高中信息技術(shù)教學(xué)活動中編程Python語言應(yīng)用的探索

摘 要：隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展，編程已經(jīng)成為信息技術(shù)課程中的重要內(nèi)容之一，對學(xué)生未來的發(fā)展具有積極的推動作用。為此，在高中信息技術(shù)教學(xué)中，教師要借助有效的課堂教學(xué)助力學(xué)生編程思維成長，綜合考慮Python語言的特點(diǎn)完成教學(xué)設(shè)計(jì)，指引學(xué)生在理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上完成實(shí)踐操作，深刻感受編程學(xué)習(xí)的魅力，使他們在教師的引領(lǐng)下不斷提升信息素養(yǎng)，掌握實(shí)用的信息技能，從而有效推動高中信息技術(shù)課的持續(xù)健康發(fā)展?；诖?，文章從當(dāng)前高中信息技術(shù)教學(xué)中存在的問題、開展編程教學(xué)的積極意義、優(yōu)化編程Python語言應(yīng)用教學(xué)的對策三個層面展開論述，希望能為高中信息技術(shù)教學(xué)模式的調(diào)整提供參考。

關(guān)鍵詞：高中；信息技術(shù)；編程能力；Python語言

作者簡介：馬靜（1984—），女，江蘇省淮安市漣水縣第一中學(xué)。

對于高中階段的學(xué)生來說，學(xué)習(xí)信息技術(shù)不僅應(yīng)掌握基礎(chǔ)知識，還應(yīng)深入探索理論和技術(shù)的深層次內(nèi)容，這有助于學(xué)生體會信息技術(shù)的應(yīng)用價值，不斷提升自身的信息技能。在具體的教學(xué)活動中，引入Python編程教學(xué)是一個有效策略。Python語言語法簡潔、表達(dá)清晰，能夠滿足高中生的認(rèn)知需求。同時，Python庫中的豐富功能能幫助學(xué)生開闊學(xué)習(xí)視野，引導(dǎo)他們進(jìn)行由淺入深的探究學(xué)習(xí)。通過學(xué)習(xí)Python語言，學(xué)生能夠構(gòu)建更加系統(tǒng)完整的學(xué)科知識體系，提高實(shí)踐操作能力，逐步成長為社會所需的新型人才。

一、高中信息技術(shù)Python程序設(shè)計(jì)語言教學(xué)概述

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，由荷蘭計(jì)算機(jī)程序員吉多·范羅蘇姆（Guido van Rossum）于1989年設(shè)計(jì)提出。作為TIOBE編程語言排行榜上的常客，Python以其簡單性、免費(fèi)開源和可移植性等特點(diǎn)，成為最受歡迎的程序設(shè)計(jì)語言之一。在高中階段學(xué)習(xí)Python，能夠有效提升學(xué)生的信息素養(yǎng)。

然而，高中學(xué)生在學(xué)習(xí)Python時面臨多重挑戰(zhàn)。首先，由于時間有限，學(xué)生很難在短期內(nèi)完全掌握Python的基礎(chǔ)知識和原理［1］。其次，Python是一種編程語言，與英語學(xué)科之間有著明顯差異，但是高中生往往會把這兩者聯(lián)系起來，使教學(xué)工作受到阻礙。此外，盡管市面上有許多Python學(xué)習(xí)軟件，但這些軟件往往過于注重目標(biāo)導(dǎo)向，可能導(dǎo)致學(xué)生在操作過程中產(chǎn)生畏難情緒，從而影響其對Python的興趣。

具體來說，為了確保高中階段學(xué)生編程技能的有效培養(yǎng)，教師需要精心選擇教學(xué)內(nèi)容，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)Python語言基本用法以及常規(guī)的邏輯思維和計(jì)算思維。在必修部分，教學(xué)重點(diǎn)應(yīng)放在算法概念、算法特征、算法的基本結(jié)構(gòu)及流程圖、數(shù)據(jù)的基本類型、常量、變量、輸入與輸出函數(shù)、range（ ）函數(shù)、算術(shù)運(yùn)算符、關(guān)系運(yùn)算符、單分支結(jié)構(gòu)、雙分支結(jié)構(gòu)、多分支結(jié)構(gòu)、列表、for循環(huán)、while循環(huán)、自定義函數(shù)、簡單模塊的使用、數(shù)值計(jì)算、非數(shù)值計(jì)算、枚舉算法、迭代算法、遞歸函數(shù)等內(nèi)容上。而在選修部分，則可以涉及Python硬件編程、常用擴(kuò)展庫、數(shù)據(jù)挖掘與分析等高級內(nèi)容。

