人工智能背景下的Python教學(xué)策略研究

國(guó)威

摘要：隨著科技的進(jìn)步和發(fā)展，近年來(lái)人工智能逐步走進(jìn)人們的工作和生活視野，并形成一股智能化浪潮，人工智能的應(yīng)用在很多領(lǐng)域替代人完成了機(jī)械化、高危險(xiǎn)的工作?？v觀人工智能和Python編程語(yǔ)言未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，這兩者受到了社會(huì)各界的高度關(guān)注。Python編程語(yǔ)言具有跨平臺(tái)、語(yǔ)法簡(jiǎn)單、可移植等特點(diǎn)，現(xiàn)在越來(lái)越多的人群加入Python的學(xué)習(xí)中，確立了Python在人工智能領(lǐng)域中的重要地位。本文主要闡述人工智能發(fā)展與教育、Python編程語(yǔ)言的特點(diǎn)，以及人工智能背景下Python教學(xué)策略研究。

關(guān)鍵詞：人工智能;教學(xué)策略;Python

中圖分類號(hào)： TP18 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2020）31-0174-03

生產(chǎn)、生活、工作中融入了越來(lái)越多的人工智能產(chǎn)品，改變了原來(lái)的工作和生活模式。在工作中，規(guī)范了工作流程、提升了工作效率，將人力從重復(fù)的機(jī)械工作中抽離，去做更有意義的事情。在生活中，智能化設(shè)備的增加，提高了生活品質(zhì)。隨著各類人工智能化產(chǎn)品的誕生和應(yīng)用，對(duì)人們科學(xué)素養(yǎng)的要求也隨之提高，為了適應(yīng)社會(huì)的快速發(fā)展和滿足未來(lái)工作和生活的需要，人們要不斷學(xué)習(xí)新知識(shí)、新技術(shù)。全世界高度關(guān)注人工智能技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，有一些國(guó)家已將Python納入國(guó)民教育，我國(guó)也積極響應(yīng)了社會(huì)發(fā)展的需求，制定了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》、《高校人工智能教育創(chuàng)新計(jì)劃》等一系列政策和計(jì)劃。將Python引入了高校學(xué)科學(xué)習(xí)中，為人工智能發(fā)展提供戰(zhàn)略支持。

1 人工職能的發(fā)展與教育

人工智能是在計(jì)算機(jī)科學(xué)背景下誕生的一門新技術(shù)學(xué)科，用科學(xué)的方法和技術(shù)，對(duì)人類的智能進(jìn)行研究、模擬、延伸和擴(kuò)展，然后嵌入到硬件設(shè)備，對(duì)人類智能進(jìn)行模仿應(yīng)用。人工智能最早起源于古埃及，但在四十多年前才被正式提出，引起社會(huì)各界研究者們的廣泛關(guān)注，陸續(xù)開發(fā)出了許多智能化程序，但發(fā)展較為緩慢，相關(guān)的程序也是用于特定的設(shè)備或行業(yè)中。在早期，還分為強(qiáng)人工智能和弱人工智能，并將研究和應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行了細(xì)分：智能控制、航天應(yīng)用、經(jīng)濟(jì)學(xué)應(yīng)用、語(yǔ)言識(shí)別、圖像識(shí)別、自然語(yǔ)言處理等等。近些年，人工智能技術(shù)快速發(fā)展，智能化產(chǎn)品隨處可見(jiàn)，人工智能教育也應(yīng)運(yùn)而生。

眾所周知現(xiàn)階段的人工智能是在大數(shù)據(jù)和電子科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，被納入教育教學(xué)體系中僅有數(shù)十年。但涉及的教育范圍卻很廣，成人職業(yè)教育，高校、中小學(xué)校都設(shè)有相關(guān)課程，根據(jù)教育形式和受教育者年齡、學(xué)習(xí)目的不同，階段制定了不同的教學(xué)目標(biāo)。人工智能教育教學(xué)與其他科目相比，其教學(xué)經(jīng)驗(yàn)僅有數(shù)十年，所以教學(xué)模式、教學(xué)方法都還在逐步完善中。

