高中新課標(biāo)下Python課程對學(xué)生計算思維的培養(yǎng)

許露

揚州大學(xué)附屬中學(xué) 江蘇揚州 225007

高中階段是學(xué)生素質(zhì)教育的關(guān)鍵時期，各項課程的設(shè)計要以時代發(fā)展為步伐，充分將立德樹人理念融入素質(zhì)教育之中，更好地將課程設(shè)計與學(xué)生的思維相結(jié)合，促進學(xué)生的全面發(fā)展。因此，作為高中階段的信息技術(shù)教師，應(yīng)當(dāng)在課程開設(shè)過程中，積極地根據(jù)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展情況，緊密結(jié)合教育內(nèi)容，及時調(diào)整教育目標(biāo)，更好地達到新課改要求。當(dāng)前，在新課標(biāo)中已經(jīng)將Python編程語言融入了高中信息技術(shù)課程之中，這對于提升學(xué)生整體的計算思維具有重要的意義。作為教師，也要緊密結(jié)合Python編程語言的內(nèi)容，充分在課上讓學(xué)生提升數(shù)字化整合能力，有效培養(yǎng)計算思維。

1 計算思維概述

計算思維，是新課標(biāo)下學(xué)生在信息技術(shù)課程之中需要掌握的關(guān)鍵素養(yǎng)之一。通常而言，計算思維是人類在進行一系列活動過程中的總稱，其能夠靈活使用計算機相關(guān)的基礎(chǔ)概念來進行難題的求解以及行為的判定等各項活動，最終實現(xiàn)將復(fù)雜的問題逐漸簡化，成為便于解決的問題。在計算思維培養(yǎng)的過程中，主要在課程設(shè)置方面需要培養(yǎng)三大層次，分別是計算思維意識、計算思維方法以及計算思維能力。在信息技術(shù)課程之中，對于這三種層次需要在不同的階段進行循序漸進的講授，這樣才能更好地、有針對性地提升學(xué)生的整體計算思維能力。

隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，大數(shù)據(jù)時代下，計算思維在生活的方方面面都有所體現(xiàn)，尤其在IT行業(yè)之中，計算思維已經(jīng)被靈活使用在人工智能相關(guān)的程序之中。在高中信息技術(shù)課程之中，作為學(xué)生需要掌握四項關(guān)于計算思維的主要能力：一是信息處理能力。在學(xué)習(xí)之中能夠及時地對于各類數(shù)據(jù)進行收集、匯總，進行一定的判斷，同時也能夠做好信息的傳遞、數(shù)據(jù)的分享。二是計算思維能力。在日常學(xué)習(xí)中，能夠及時地將一些問題具體化，同時通過建模或者數(shù)據(jù)處理的方式進行問題的解決。三是數(shù)字學(xué)習(xí)能力。能夠在日常學(xué)習(xí)之中巧妙運用各大平臺的資源，進行數(shù)字資源的有效學(xué)習(xí)，實現(xiàn)個人技能的穩(wěn)步提升。四是秩序與預(yù)見能力。在使用計算方法獲取相關(guān)問題答案的過程中，能夠遵守虛擬世界以及現(xiàn)實世界中對于秩序的要求，可以在維護自身安全以及他人安全的前提下，對于潛在的問題進行預(yù)見，更加靈活地使用新技術(shù)解決未來的各項問題。

2 Python編程語言的發(fā)展

Python是現(xiàn)代程序設(shè)計發(fā)展過程中最受歡迎的設(shè)計語言之一。Python編程語言誕生于1989年，當(dāng)時著名的荷蘭設(shè)計者吉多范羅蘇姆為了更好地發(fā)現(xiàn)圣誕節(jié)的趣味，從而開發(fā)了一項腳本解釋程序。后期，隨著Python編程語言的不斷發(fā)展，其從最初用于編寫自動化腳本的初級程序，已經(jīng)逐漸發(fā)展為大型項目的開發(fā)程序。

