计算机python语言实验教学

王薇

摘要：计算机课程得到社会各界的广泛关注，目前高校普及推广的C语言逐渐拓展为Python语言。Python语言简洁、高效和生态的3个特点能够较好地培养大学生解决计算问题的思维和能力。Python语言是目前最接近自然语言的通用编程语言，近年来国内高校逐步开设了Python语言，成为教学改革热点。本文阐述了Python语言对比C语言的优势及自身存在的问题，浅谈了Python语言的实验教学策略，采用有趣、有用的小案例来辅助实验教学。努力培养学生学习程序设计的兴趣，提高教学效果。

关键词：Python语言;实验教学

引言

随着时代的发展， 构建在互联网生态模式之上的云计算、大数据、人工智能等新技术， 正渗透到每一个行业，那么具有数据分析和处理的能力对每个行业都有了新的要求。Python是一种解释性、交互式、面向对象的跨平台的语言。近年来，热持续上涨，人才需求量也逐年攀升，备受程序员的追捧。

Python是一门入门简单、使用灵活、生态完整、应用广泛的语言[1]。国内很多高校都开设了相关课程，开设专业不仅包括计算机、软件工程、大数据等与信息技术密切相关的专业，建筑、机械、生物、管理、包装等专业也开设了这门课程。

实验是软件类课程教学重要的一个环节，但目前关于Python实验教学的研究较少。本文通过设计实际小案例来完成实验教学，以提高学生分析问题和利用Python程序解决问题的能力[2]。

Python作为一种解释型脚本语言，可以应用于以下领域中：Web和Internet开发、软件开发、后端开发、桌面界面开发、科学计算和统计、人工智能、教育近年来，由于Python 有不断改良的库，使其成为数据处理使命的一大代替计划。结合其在通用编程方面的强大实力，我们完全可以只使用Python 这一种编程语言。

Python语言的优势

传统程序语言，例如c语言的课程实验教学安排与教材内容同步，以复习、巩固理论课的知识点为主，通过代码验证理论课中讲授的语法、函数和算法。通常的做法是对课堂代码或者课后习题或其简单变形进行编程实现，该做法的优点在于与课堂内容结合紧密，便于理解，易于上手，其不足在于各个章节习题较为分散，实验与实验之间联系松散，不利于学生形成一个整体的概念，缺乏一个红线将其串联起来。很多学生学习程序语言后仍存在不理解其實际应用，不能很好的建立逻辑思维。

Python语言对于没有编程语言基础的学生而言其语序更接近于英语的语法，理解起来更加容易。实验教学是学生了解课程用途的重要途径之一。学习课程能干什么，是学生在学习每门课程中从始至终存在的一个问题，学生也期望在实验教学中得到能力的提升。

Python语言在解决实际问题上有着明显的优势，根据各个专业背景不同、学习目标不同，对实验教师提出了更高的要求，不单单是计算机程序语言的教学，应着力培养学生应用计算机语言解决自身专业实际问题。

与C语言相比，Python语言的优势具有以下5个方面：

（1）简单易学。Python语言语法简单，学习起来容易上手。这使学生能够专注于解决问题而不是学习语言本身。

（2）解释性。Python写的程序不需要编译成二进制代码，可以直接从源代码运行程序，可以跨平台。

（3）Python语言是开源的、免费的。

（4）可扩展性。为了提升运行效率，可以采用C/C++来编写关键代码，然后在Python程序中使用它们。

（5）具有丰富的标准库和第三方包。

计算机python语言在实验教学中存在的问题

Python环境搭建问题。Python程序安装包的版本较多，几乎平均每年都有版本更新，学生在选择安装包时需根据自身电脑操作系统的版本进行匹配。安装后需配置环境变量，与Java安装类似，现在Python高版本安装包已兼容了环境变量的配置，不需要单独配置。Python程序安装后可使用自带IDLE编辑器进行编程，也可选择其他编辑器。

实验教学、学生自备电脑系统一般均为Windows系统，python语言程序安装包版本较多，个别版本在实际编程过程中，特别是引用第三方包时可能出现语句不一致的情况，这些都会影响学生的学习效率。

计算机Python语言实验教学策略

笔者通过计划外实验的方式开设Python语言实验教学，通过设计有趣、有用的教学案例，从而提高学生分析问题和解决问题的能力，提高实验教学效果。

（1）有趣小案例。例如，动态表情包的实现。通过简短的Python语句可将静态图片合成gif的动图。本案例设计思想简单，学生可以使用自己喜欢的素材完成实验。结果展示方便、清晰、易读，又可以调动学生学习的积极性。

（2）有用小案例。例如，动态图表的可视化。通过简短的Python语句实现柱状图、折线图、饼图、动态散点图等图表。结合学生所学专业，特别是展现专业课程实验数据的处理等方面有着明显的优势。

引导学生在学习python语言的过程中引入自身的所学专业知识，让编程语言辅助解决专业课程的实际问题。根据学生的理解能力和知识结构选取合适的案例进行实验设计是实验课安排的关键。

总结

Python实验教学今后应多考虑案例式教学方法，将Python语言教学模块化，每个模块通过实际小案例来促进学习、理解，提高学生的学习兴趣。在今后的教学实践中，一方面不断补充适用于Python实验教学的项目与案例，另一方面多听取学生的意见，了解Python语言在其他学科实际应用中的优势。

每一种程序设计语言的发展都与时代背景有着不可分割的联系，Python是一种开放性语言，具有简洁高效的特点，并且拥有丰富的标准库和第三方工具包，在处理数据方面具有较高的优势。通过有趣、有用的案例实验教学模式，提升学生学习兴趣。

参考文献

[1]赵广辉. 面向新工科的Python程序设计交叉融合案例教学[J]. 计算机教育， 2017（8）： 23-27.

[2] 秦科，刘贵松.面向Python应用的大学教学改革初探[J].计算机教育，2017（09）：21-25.