2 Python編程語(yǔ)言的特點(diǎn)與背景

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，造就了21世紀(jì)人工智能的誕生，這一切都離不開各類編程語(yǔ)言，尤其是Python。排名前五的主流編程語(yǔ)依次為：Java、C、Python、C++、Basic，Python編程語(yǔ)言超過(guò)C++躋身前三，不難看出這個(gè)時(shí)代的計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言出現(xiàn)了面向?qū)ο蟮奶攸c(diǎn)。Python是20世紀(jì)90年代初期，由荷蘭人Guido van Rossum開發(fā)的開源、跨平臺(tái)移植的編程語(yǔ)言，該編程語(yǔ)言語(yǔ)法簡(jiǎn)單，通過(guò)代碼縮進(jìn)長(zhǎng)度劃分代碼塊，使代碼具有良好的可讀性（如段末的代碼片段）。能實(shí)現(xiàn)交互的編輯界面（Python—Shell）讓編程更具直觀性、交互性、趣味性。總體而言，Python語(yǔ)言的多維運(yùn)算模式簡(jiǎn)化了編程的內(nèi)容，降低了學(xué)習(xí)難度。再加上自身的可擴(kuò)展性、跨平臺(tái)移植性等特征，奠定了其可快速發(fā)展、廣泛應(yīng)用和學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。

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3 人工智能背景下的Python教學(xué)策略

當(dāng)前已是人工智能時(shí)代，為更好地開展Python程序設(shè)計(jì)教學(xué)，需要切合時(shí)代發(fā)展背景，面向大眾化，為各年齡層和專業(yè)學(xué)生、各行業(yè)工作者提供教學(xué)。不同階段的人學(xué)習(xí)Python的目的不一樣，基礎(chǔ)也不一樣，在制定教學(xué)策略需要綜合考慮。大部分人都是零編程基礎(chǔ)，缺乏代碼思維，在制定教學(xué)計(jì)劃和策略時(shí)，知識(shí)點(diǎn)要全面，教學(xué)難度要循序漸進(jìn)，演示法、試驗(yàn)法、場(chǎng)景法等具有直觀性的教學(xué)方式，可以更好幫助學(xué)生理解知識(shí)點(diǎn)，任務(wù)驅(qū)動(dòng)和項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)可以更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3.1 教學(xué)目標(biāo)

教學(xué)目標(biāo)是教師實(shí)施教學(xué)的方向，教學(xué)的實(shí)現(xiàn)也是考核教師教學(xué)能力的參照標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)在Python學(xué)習(xí)已經(jīng)不再是高校學(xué)生的特權(quán)，初高中學(xué)生、職場(chǎng)人士也紛紛開啟了Python學(xué)習(xí)熱潮，不同種類的學(xué)生，教學(xué)目標(biāo)不同。教師需要根據(jù)學(xué)生的特征制定教學(xué)計(jì)劃，幫助學(xué)生掌握Python編程語(yǔ)言的特點(diǎn)和編程語(yǔ)法、編程邏輯等，使其具有靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力，在工作或生活中實(shí)際運(yùn)用。Python教學(xué)針對(duì)不同人群，主要教學(xué)目標(biāo)和掌握的技能也不一樣，比如運(yùn)營(yíng)工作者，需要實(shí)現(xiàn)的教學(xué)目標(biāo)是大數(shù)據(jù)的抓取、分析、處理等;行政工作者，需要實(shí)現(xiàn)的教學(xué)目標(biāo)是數(shù)據(jù)、文檔的快速處理;軟件開發(fā)者的教學(xué)目標(biāo)，則是綜合、全面地學(xué)習(xí)Python編程語(yǔ)言的模塊、類、對(duì)象、語(yǔ)法、邏輯等，具備編寫各類程序的能力，尤其是人工智能時(shí)代下的軟件開發(fā)者，還需要儲(chǔ)備大數(shù)據(jù)、智能硬件等相關(guān)知識(shí)。無(wú)論哪類人群的教學(xué)，都要經(jīng)歷4個(gè)教學(xué)階段，每個(gè)階段都設(shè)有教學(xué)目標(biāo)，階段目標(biāo)細(xì)分為課節(jié)目標(biāo)。所以科學(xué)合理地制定教學(xué)目標(biāo)，對(duì)Python教學(xué)質(zhì)量十分重要。

3.2 任務(wù)驅(qū)動(dòng)與項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)混合教學(xué)