二、當(dāng)前高中信息技術(shù)教學(xué)中存在的問題

（一）對Python教學(xué)的重視度不足

在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的今天，現(xiàn)代化信息技術(shù)已經(jīng)被廣泛地運(yùn)用到人們?nèi)粘Ｉ詈蜕a(chǎn)的各個領(lǐng)域，而信息技術(shù)教學(xué)的重要性也逐漸被大家認(rèn)可。但在我國，高中階段信息技術(shù)教學(xué)仍受到傳統(tǒng)觀念和高考壓力的限制，部分教師、家長和學(xué)生由于過分關(guān)注高考成績，往往忽視了信息技術(shù)的學(xué)習(xí)。即便新高考方案將技術(shù)科目（含信息技術(shù)）納入學(xué)業(yè)水平測試范圍，但不少學(xué)生仍將其視為次要科目，只學(xué)習(xí)了表面和基礎(chǔ)的理論知識，特別是在Python編程方面，因?yàn)橄嚓P(guān)課程缺乏足夠的關(guān)注和課時，很多學(xué)生選擇放棄深入學(xué)習(xí)。此外，一些高中學(xué)校在安排課程時往往為高考科目預(yù)留更多復(fù)習(xí)時間，導(dǎo)致信息技術(shù)課時減少，甚至被其他課程占用，這進(jìn)一步削弱了學(xué)生對信息技術(shù)課程的學(xué)習(xí)興趣和積極性，影響了教學(xué)質(zhì)量。

（二）教學(xué)模式過于落后且保守

在高中信息技術(shù)教學(xué)中，一些教師通常采用填鴨式的教學(xué)方法，主要關(guān)注學(xué)業(yè)水平測試的通過率，使得學(xué)生處于被動接受知識的狀態(tài)。這種單向的教學(xué)方式難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，甚至可能導(dǎo)致學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)心理。信息技術(shù)作為一門實(shí)踐性強(qiáng)的學(xué)科，理論知識與實(shí)際操作的結(jié)合尤為重要。但部分學(xué)校缺乏足夠的硬件設(shè)施，學(xué)生缺乏實(shí)際操作的機(jī)會，這不僅不利于培養(yǎng)他們的動手能力，也難以提升他們的信息技術(shù)核心素養(yǎng)。

（三）課題內(nèi)容更新慢

隨著信息時代的到來，信息技術(shù)可謂日新月異，而高中信息技術(shù)教材中的Python編程教學(xué)內(nèi)容相對較少，且更新的速度跟不上時代發(fā)展步伐，導(dǎo)致學(xué)生接觸編程知識的機(jī)會有限，難以將教材中的知識與社會實(shí)踐相結(jié)合。信息技術(shù)課程的發(fā)展與技術(shù)創(chuàng)新之間存在脫節(jié)的情況會阻礙教學(xué)質(zhì)量的提升。

三、優(yōu)化高中信息技術(shù)編程Python語言應(yīng)用教學(xué)的對策

（一）在創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境的過程中做好激趣準(zhǔn)備

對于初次接觸Python編程的高中學(xué)生而言，由于缺乏編程基礎(chǔ)，初期學(xué)習(xí)可能會顯得枯燥乏味。因此，教師在教學(xué)活動中應(yīng)重視激發(fā)學(xué)生的興趣，充分發(fā)揮情境創(chuàng)設(shè)的優(yōu)勢，直觀地為學(xué)生展示Python語言的趣味性以及多功能性，改變學(xué)生對編程的看法，調(diào)動其學(xué)習(xí)的積極性和主動性。

