樹莓派Python編程在中職計算機教學(xué)中的運用

陸登

摘要：在職業(yè)教育體系中，計算機相關(guān)專業(yè)的職業(yè)化教學(xué)逐漸成為產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要教學(xué)成果之一。在計算機課程體系中，編程教學(xué)占據(jù)較大比重，培養(yǎng)中職學(xué)生的編程技能能夠有效提升就業(yè)率。隨著大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷創(chuàng)新發(fā)展，面向社會生產(chǎn)生活的編程教學(xué)逐漸形成獨有的教育模式。在不同行業(yè)領(lǐng)域中，計算機應(yīng)用專業(yè)人才的培養(yǎng)逐漸傾向于實踐應(yīng)用技能的方向，因此針對中職院校中計算機教學(xué)相關(guān)現(xiàn)狀，結(jié)合樹莓派和Python編程教學(xué)過程，深入探究中職計算機編程教學(xué)過程中存在的實際問題，并從不同角度探討樹莓派Python編程在中職計算機教學(xué)中的具體應(yīng)用策略。

關(guān)鍵詞：樹莓派;Python編程;中職;計算機教學(xué)

中圖分類號：G642? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）20-0208-03

在互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)中，編程開發(fā)技術(shù)是推進行業(yè)發(fā)展的核心手段之一，在培養(yǎng)計算機專業(yè)人才的過程中，需要將其理論能力和項目實踐能力有機統(tǒng)一，逐步完善計算機知識體系，熟練掌握編程開發(fā)技能，根據(jù)學(xué)生不同發(fā)展方向，有針對性和選擇性地進行計算機編程教學(xué)。計算機專業(yè)課程需要中職學(xué)生熟練掌握英語、數(shù)學(xué)、物理等相關(guān)基礎(chǔ)知識，逐步形成計算機思維模式，訓(xùn)練學(xué)生的項目實踐能力和管理能力。計算機編程不僅涵蓋計算機組成原理、算法設(shè)計、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等相關(guān)內(nèi)容，還需要學(xué)生充分理解面向?qū)ο?、面向服?wù)等不同類別的編程思想，對不同高級編程語言的核心思維模式進行拓展與延伸。中職計算機專業(yè)教學(xué)是融合不同學(xué)科領(lǐng)域類別的集大成者，因此需要專業(yè)教師充分重視中職學(xué)生的編程實踐過程，根據(jù)學(xué)生實際能力水平進行分層次編程教學(xué)。

1 樹莓派概述

樹莓派是一種微型編程工具，能夠在編程教育行業(yè)廣泛應(yīng)用，樹莓派可以承載不同編程語言的程序設(shè)計方法，被很多教育學(xué)者稱為微型計算機[1]。樹莓派可以將模擬電路和數(shù)字電路進行集成，基本具備筆記本電腦的大部分功能。樹莓派作為教育編程較為簡易的教學(xué)工具之一，在中小學(xué)以及職業(yè)教育中的應(yīng)用非常廣泛[2]。樹莓派具備計算機中的基本組成結(jié)構(gòu)，具有操作系統(tǒng)，還有輸入輸出接口，可以聯(lián)網(wǎng)操作，能夠承載基本數(shù)據(jù)信息輸入和輸出功能。樹莓派的使用方法較為簡單，方便易學(xué)，非常適合不具備深厚編程基礎(chǔ)的學(xué)生群體學(xué)習(xí)編程語言設(shè)計內(nèi)容[3]。樹莓派的元器件可以引發(fā)學(xué)生的好奇心，充分發(fā)揮學(xué)生的想象力，在某種編程語言的教學(xué)過程中，充分利用樹莓派的獨特編程優(yōu)勢，實現(xiàn)不同功能的編程設(shè)計內(nèi)容。樹莓派的本質(zhì)是承載信息處理的平臺，因此對計算機最基本單元的編程設(shè)計，可以協(xié)助學(xué)生理解計算機組成原理以及操作系統(tǒng)作業(yè)流程原理[4]。在編程設(shè)計過程中，學(xué)生可以深入挖掘計算機編程的獨特魅力，有效提升抽象邏輯思維能力和培養(yǎng)編程思維模式。此外，樹莓派還可以在嵌入式系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)、移動設(shè)備中進行應(yīng)用，在計算機教學(xué)過程中，樹莓派具有損耗小利用率高的獨特優(yōu)勢。在培養(yǎng)具有計算機應(yīng)用能力的專業(yè)型人才過程中，樹莓派能夠提供良好的編程環(huán)境。