Python編程語言與其他的編程語言有所不同，其從誕生至今得到了社會各界的廣泛關(guān)注，而且在日后的發(fā)展中不斷進行著革新。隨著時間的不斷發(fā)展，很多高校更是發(fā)現(xiàn)了Python在教學(xué)中的應(yīng)用價值，很多高校的教師紛紛將Python融入課程授課之中。通過相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前在美國前100名高校之中，已經(jīng)有七成以上的高校開設(shè)了Python編程課程。而在我國，針對Python課程的開設(shè)時間較晚，2013年，我國也逐漸開始在高中教育階段滲透Python編程課程。該課程也通過以點帶面的形式，被推廣到了我國廣大地區(qū)的高中之中。直到2018年，我國在新一輪的課程改革過程中，將Python應(yīng)用課程編入了高中新課標(biāo)之中。這也意味著國家對于Python課程的不斷關(guān)注，同時顯示了Python課程對于學(xué)生發(fā)展的重要作用。

3 Python在高中學(xué)生計算思維培養(yǎng)中的必要性

3.1 學(xué)生計算思維培養(yǎng)的輔助手段

隨著新課標(biāo)修改完成，Python課程被列入高中信息技術(shù)課程之中，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中從以往的基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)閷τ诔绦蛟O(shè)計知識的學(xué)習(xí)。該轉(zhuǎn)變能夠有效增強學(xué)生對于課程學(xué)習(xí)的專業(yè)性，提升計算思維能力。在新課標(biāo)修改過程中，國家明確指出，學(xué)生在計算思維培養(yǎng)過程中需要有效的輔助手段，而Python課程能夠有效運用數(shù)字化的工具感，幫助學(xué)生進行數(shù)字化學(xué)習(xí)，解決生活中的實際問題。同時還可以緊密結(jié)合計算機相關(guān)知識，做好課程內(nèi)容的了解，不斷培養(yǎng)學(xué)生解決問題的實踐能力。因此，Python課程的開設(shè)能夠有效成為學(xué)生計算思維培養(yǎng)的輔助手段，幫助學(xué)生更好地在日常學(xué)習(xí)過程中增強思維的靈活性。

3.2多元化的Python程序設(shè)計需求

在信息時代，Python程序設(shè)計語言能夠有效應(yīng)用到各類場景之中，并且設(shè)計語言非常簡單，還包含了豐富的第三方資源，能夠有效幫助學(xué)生在高中學(xué)習(xí)過程中輕松了解編程的方法以及提高編程的效率，更好地提升邏庫輯思維能力。隨著信息化的高速發(fā)展，程序設(shè)計已經(jīng)成為當(dāng)前人才所需要的必備技能。因此，高中學(xué)生對于Python程序的設(shè)計更是提升自身綜合能力的一種寫照。對著科技的快速發(fā)展，Python的運用已經(jīng)面向了各行各業(yè)，其使用價值不僅體現(xiàn)在日常生活的程序設(shè)計上，同時在高科技領(lǐng)域也應(yīng)用廣泛。因此，在教學(xué)過程中，教師需要加強對于Python課程教學(xué)的不斷創(chuàng)新，通過學(xué)習(xí)Python設(shè)計，幫助高中學(xué)生在未來的發(fā)展之中，順應(yīng)時代發(fā)展的潮流，為我國人工智能、航天航空等高新技術(shù)行業(yè)的發(fā)展，貢獻自己的一份力量，凸顯個人的價值。

3.3 高中課程與Python程序設(shè)計的契合性

在高中階段，由于Python程序設(shè)計課程較為簡化，能夠清晰地展現(xiàn)編程過程中的方方面面，以至于對于高中生而言，Python程序設(shè)計課程的學(xué)習(xí)能夠充分與高中階段的學(xué)習(xí)特點相匹配。并且，對Python程序設(shè)計的學(xué)習(xí)很多時候需要用到計算機語言，而此類語言與高中階段的英語學(xué)習(xí)是互通的，因此高中生在學(xué)習(xí)Python程序設(shè)計的過程中會顯得輕車熟路，更加容易上手，這便有效地幫助學(xué)生能夠更好、更加準(zhǔn)確地理解Python程序設(shè)計過程中的一些問題，更好地去解決實際的難處。因此，在高中課程中加入Python程序設(shè)計能夠有效實現(xiàn)課程與學(xué)生自身學(xué)習(xí)能力的匹配，增強學(xué)生自身的計算思維。

