基于计算思维的高中Python程序设计教学的探究

徐春萍

【摘要】所谓计算思维是指通过使用计算机的基础科学运行方式解决一系列的问题，包括对人类行为的解构、对深度问题的计算和解答、对结构系统的设计与优化。通过一定的教学模式引导学生使用计算思维解决实际问题，是将学生培养成计算机应用人才的必经之路。本文将关注高中Python程序设计教学过程中计算思维模块的教学方式，介绍Python程序设计的技术特点和教学优势，并提出课堂教学的改进方法，希望能够为提升高中Python语言课堂教学效果，培养具备计算思维的人才提供借鉴。

【关键词】计算思维;高中信息技术;算法与程序设计

可以认识到，随着时代发展，我国逐渐进入由计算机主导的科技时代，在这个时代中，计算机能够为各行各业赋能，增加服务与产品的附加值。因此，近年来我国各个行业对计算机人才的需求量逐步增加，处于供不应求的状态。针对这一趋势，有必要从高中教学课程中增加对学生计算机能力的培养，为学生日后选择计算机深度学习打下良好的基础。在高中计算机教学中，通过开展程序设计不仅可以帮助学生真正掌握计算机技术应用的实用技能，还能够培养学生的计算机思维，习惯使用计算机语言解决遇到的问题，为日后深入学习打下能力和兴趣的基础。在一系列的计算机语言中，Python 程序设计由于其本身的技术特点，较其他计算机设计语言更简洁、更易读、也更具发展性，作为初学者的学习工具非常合适，能够帮助高中生不必过多关注语法细节，而解放更多注意力在运用语言解决问题上，充分锻炼计算思维的实际运用。

1 Python 程序设计的语言优点

Python 程序设计的语言优点有三点，分别是：语言语法简洁、语言开放，免费获取、第三方软件充足，提供强大辅助功能。

1.1语言语法简洁

相较于JAVA等语法较复杂的计算机语言来说，Python语言的语法简单，不需要初学者拥有非常强的逻辑和代码能力，而且依然可以保证良好的代码效果，照顾到了初学者的心态，不会打击自信心。

1.2語言开放，免费获取

Python所有内容都是开源免费的。学生不必支付费用就可以在网上下载安装使用，非常适合没有经济基础的高中生。另外，Python语言是开源的，用户可以对其源代码进行修改，变成适合自己操作的版本，对用户非常友好。

1.3第三方软件充足，提供强大辅助功能

由于Python语言的开放性，用户在使用过程中能够不断根据不同需要开发新的功能，形成庞大的开发库，开发库内部包含了Python官方设计的标准库，还有设计人员开发的第三方库，为初学者设计较复杂的程序提供帮助，这也是Python语言能够逐渐强大的原因。

2基于计算思维的Python语言程序设计课程的教学

2.1合理分配时间

高中计算机课程教学面临两项挑战：课程时间紧凑，如何在有限的时间内最大程度帮助学生掌握Python程序设计、学生作为初学者，教师如何通过课程规划帮助学生克服学习困难，避免厌学情绪。为了解决这两个问题，教师有必要综合考虑学生的学习状态和教学时长，重点考虑学生的学习状态，进而调整学习进度。在教学规划方面，应当分为三个主要阶段，每个阶段各有分工，难度逐级递增，最终实现学生自主使用Python进行程序设计的目标。第一阶段，教师主要应当向学生传授Python语言的相关信息，包括语言作用以及相较于其他语言的优势，还有帮助学生熟悉Python界面的各项功能。第二阶段，教师需要向学生传授Python语言的设计原理，让学生学习Python语言的基本语句和语法，讲解一些主要的知识点和逻辑。通过让学生尝试设计一些基础语句后方可以开始第三阶段的学习。第三阶段，教师可以让学生尝试开始使用Python进行整体设计，在这个过程中学生开始运用计算思维考虑问题，逐步形成逻辑自洽的计算机思考方式，最终实现自主编写完整Python程序的目标。

这一系列的教学设计最终目的是要降低学生在学习新知识时的接受难度，通过渐进式的教学方法降低难度，尽可能避免学生因为碰到难题而对Python语言学习产生恐惧，丧失学习热情。同时，该教学方法由点到面，从局部到整体的教学方式也有助于学生培养计算思维，改变传统逻辑模式。

2.2改进教学方法

在进行实际教学过程中，学生很多时候无法顺畅地将传统逻辑转化为计算思维，认为Python语言过分抽象，进而影响到学习情绪。为了避免这种情况大规模出现，教师需要注重教学方法，可以通过将知识点进行类比，帮助学生理解语言的内在逻辑。例如，形象化教学是一种常用的Python教学方法，通过将不易理解的Python结构和算法类比成现实中存在的事物，能够帮助学生理解为什么存在这样的逻辑结构，顺利转化思维，最终拥有计算机思维。教师在教学过程中还可以鼓励学生举一反三，在理解了一种计算机语言逻辑结构的基础上思考其他结构，或者从一些现实事物上获得灵感，锻炼学生的计算机思维能力。

3结语

必须认识到，未来很长一段时间内，计算机都是推动我国经济发展的主要动力之一，未来的计算机市场前景广阔，对能够熟练运用计算机语言进行设计的人才需求量非常大。有关各方应当加以重视，加深对计算机技术的认识，不断推动高中计算机课程教学质量提升，教师要科学合理地设计课程方案，结合学生的学习状态和情绪进行教学，使用合理的教学方法帮助学生理解抽象复杂的计算机语言问题。另外，通过使用Python语言可以降低教学难度，提升教学效果，帮助学生掌握计算机思维，非常适合初学者学习，能够使学生在深入学习计算机程序设计前打好基础，为我国未来计算机技术发展与相关应用提供人才。

参考文献

[1]高燕.在任务驱动与自主探究学习中培养计算思维的研究——以“Python程序设计奇妙的绘图”为例[J].中国信息技术教育，2019，02：54-56.

[2]陈秋燕.高中Python程序教学的实践与思考——以《趣味小游戏程序设计》为例[J].教育信息技术，2019，Z1：109-112.