2 Python編程概述

Python語言在互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)中，具有資源收集、數(shù)據(jù)分析以及自動化辦公的獨特優(yōu)勢，因此中小學(xué)和職業(yè)教育院校紛紛開展Python編程課程教學(xué)。Python編程對沒有任何計算機編程語言基礎(chǔ)的學(xué)生非常友好，簡單易學(xué)易懂，操作界面也非常簡潔，能夠?qū)崿F(xiàn)跨平臺編程設(shè)計，還能夠?qū)崿F(xiàn)多類功能[5]。Python語言在各行業(yè)領(lǐng)域的表現(xiàn)都非常卓越，能夠?qū)崿F(xiàn)信息抓取、數(shù)據(jù)分析、智能推薦等多項功能。隨著Python語言的不斷創(chuàng)新發(fā)展，其在Web應(yīng)用開發(fā)、自動化運維、人工智能、網(wǎng)絡(luò)爬蟲、科學(xué)計算以及游戲開發(fā)等多個領(lǐng)域表現(xiàn)卓越，并且隨著當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)時代的技術(shù)更新，Python庫函數(shù)功能的不斷拓展，能夠讓更多學(xué)生掌握和理解Python編程技巧[6]。不同于其他高級編程語言，學(xué)生在學(xué)習(xí)Python編程的過程中，只需要記憶少量的編程規(guī)則和數(shù)據(jù)處理規(guī)則，調(diào)用功能函數(shù)庫即可完成編程，簡單易學(xué)操作簡潔，逐漸成為編程人員地首選語言之一。此外，由于Python語言能夠?qū)崿F(xiàn)多平臺編程設(shè)計，在不同支撐軟件和計算機系統(tǒng)中進行高效應(yīng)用，進一步實現(xiàn)編程功能的拓展，因此Python語言可以做到深度挖掘計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，將復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理過程簡易化，充分利用人工智能、大數(shù)據(jù)、深度學(xué)習(xí)框架的獨特應(yīng)用優(yōu)勢，實現(xiàn)高效率編程設(shè)計功能和數(shù)據(jù)處理[7]。此外，Python編程能夠培養(yǎng)與訓(xùn)練學(xué)生的計算機思維模式，將具象化的社會實踐問題轉(zhuǎn)化為抽象的計算機編程問題，達到程序化設(shè)計效果。

3 中職計算機編程教學(xué)中的問題

3.1 理論與實踐脫節(jié)

中職院校需要著重培養(yǎng)專業(yè)技能型計算機人才，但是很多中職學(xué)校由于教學(xué)資源的匱乏，導(dǎo)致理論教學(xué)與實踐操作脫節(jié)。很多計算機專業(yè)教師只能根據(jù)課本內(nèi)容帶領(lǐng)學(xué)生進行編程，學(xué)生只能按部就班地敲代碼，不會獨立思考和分析編程問題的解決方案[8]。在計算機編程教學(xué)過程中，專業(yè)教師只能將傳統(tǒng)的順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)的相關(guān)編程理論利用編程軟件實現(xiàn)一對多的教學(xué)，不能做到根據(jù)學(xué)生的編程基礎(chǔ)能力有選擇性地進行理論實踐的結(jié)合。很多中職院校的計算機學(xué)生在課堂中跟隨教師編程時，認(rèn)為自己已經(jīng)學(xué)會某項技能，但是在課余時間并不能利用碎片化時間進行編程練習(xí)，教師也不引導(dǎo)學(xué)生進行編程項目實踐，將編程教學(xué)過程逐步抽象化理論化，不利于學(xué)生掌握編程技能。此外，理論與實踐脫節(jié)，是職業(yè)教育中比較普遍的現(xiàn)象之一，計算機專業(yè)技能需要將實踐環(huán)節(jié)的權(quán)重逐步提升。

3.2 無法激發(fā)創(chuàng)新能力

傳統(tǒng)編程教學(xué)方式無法充分激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和學(xué)習(xí)潛力，學(xué)生只會在課堂中執(zhí)行編程軟件，跟隨教師的步伐輸入代碼并執(zhí)行結(jié)果，并不能明確編程設(shè)計原理，在獨立實驗中無法做到迅速反應(yīng)，也不能根據(jù)實驗?zāi)繕?biāo)創(chuàng)新設(shè)計實驗內(nèi)容[9]。計算機行業(yè)需要學(xué)生充分利用創(chuàng)新能力，根據(jù)相關(guān)專業(yè)知識，對編程設(shè)計環(huán)節(jié)進行創(chuàng)新，但是現(xiàn)今很多中職學(xué)校的計算機學(xué)生仍然只會照搬照抄的編程方式，不能激發(fā)創(chuàng)新思維能力。中職學(xué)生的創(chuàng)新能力需要專業(yè)教師采用創(chuàng)新教學(xué)設(shè)計方式，在創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境時，充分挖掘?qū)W生的創(chuàng)新潛力。但是如今很多職業(yè)教育的缺陷是照本宣科式專業(yè)教學(xué)，無法通過日常教學(xué)活動引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，因此學(xué)生無法發(fā)揮創(chuàng)新思維能力，不能深層次理解計算機編程的奧義。此外，由于職業(yè)教育的特殊性，理論學(xué)習(xí)和實踐應(yīng)用的權(quán)重不同，很多學(xué)生對理論學(xué)習(xí)并不感興趣，但是教師并不能充分利用實踐創(chuàng)新設(shè)計方式，提升學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。