多數(shù)平臺(tái)上寫腳本和快速開發(fā)應(yīng)用的編程語言。

【關(guān)鍵詞】Python編程;流程圖;模塊;能力

Python是一種面向?qū)ο蟮慕忉屝陀?jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言，具有豐富和強(qiáng)大的庫，它的特點(diǎn)：簡單易學(xué)、免費(fèi)開源、高層語言、可移植性強(qiáng)、面向?qū)ο?、可擴(kuò)展性、可嵌入型、豐富的庫、規(guī)范的代碼等，但學(xué)生掌握起來還是很困難，新教材（四川版）七、八年級(jí)每一冊(cè)都融入了Python編程內(nèi)容，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新、合作、分享的能力具有積極的意義，現(xiàn)將我這兩年P(guān)ython編程教學(xué)實(shí)踐談一下我的感受。

一、Python語言中的語句有固定和規(guī)范的格式。這一點(diǎn)必須讓學(xué)生熟練掌握，以便融會(huì)貫通。Python語言語法特點(diǎn)：

1、第一條語句一定要頂格寫在最左邊，不能有空格。如果有空格，學(xué)會(huì)看錯(cuò)誤提示。

2、錯(cuò)誤提示中的^，指錯(cuò)誤發(fā)生的地方。

3、Python是大小寫敏感的語言，如：print不能寫成Print。

4、第一行語句前面可以有空行。

5、行首要對(duì)齊。

針對(duì)這些特點(diǎn)，就需要非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)募?xì)致的習(xí)慣，一開始寫的時(shí)候就不夠規(guī)范，很多學(xué)生在調(diào)試運(yùn)行的時(shí)候遇到問題，缺乏耐心和細(xì)心，發(fā)現(xiàn)不了問題，心里有些急躁。如：print（‘你好！Python），學(xué)生普遍存在的問題：括號(hào)（）、單引號(hào)（‘）或雙引號(hào)（“”）都需在英文半角狀態(tài)輸入;單引號(hào)、雙引號(hào)和括號(hào)必須成對(duì)出現(xiàn)。學(xué)生稍不注意就出現(xiàn)語法錯(cuò)誤。為了減少錯(cuò)誤，我教給學(xué)生最不易出錯(cuò)的方法：叫學(xué)生先在英文半角狀態(tài)下輸入print（‘）或print（“”），再在中文狀態(tài)下輸入括號(hào)里的“你好！”，最后切換到英文狀態(tài)下輸入“Python”，通過運(yùn)用這種方法，學(xué)生幾乎不出錯(cuò)了，解決了學(xué)生在錄入程序的語法錯(cuò)誤，學(xué)生的自信心增加了，學(xué)生調(diào)試程序成功之后，學(xué)習(xí)興趣就更濃。

二、Python是一門編程語言，和所有編程語言一樣，都要經(jīng)歷編程的一般過程：分析問題、設(shè)計(jì)算法、編寫程序、調(diào)試運(yùn)行。七、八年級(jí)有的學(xué)生掌握的很快，但還是很難達(dá)到靈活運(yùn)用，有的學(xué)生看起來寫程序很快，但實(shí)際上寫出來的代碼漏洞百出，甚至有的同學(xué)就是照著導(dǎo)學(xué)案上抄代碼。這種看起來很高效的方式實(shí)際上是沒有動(dòng)腦的表現(xiàn)。為提高教學(xué)效果，上課的時(shí)候我著重指出了部分同學(xué)的問題，讓他們根據(jù)所學(xué)知識(shí)，回歸到編程一般過程中來，先分析問題，找到切入點(diǎn)，通過計(jì)算，得出結(jié)論，讓學(xué)生畫出流程圖，再一步步編寫程序，經(jīng)過調(diào)試運(yùn)行，最終完成任務(wù)，這樣就能達(dá)到事半功倍的效果。

三、創(chuàng)設(shè)Python編程趣味化學(xué)習(xí)氛圍，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。心理學(xué)家告訴我們：凡是因?yàn)楹闷娑艿姜?jiǎng)勵(lì)的學(xué)生，一定愿意繼續(xù)進(jìn)行新的探索，從而促進(jìn)其產(chǎn)生創(chuàng)新的思想。教學(xué)中建立平等、和諧的師生關(guān)系，尊重學(xué)生的愛好和人格，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)表自己獨(dú)立的見解，提出質(zhì)疑，為學(xué)生提供創(chuàng)造的空間和機(jī)會(huì)。尊重學(xué)生的觀點(diǎn)，不強(qiáng)求統(tǒng)一，確保學(xué)生創(chuàng)新的積極性。教學(xué)中運(yùn)用信息技術(shù)創(chuàng)設(shè)思維、想象空間，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，鼓勵(lì)學(xué)生從不同角度、不同方面去思考問題，從而產(chǎn)生新的理解、假設(shè)和結(jié)論，產(chǎn)生獨(dú)到見解。Python語言教學(xué)，難在對(duì)程序語句的理解，流程圖的繪制，嚴(yán)格的語法格式。簡單粗暴的教學(xué)，學(xué)生會(huì)覺得枯燥無味，對(duì)此，適當(dāng)在教學(xué)中讓學(xué)生去體驗(yàn)Python趣味游戲、編程效果，3D動(dòng)畫等，多樣化的教學(xué)方式，讓學(xué)生在娛樂中逐漸了解Python編程的過程和效果，激發(fā)求知欲，產(chǎn)生更濃厚的興趣。

