高中信息技術(shù)Python語言編程教學(xué)實(shí)踐

周彩萍

● Python語言編程教學(xué)思路

1.層次設(shè)計(jì)

高中階段的學(xué)生大多未接觸過Python語言，所以教師在教學(xué)中要注重對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行分析，做好高效化的層次設(shè)計(jì)。首先要做好語言基本特征分析，將基本特征劃分為編程基礎(chǔ)、生態(tài)圈部分。編程基礎(chǔ)主要是提升學(xué)生編程能力，要讓學(xué)生掌握程序設(shè)計(jì)語言基礎(chǔ)知識，如數(shù)據(jù)類型、運(yùn)算符、表達(dá)式、基本語句和常用函數(shù)、三類程序設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)等。其中，Python生態(tài)圈是運(yùn)用第三方函數(shù)數(shù)據(jù)庫實(shí)施有效編程，這是Python語言和其他編程語言最大的區(qū)別。在當(dāng)前的高中信息技術(shù)教學(xué)中，常見的必修課程主要是編程基礎(chǔ)學(xué)習(xí)，生態(tài)圈相關(guān)學(xué)習(xí)內(nèi)容主要是作為學(xué)生選修課，讓學(xué)生能結(jié)合自身興趣進(jìn)行持續(xù)深入發(fā)展。

2.內(nèi)容分化

在高中信息技術(shù)教學(xué)中，Python語言教學(xué)內(nèi)容可劃分為不同部分：第一部分主要以基礎(chǔ)概念理論內(nèi)容為主體，要求學(xué)生掌握變量、常量、數(shù)據(jù)類型的基本概念與內(nèi)涵，認(rèn)識運(yùn)算符、表達(dá)式、常用函數(shù)的主要作用及正確的書寫格式。第二部分以程序思維以及編程基礎(chǔ)能力為主要教學(xué)內(nèi)容，主要包含計(jì)算機(jī)語言理解和設(shè)計(jì)、簡單算法、語言順序選擇循環(huán)三種結(jié)構(gòu)語言應(yīng)用方法等。第三部分是整合大數(shù)據(jù)以及人工智能的主要內(nèi)容，深入探究Python語言，為學(xué)生信息技術(shù)編程思維實(shí)施有效引導(dǎo)。

3.實(shí)踐課程

除了對理論知識展開教學(xué)，教師還要注重對學(xué)生編程語言實(shí)踐應(yīng)用能力進(jìn)行培養(yǎng)，因此在教學(xué)中教師要做好實(shí)踐課程教學(xué)設(shè)計(jì)。教師不僅要注重指導(dǎo)學(xué)生分析各項(xiàng)問題，掌握設(shè)計(jì)算法、編輯程序、調(diào)試程序設(shè)計(jì)與規(guī)劃等計(jì)算機(jī)解決問題的完整過程，還要注重對學(xué)生結(jié)果評估與分析能力進(jìn)行培養(yǎng)。

● Python語言編程教學(xué)實(shí)踐策略

1.創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

大部分高中學(xué)生對編程了解較少，在學(xué)習(xí)理論知識時會感到枯燥乏味，缺少學(xué)習(xí)興趣。所以，教師在組織教學(xué)活動時，應(yīng)設(shè)計(jì)簡單有趣的操作任務(wù)，為學(xué)生展示Python語言的趣味性以及編程多樣化功能，讓其對Python有新的認(rèn)識，并促使他們轉(zhuǎn)變對編程的看法，產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣。例如，在講“遞歸”算法時，筆者用“漢諾塔”游戲引入。游戲的形式激發(fā)了學(xué)生的興趣，學(xué)生通過玩游戲，能更直觀地分析問題、設(shè)計(jì)算法，為后面的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。在教學(xué)Python語言時，教師還可以為學(xué)生展示幾個相對簡單的、有趣的Python語言程序，或者通過編程軟件基于Python語言快速編寫幾個程序。通過相對簡單的畫面呈現(xiàn)，或通過數(shù)字變換方式進(jìn)行操作，能讓學(xué)生感受到趣味化學(xué)習(xí)的樂趣。筆者在教學(xué)中還采取隨機(jī)抽取學(xué)生上講臺的方式，讓學(xué)生修改代碼、編寫部分程序、運(yùn)行調(diào)試等，對學(xué)生進(jìn)行針對性指導(dǎo)。同時，在大屏幕上集中展示小程序運(yùn)行成效，如運(yùn)用賦值語句交換數(shù)字、Python打印簡單圖形等，突出展示效果，便于學(xué)生在課堂教學(xué)中能時刻集中注意力，激發(fā)良好的學(xué)習(xí)欲望。