例如，在教授Python的第一節(jié)課上，教師可以結(jié)合課題特點(diǎn)，運(yùn)用現(xiàn)代化技術(shù)工具，如多媒體，展示幾個簡單的Python程序，完成教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)。如引入海龜畫圖模塊，讓學(xué)生親身體驗(yàn)編程的樂趣。教師可以根據(jù)學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)，隨機(jī)選擇一名或兩名學(xué)生上臺進(jìn)行程序編寫的展示，要求學(xué)生用Python繪制基本圖形（如三角形、正方形、圓形等），并通過大屏幕展示程序運(yùn)行的結(jié)果（見圖1）。這種編程與畫圖結(jié)合的方式，能讓學(xué)生快速把注意力集中到課堂上，產(chǎn)生知識探究的欲望。

在此基礎(chǔ)上，教師可引導(dǎo)學(xué)生基于所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行深入思考，鼓勵他們提出創(chuàng)新的想法，并嘗試通過編程實(shí)現(xiàn)這些創(chuàng)意。這樣的教學(xué)方法能有效吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)他們對Python編程的深入探索興趣，從而為高中信息技術(shù)課程教學(xué)打開一扇新的大門。

（二）以實(shí)際案例為載體強(qiáng)化學(xué)生的認(rèn)知

教師需要引導(dǎo)學(xué)生將理論知識應(yīng)用于實(shí)際操作中。對此，采用案例教學(xué)法是非常有效的。通過深入分析、對比展示和流程分解等方法，教師可以幫助學(xué)生理解Python編程的基本流程和思維方式［2］。

例如，在教授“2.3周而復(fù)始的循環(huán)”這一課時，教師首先應(yīng)詳細(xì)講解循環(huán)的基礎(chǔ)知識，并引導(dǎo)學(xué)生理解計(jì)算機(jī)對程序語言的識別和處理方式，為學(xué)生編寫程序奠定基礎(chǔ)（如圖2）。

在這一過程中，教師可提出問題，讓學(xué)生借助Python編程語言編寫代碼，如編寫計(jì)算1到100的累加和、1到100內(nèi)的奇數(shù)和以及1到100內(nèi)的偶數(shù)和等程序，這些任務(wù)可以通過for語句和while語句來實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而引申出更多類似的編程問題，如求n的階乘、求階乘和、輸出1到100內(nèi)6的倍數(shù)和輸出1到100內(nèi)非9的倍數(shù)且不含9的數(shù)等。

通過這些具體的編程實(shí)踐，學(xué)生不僅可以準(zhǔn)確理解Python語言中的計(jì)算思維和循環(huán)思維，還可以加深對Python語言基礎(chǔ)知識和結(jié)構(gòu)類型的掌握。最后，教師應(yīng)留出充足的時間讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐操作，使其對循環(huán)結(jié)構(gòu)程序進(jìn)行全面學(xué)習(xí)。在經(jīng)典案例中展示編程的功能，有助于培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維、循環(huán)思維和邏輯思維，從而加深他們對Python程序流程的理解。

（三）結(jié)合項(xiàng)目流程引導(dǎo)學(xué)生在做中學(xué)

在高中信息技術(shù)課堂上，對于Python編程教學(xué)，教師應(yīng)將重點(diǎn)放在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力上。教師可以通過項(xiàng)目驅(qū)動的方法，讓學(xué)生在實(shí)際操作中學(xué)習(xí)編程技巧，提升應(yīng)用能力。結(jié)合項(xiàng)目設(shè)計(jì)引導(dǎo)學(xué)生初步了解軟件項(xiàng)目開發(fā)流程，能有效提升他們的信息技術(shù)素養(yǎng)。

例如，在教授“編程計(jì)算”單元時，教師可以圍繞程序語言中的函數(shù)模型和結(jié)構(gòu)邏輯等內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。通過將重難點(diǎn)進(jìn)行細(xì)分，引導(dǎo)學(xué)生在具體的學(xué)習(xí)任務(wù)中深化對理論知識的理解和記憶。在實(shí)踐操作中，教師要鼓勵學(xué)生反思學(xué)習(xí)中的不足，并及時查缺補(bǔ)漏，真正達(dá)到在做中學(xué)的教學(xué)目標(biāo)。舉例來說，教師可以利用多媒體技術(shù)展示《三國演義》的文本，引入學(xué)習(xí)項(xiàng)目——使用編程算法找出文稿中的高頻詞匯。在這個過程中，教師首先要引導(dǎo)學(xué)生分析問題，明確已知條件（文本文件《三國演義》），求解目標(biāo)（找出出現(xiàn)次數(shù)最多的20個詞匯），并探討適用的算法。這樣一來，學(xué)生就可以快速理清項(xiàng)目設(shè)計(jì)的流程，并思考如何運(yùn)用編程的優(yōu)勢解決現(xiàn)實(shí)問題。當(dāng)學(xué)生在建模過程中遇到問題時，教師要及時給予點(diǎn)撥和指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生查漏補(bǔ)缺，讓他們在做中學(xué)，在學(xué)中做，從而促進(jìn)他們信息素養(yǎng)的持續(xù)提升。