四、引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用Python基礎(chǔ)知識(shí)來解決實(shí)際問題。從教學(xué)實(shí)際看：讓學(xué)生真正重視Python語言教學(xué)的學(xué)習(xí)，必須要有具體的任務(wù)來驅(qū)動(dòng)，布置任務(wù)后，讓學(xué)生以小組為單位通過“問題分析——設(shè)計(jì)算法——編寫代碼”三大步驟來自主探究來試著完成任務(wù)，然后輸入程序并進(jìn)行調(diào)試。結(jié)合生活實(shí)際例子來進(jìn)行教學(xué)，如：在教學(xué)print（?? ）和input（?? ）語句時(shí)，設(shè)計(jì)和電腦進(jìn)行人機(jī)對(duì)話的例子（請(qǐng)問你叫什么名字？）、計(jì)算一年有多少天的運(yùn)算程序等。在教學(xué)密碼正誤if...else語句時(shí)，先讓學(xué)生調(diào)試書上的密碼程序，然后舉一反三設(shè)計(jì)一個(gè)比較大小的程序，涉及到一些函數(shù)如float（?? ）、int（?? ），讓學(xué)生了解一些函數(shù)的功能，也實(shí)現(xiàn)了知識(shí)的拓展。這樣學(xué)生即利用所學(xué)知識(shí)解決了實(shí)際問題，又能調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

五、利用Python中用turtle模塊畫圖，激發(fā)學(xué)生編程的興趣，提升創(chuàng)新能力。turtle模塊的功能強(qiáng)大，為幫助學(xué)習(xí)turtle模塊，Python編程內(nèi)置了turtle模塊的功能演示文件，看看演示效果，會(huì)讓我們對(duì)turtle模塊的功能有更為直觀的體會(huì)。在教學(xué)中將生活中的畫畫與Python中畫畫聯(lián)系起來，使學(xué)生有一個(gè)循序漸進(jìn)、自我知識(shí)建構(gòu)的過程。通過聯(lián)系生活中畫畫的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。如：編程畫花朵，有的學(xué)生還是不進(jìn)行實(shí)踐，懶得動(dòng)手，這樣只是想明白了，不落實(shí)到實(shí)際操作，很不利于學(xué)生能力的提升，我鼓勵(lì)一些學(xué)生模仿導(dǎo)學(xué)案寫代碼，這樣也能享受到寫完代碼運(yùn)行成功的樂趣，在解決畫花朵問題的過程中學(xué)生可以獨(dú)立思考、小組合作。通過完成任務(wù)，培養(yǎng)動(dòng)手能力、邏輯思維能力，激發(fā)學(xué)生使用Python進(jìn)行編程的興趣。

六、課前準(zhǔn)備充分，課中承上啟下，內(nèi)容生動(dòng)實(shí)際，增加學(xué)生的成就感。在充分掌握學(xué)情的基礎(chǔ)上，在課堂容量設(shè)計(jì)中要留有余地，在教學(xué)組織設(shè)計(jì)中要有引導(dǎo)性，在教學(xué)過程中要寓教于樂。如在學(xué)習(xí)條件控制if...else語句教學(xué)時(shí)，事先準(zhǔn)備好本節(jié)課的教學(xué)資料，將上課要用到的Python基礎(chǔ)知識(shí)和編程中要運(yùn)用到的素材和幫助材料發(fā)給學(xué)生，便于學(xué)生自學(xué)使用，對(duì)所學(xué)內(nèi)容先有一個(gè)初步了解。課前再將計(jì)算2個(gè)商品總價(jià)格的不完整程序發(fā)給學(xué)生，讓學(xué)生補(bǔ)齊，這樣即是對(duì)上節(jié)課學(xué)習(xí)內(nèi)容的復(fù)習(xí)鞏固，也是對(duì)學(xué)情的一個(gè)充分了解，同時(shí)這個(gè)程序也用于后續(xù)if語句的學(xué)習(xí)當(dāng)中。課中學(xué)生從“判斷密碼正誤”，拓展到“比較兩個(gè)數(shù)的大小”，再聯(lián)系生活實(shí)際到自己“當(dāng)老板收銀”，再到策劃促銷打折手段，計(jì)算打折價(jià)格……把一個(gè)簡單枯燥的程序，轉(zhuǎn)變成比較感興趣的網(wǎng)購結(jié)算程序，由淺入深，有助于培養(yǎng)學(xué)生堅(jiān)強(qiáng)的意志和敢于挑戰(zhàn)創(chuàng)新的能力。

總之，學(xué)習(xí)Python編程，需要學(xué)生從基礎(chǔ)語句開始，慢慢讓他們更深入了解Python語言的更多語句格式和巧妙用法。對(duì)書中的每一章節(jié)，我們都要對(duì)將要講述的語句和函數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的講解，同時(shí)還要設(shè)計(jì)一些拓展練習(xí)和思考題，讓他們?nèi)?shí)踐，對(duì)語句和函數(shù)就會(huì)有更深刻的理解。在我看來，學(xué)習(xí)Python的最大動(dòng)力其實(shí)是興趣。正如偉大的科學(xué)家愛因斯坦所說：“興趣是最好的老師”。只有對(duì)編程具有濃厚的興趣，才會(huì)有學(xué)習(xí)動(dòng)力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]Python 教程四川教育出版社2020年

[2]Python破冰人工智能從入門到實(shí)戰(zhàn)

[3]李金 編程基礎(chǔ)、科學(xué)計(jì)算及數(shù)據(jù)分析 北京機(jī)械工業(yè)出版社2018

[4]李博文 Python編程應(yīng)用挑戰(zhàn)賽 小棧AI教育研究中心