4 新課標(biāo)下高中Python課程優(yōu)化路徑

在高中信息技術(shù)課程之中，增強創(chuàng)新與實踐能力是該課程的主要目標(biāo)。因此，如何正確地將Python課程放置于課程之中，幫助學(xué)生更好地提升信息意識，增強計算思維便顯得尤為重要。以下將從四個方面去闡述在新課標(biāo)下高中Python課程優(yōu)化的相關(guān)路徑。

4.1 以“思維教學(xué)”引導(dǎo)學(xué)生能力提升

在高中學(xué)習(xí)中，教師對于Python程序的教學(xué)需要突出思維指導(dǎo)的優(yōu)勢，在授課中要緊密結(jié)合不同模塊之間的難易性進行分類指導(dǎo)，進而在教學(xué)中讓學(xué)生能夠在掌握理論知識的基礎(chǔ)上熟悉各類模塊的作用，加深對于程序語言的理解。但是，受到編程知識本身的特性影響，學(xué)生在學(xué)習(xí)編程中都會產(chǎn)生不同程度的厭倦心理，認為學(xué)習(xí)過程比較無味。針對這種情況，教師便需要將思維教學(xué)融入課程之中，采取創(chuàng)設(shè)情境等方式，讓學(xué)生更好地在設(shè)計程序的過程中感受到解決問題的益處。例如，在實際的授課過程中，教師可以先帶領(lǐng)學(xué)生進行游戲的設(shè)計，通過游戲的編程讓學(xué)生提高對于程序設(shè)計的積極性，進而再根據(jù)需要去開展一些程序的設(shè)計。同時，在設(shè)計的過程中也要注重程序的趣味性和實用性，這樣才能在學(xué)生提高自身編程能力的過程中提高計算思維。在思維教學(xué)中，對于計算思維的培養(yǎng)主要分為三個步驟，分別是輸入處理和輸出，這也是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會編程的基礎(chǔ)思路。教師需要在授課過程中結(jié)合編程的具體內(nèi)容以及課本的專業(yè)知識進行全面的講解，通過思想以及實踐指導(dǎo)，幫助學(xué)生樹立正確的解決問題的方向，更好地提升學(xué)生解決問題的能力。同時也要通過思維教學(xué)的方式，讓學(xué)生感受思維變化的過程以及步驟，這樣才能更好地讓學(xué)生在內(nèi)心構(gòu)建出思維導(dǎo)圖，形成良好的思維概念，促進對于軟件的使用，最終形成良好的計算思維能力。

4.2 以“多元教學(xué)”構(gòu)建科學(xué)課程模式

隨著新課標(biāo)的修改，雖然Python程序設(shè)計課程已經(jīng)被列入了高中信息課程之中，但是以往也有很多學(xué)校已經(jīng)開設(shè)過類似的程序設(shè)計課程，但是由于缺乏規(guī)范，導(dǎo)致課程開設(shè)的效果一直不理想。因此，為了更好地促進Python課程的教學(xué)，作為教師和學(xué)校，應(yīng)該積極落實多元化的教學(xué)模式，構(gòu)建科學(xué)的課程方法。為了防止在學(xué)生學(xué)習(xí)代碼過程中出現(xiàn)枯燥乏味以及學(xué)習(xí)效果、教學(xué)效果較差的情況，教師應(yīng)當(dāng)做好教學(xué)教研工作，在教學(xué)設(shè)計過程中積極開展立體化教學(xué)，將知識的學(xué)習(xí)作為基礎(chǔ)陣地，創(chuàng)設(shè)多元化的學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)方式，將編程的內(nèi)容向?qū)W生生活的方方面面進行延伸，更好地提高學(xué)生對于編程的學(xué)習(xí)興趣。同時，也要根據(jù)不同層次的模塊開展分階段的教學(xué)，更好地用層次化教學(xué)凸顯課程授課的科學(xué)性以及多元性。