2.加強(qiáng)實(shí)踐案例，強(qiáng)化學(xué)生認(rèn)知

在學(xué)生學(xué)習(xí)興趣被激發(fā)之后，教師要為學(xué)生適度補(bǔ)充相應(yīng)的理論知識，并鼓勵其進(jìn)行實(shí)踐。在此過程中，教師要合理運(yùn)用案例教學(xué)法，通過深入分析、對比展示、流程劃分等方式讓學(xué)生掌握Python語言編程思維。在教學(xué)中，要讓學(xué)生認(rèn)識到計(jì)算機(jī)對程序語言的對應(yīng)識別方式，并能自行編寫程序。例如，在解決“設(shè)定從A到B市消耗的最短路程方案”這個問題時，可將人工設(shè)定方案與計(jì)算機(jī)應(yīng)用方案進(jìn)行對比，便于學(xué)生了解Python語言設(shè)計(jì)思維。要想提升學(xué)生人機(jī)交互意識與能力，教師在教學(xué)中還應(yīng)強(qiáng)化學(xué)生與計(jì)算機(jī)之間的思維對接，這樣才能使其全面認(rèn)識計(jì)算機(jī)語言交流的特征，讓學(xué)生獲取設(shè)計(jì)中的程序內(nèi)容。此外，在教學(xué)中還要以提升學(xué)生實(shí)踐操作能力為主要發(fā)展目標(biāo)，強(qiáng)化學(xué)生邏輯認(rèn)知、編程思維能力。例如，在選取循環(huán)、順序、選擇等不同語言結(jié)構(gòu)過程中，要基于不同案例展示學(xué)生邏輯思維，強(qiáng)化學(xué)生對不同結(jié)構(gòu)模型的創(chuàng)構(gòu)能力，使其能掌握Python語言編程設(shè)計(jì)的整體流程。

3.優(yōu)化項(xiàng)目流程，實(shí)現(xiàn)做中有學(xué)

在Python語言編程教學(xué)過程中，如何讓學(xué)生具有較強(qiáng)的實(shí)踐能力，是教學(xué)中的重難點(diǎn)。筆者認(rèn)為，可選用項(xiàng)目化教學(xué)法，在項(xiàng)目流程實(shí)施過程中引導(dǎo)學(xué)生掌握編程運(yùn)用的方法。編程學(xué)習(xí)難點(diǎn)是程序語言中涉及的函數(shù)模型、邏輯、結(jié)構(gòu)等內(nèi)容，可以選取分散難點(diǎn)的基本技巧，讓學(xué)生掌握基礎(chǔ)編程思維、編程結(jié)構(gòu)與編程函數(shù)，并在各類項(xiàng)目中實(shí)踐。例如，“漢諾塔”游戲（如下圖），把n個套圈借助B桿（過渡桿）從A桿（起始桿）移動到C桿（目標(biāo)桿），可以看成先把上面的n-1個套圈從A桿移動到B桿，再移動最下面的第n個套圈到C桿，最后把B桿上的n-1個套圈移到C桿;那么n-1個套圈如何完成從A桿移動到B桿？可以看成先把上面的n-2個套圈從A桿移動到C桿，再把第n-1個套圈移到B桿，最后把C桿上的n-2個套圈移到B桿，以此類推，反復(fù)移動，最終完成n個套圈的移動。學(xué)生在遇到比較復(fù)雜或者難以直接解決的問題時，可引導(dǎo)其嘗試把難點(diǎn)問題細(xì)化，把大問題拆分成幾個較小的問題，把復(fù)雜問題轉(zhuǎn)變?yōu)楹唵螁栴}，逐層分解，各個攻破，最終解決問題。

4.巧用錯誤資源，提高學(xué)習(xí)效率

雖說Python程序設(shè)計(jì)語言形式和結(jié)構(gòu)相對簡單，但學(xué)生在編寫程序時也難免出現(xiàn)各種錯誤。Python程序在運(yùn)行出錯時，會有相應(yīng)的語法錯誤提示。教師要及時利用好這些錯誤，演示不同學(xué)生不同的錯誤，并讓學(xué)生找錯誤、改錯誤，同時講解相應(yīng)的語法規(guī)則，培養(yǎng)學(xué)生糾錯的能力，進(jìn)而更好地掌握Python語言的語法規(guī)則。例如，通過Python打印圖形，要求打印10個*號（一行一個），可以在for循環(huán)中輸入print（“*”）語句，此時print語句應(yīng)該縮進(jìn)。如果學(xué)生print語句頂格輸入，運(yùn)行程序會發(fā)現(xiàn)只打印了一個*號，和實(shí)際要求不一致。這種情況往往是由語句格式導(dǎo)致的，print語句沒有反復(fù)執(zhí)行，即print語句沒有在for循環(huán)中運(yùn)行，通過這樣的問題可以讓學(xué)生深刻地體會“縮進(jìn)”和“對齊”的重要性。

● 結(jié)語

在Python語言編程教學(xué)中，教師要注重結(jié)合教學(xué)要求以及學(xué)生學(xué)習(xí)現(xiàn)狀做好教學(xué)規(guī)劃。在明確教學(xué)思路的基礎(chǔ)上，做好教學(xué)層次設(shè)計(jì)、內(nèi)容分化、實(shí)踐課程教學(xué)。在教學(xué)活動組織開展過程中，要靈活運(yùn)用相應(yīng)的教學(xué)技巧，注重做好課程設(shè)定、內(nèi)容規(guī)劃、任務(wù)設(shè)計(jì)、方案實(shí)踐等。積極創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，激發(fā)學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)興趣。融入實(shí)踐案例，強(qiáng)化學(xué)生學(xué)習(xí)認(rèn)知能力。優(yōu)化項(xiàng)目流程，確保學(xué)生在學(xué)習(xí)中能實(shí)現(xiàn)做中有學(xué)，鍛煉專項(xiàng)技能，全面提升編程思維與綜合信息素養(yǎng)。