（四）通過在線測評幫助學(xué)生提高綜合能力

在信息技術(shù)課程中，教師除了教授理論知識，還應(yīng)重視培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力。為此，教師可以通過在線測評的形式找出學(xué)生在學(xué)習(xí)活動中的優(yōu)勢和不足，并提供相應(yīng)的指導(dǎo)和反饋，確保學(xué)生能夠?qū)ψ约旱膶W(xué)習(xí)過程進(jìn)行反思，把握Python語言學(xué)習(xí)的規(guī)律，從而實(shí)現(xiàn)培育學(xué)生綜合能力的教學(xué)目標(biāo)［3］。

例如，在教授“Python語言”這一課程時，在學(xué)生學(xué)習(xí)變量、運(yùn)算符、賦值語句等概念后，教師可以為學(xué)生布置借助Python語言編程進(jìn)行名片制作的項(xiàng)目活動。在這個過程中，學(xué)生需要分析項(xiàng)目的運(yùn)行流程，實(shí)現(xiàn)輸入、存儲和打印信息等功能，靈活運(yùn)用input（ ）和print（ ）等函數(shù)。當(dāng)學(xué)生完成實(shí)踐操作之后，教師要結(jié)合任務(wù)特點(diǎn)完成對學(xué)生學(xué)習(xí)成果的檢測和評價，分析學(xué)生能否靈活運(yùn)用Python語言解決實(shí)際問題，以及學(xué)生在編程過程中的邏輯思維發(fā)展。這種方法可以促使學(xué)生進(jìn)行自主探索，幫助他們在解決問題的過程中獲得成就感，同時在教師的點(diǎn)撥和啟發(fā)下發(fā)現(xiàn)自己在學(xué)習(xí)中存在的不足，及時彌補(bǔ)知識漏洞。學(xué)生在多樣的測評中完成反思和總結(jié)，優(yōu)化學(xué)習(xí)方法，能夠在逐步深入的學(xué)習(xí)過程中獲得長遠(yuǎn)發(fā)展，最終成為社會所需的復(fù)合型人才。

總而言之，在信息技術(shù)飛速發(fā)展的時代背景下，對學(xué)生信息素養(yǎng)的培育越來越重要，這也推動了高中信息技術(shù)課程地位的提升。在具體的教學(xué)活動中，教師需要綜合考慮信息技術(shù)課程的特點(diǎn)和學(xué)生的發(fā)展需求，精心制訂教學(xué)計(jì)劃和策略。特別是在Python編程語言的教學(xué)中，教師應(yīng)充分考慮其技術(shù)性特點(diǎn)，掌握有效的教學(xué)方法和技巧，在課程設(shè)置、內(nèi)容規(guī)劃、實(shí)踐方案設(shè)計(jì)等方面做好充分準(zhǔn)備。教師還需在日常教學(xué)中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，深入探索Python教學(xué)的內(nèi)涵，借助多樣化的教學(xué)手段優(yōu)化對學(xué)生編程思維的培育，指引學(xué)生在教學(xué)實(shí)踐中查漏補(bǔ)缺，加強(qiáng)對理論知識的消化和吸收，有效提高學(xué)生的信息技術(shù)水平，從而推動高中信息技術(shù)教學(xué)持續(xù)健康發(fā)展。

［參考文獻(xiàn)］

楊莉莉.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］.裝備維修技術(shù)，2020（2）：12-13.

黃強(qiáng).“智能+”時代高中信息技術(shù)教與學(xué)的思考：以Python語言教學(xué)為例［J］.教育信息技術(shù)，2020（4）：31-34.

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