4.3 以“問題探究”搭建課堂教學(xué)平臺

在課堂授課過程中，信息技術(shù)課程的教學(xué)也需要注重學(xué)生在課堂上的問題探究。針對Python課程的發(fā)展，教師需要在課程授課之中凸顯Python課程的主體地位。在具體的授課環(huán)節(jié)可以盡量減少陳述理論知識的時間，而將更多的時間放在給予學(xué)生的啟發(fā)以及引導(dǎo)上，讓學(xué)生能夠主動針對問題開展合作探究以及自主學(xué)習(xí)，這樣才能有效鍛煉學(xué)生的思維能力。同時，在教學(xué)設(shè)計上，教師也要積極地開展備課工作，讓學(xué)生在復(fù)習(xí)舊知識的同時，可以利用已經(jīng)學(xué)會的實踐知識進行論證，通過程度的調(diào)試不斷提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。并且，在日常教學(xué)中，教師也可以采取任務(wù)布置、任務(wù)闖關(guān)的方式，讓學(xué)生自行開展實踐活動，利用這種問題探究的教學(xué)方式能夠讓學(xué)生在編程過程中進行思維模式的轉(zhuǎn)變，更好地加深對于Python課程設(shè)計的理解，進而有利于后續(xù)的學(xué)習(xí)。

4.4 以“科學(xué)評價”深化課堂教學(xué)管理

良好的監(jiān)督評價對于學(xué)生課堂學(xué)習(xí)效果的保持具有重要的作用。在Python課程設(shè)計學(xué)習(xí)過程中，教師需要設(shè)置科學(xué)的評價體系，從學(xué)生日常的作業(yè)到實踐學(xué)習(xí)的效果，再到年終的考試等，都要進行全面的評價。同時，課后也要緊密結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容進行跟蹤，對學(xué)習(xí)的問題及時提出疑問。日常教學(xué)中，教師可以通過抽查的方式對學(xué)生的設(shè)計作業(yè)進行檢查，對學(xué)生的預(yù)習(xí)情況進行簡單了解，掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)基本情況。針對于日常反映較多的難點，教師也要及時對問題的根源進行思考，為學(xué)生做好全面、細致的講解。在問題的解決上，教師要發(fā)揮引導(dǎo)作用，幫助學(xué)生更好地去尋找解決問題的思路，提升學(xué)生的思維能力。

并且，在評價體系的建設(shè)方面，教師需要結(jié)合日常授課中的Python課程知識，結(jié)合不同單元、不同模塊的內(nèi)容設(shè)計測試題目。在測試完成后，及時對學(xué)生的做題情況進行分析，了解學(xué)生的共性錯誤，結(jié)合關(guān)鍵性問題對學(xué)生進行解答，并針對于不同學(xué)生的做題情況予以科學(xué)的評價，使學(xué)生能夠按照教師指導(dǎo)的學(xué)習(xí)方法開展后續(xù)的學(xué)習(xí)。

結(jié)語

隨著新課程標(biāo)準(zhǔn)的出臺，Python課程已經(jīng)成為當(dāng)前高中信息技術(shù)課程中的重點之一。學(xué)生通過Python設(shè)計的學(xué)習(xí)，一方面能夠有效地掌握當(dāng)前必備的編程知識，同時也能提升個人的信息技術(shù)綜合能力。因此，在新課標(biāo)中推進Python課程設(shè)計刻不容緩。作為教師，更是要發(fā)揮教育的主導(dǎo)作用，積極做好信息技術(shù)課程的設(shè)計教學(xué)工作，以“思維教學(xué)”引導(dǎo)學(xué)生能力提升，以“多元教學(xué)”構(gòu)建科學(xué)課程模式，以“問題探究”搭建課堂教學(xué)平臺，以“科學(xué)評價”深化課堂教學(xué)管理。

本文以Python編程語言為研究對象，分析了Python編程語言對于高中學(xué)生計算思維培養(yǎng)的必要性。同時，也對新課標(biāo)下未來高中Python課程優(yōu)化的路徑進行了全面闡述。希望通過本次研究，能夠為新課改下我國高中信息技術(shù)課程的發(fā)展提供一定幫助。