Python程序设计课程对培养中职生计算思维的功效探究

福建省霞浦职业中专学校 谭小虎

计算思维是信息技术教育教学应当重视的主导思想，对这一主导思想的强调，将使中职学生在未来学习之路上走得更顺畅，让他们的信息技术能力提升、思维构建得到稳固的基础保障。现结合Python程序设计课程的具体教学，展开探索中职计算思维培养优势、策略，策略中主要涉及到课前精心准备、课中充实内容、课后及时完善等要点。

近些年来，Python语言程序设计愈加受到各中职学校的重视，同Python程序设计有关的课程发展速度也非常快。在面对本项课程教学任务时，教师应当注意到一个问题，即本课程实施同学生的计算思维能力培养之间，具有相互促进、和谐统一的关系，也就是Python课程可带动学生计算思维发展，学生的计算思维又可反过来作用于Python课程的优化，使课程推动变得更为顺畅[1]。所以中职教师要在Python程序设计课程对于中职生计算思维培养功效实行分析探究，并于教学期间尝试应用功效改善具体策略。

1 计算思维的内涵

计算思维属于科学思维之中的一种，而科学思维所侧重强调的是人们在理性认知世界期间，利用对可获得材料的整理与修正产生的一种意识，并在判断及推理促进下逐渐表现事物发展规律[2]。大量认知实践证明：科学思维的取得，无法离开理论、实验、计算这几个步骤，几个步骤中，理论为研究基础与核心动力，实验可达到推理验证的效果，而计算思维的功能则在于对问题的解答与系统化设计。因为计算的功能特点之抽象化与自动化特殊性，使之在信息时代来临后，愈加体现出其科学思维形成优势。换言之，如果想达到良好的数据高效存储与分享效果，便需要使用者拥有足够的计算思维能力，以便使人和计算机统一于一处。而在中职教学期间，将计算思维融入进来，并加重针对它的应用分量，则同样是有效促进学生提高问题认知能力、分析能力、解决能力的必要做法。同时，若注意到计算思维应用范围之广阔，以及是人们所要拥有的基础能力，则还要明确：持续性补充学生计算思维，同样是促进学生在未来学习、工作中取得突出进步的必然选择。

2 Python程序设计的优势

2.1 Python程序设计优势概说

Python属于一种面向对象的解释型程序设计语言，该程序设计语言来源于1989年荷兰人Guido van Rossum所做的纯粹自由软件发明，它的源代码、解释器遵循GPL协议，在使用时具有语法简捷清晰的优势，可强制运用空白符进行语句缩进[3]。与此同时，Python库既丰富又强大，可把用其他语言制作的模块较轻松地结合起来。

而近年来各编程语言排行榜中，Python之所以都居于较高位置，其原因除了上述优势之外，还在于它的语言时代先进性优势明显。高科技技术迅猛发展时代下，技术向日常工作与生活的渗透更为深入与广泛，而中职院校人才培养目的正是给社会输出更多具有技术优势之应用型人才。此时探索Python程序设计教学课程的开展策略，可以起到引导学生发展计算思维的作用，让学生因学习而受到未来就业、生活的启发。再者，Python程序设计语言的灵活性很高，可以在多种场景中转换方式，同时具有独特的机器学习库，为他们在机器学习上提供坚实理论基础，这也当被视作是一种时代先进性的特定表现。

2.2 对比视域下的Python使用优势

Python程序设计优势还可通过与其他语言程序设计加以对比来表现。总体讲，程序设计课程具有显著培养学生计算思维上之功效，该课程的重点目标在于借助对计算机程序设计语言的说明与讲解，使学生掌握与计算机程序设计有关联的知识、技能，促进其编程思维的发

展、编程能力的进步，奠定学习后续专业知识的基础。观察C语言后可看到：这是一种融合了高级语言、汇编语言特色的程序设计语言，它的数据处理能力较强是其优势，然而学校在进行C语言程序设计课程教学时，讲解前期语法会耗费很大精力，同时C语言偏向于面向过程，语法上理解难度较大，使之应用于问题处理上过于困难。再如VB语言（Visual Basic），它的可视化、模块化以及结构化特点明显，但课程教学的问题在于更新不及时，跨平台应用阻碍重重，对学生编程能力培养、计算思维发展帮助效果甚微。同其他类型的语言比起来，Python语言优势更容易被看到，如其易学性强，理解之后的书写非常便利，通用性强，可在多种操作系统平台上操作，功能性强，其中所包括的列表、元组、字典等，可以有效作用于处理复杂问题过程等。

3 Python程序设计课程发展中职学生计算思维的策略

3.1 前期充分的教学准备

3.1.1 确认教学目标

教学目标是教学时所希望学生达到的学习效果。在整个教学过程之中，教学目标具有重要的引领功能，即全部教学活动均需要视教学目标为基本导向，以之为中心开展各项工作。教育部门并没有针对中职Python程序设计课程做具体教学目标的说明，而从计算思维培养角度着眼，可提出实用性课程目标，即：利用Python程序设计课程的教学，让学生了解Python语言演变过程、语法规则、常用函数，同时对Python集成开发环境设计、编写与调试程序等加以了解，另外可在学习后做到能够分析Python程序，并对一些简单Python程序加以编写。可以说，这些具体目标内容，很多都同学生计算思维培养有关。

3.1.2 明确学生状况

中职阶段的程序设计课程教学前，学生一般已经可以熟练使用计算机，然而同时又处在无法进行计算机编程的状态。此时，Python程序设计课程因其前文所提及的优势，旬报于被初步接触的学生所接纳，但同时教师亦应留意到：在学习内容深入、学习方法变化后，变量、数组、函数等进入到课堂，呈现于学生前面，若教学准备未能做到位，特别是不能明确学生真实学习状况，则非常容易让学生初步具备的兴趣被打破，因此关注学生情况与表现，并顺应情况与表现安排教学是必要的[4]。

3.1.3 优化教学项目

为使中职学生可以更加专业化地思考教学内容，形成对教学内容结构化、抽象化、创新化的思考与应用习惯，中职教师需要在教学前针对Python程序设计课程，进行项目教学优化安排，此时强调学生积极探究、主动参与的一面，最终让学生主动做到融课程学习、计算思维发展为一体。而当教师留意到学生彼此间的认知水平差异情况后，则可突出小组合作的方式，用生生互助的优势，有效带动教学效率发展。整个过程中，教师需要使项目设定同计算思维培养规律、培养要求相一致，同学生学习、生活相贴近，保证项目同时具备实用性、专业性与创新性。例如笔者曾尝试在教学过程中，将招聘信息当作教学项目，要求学生利用自主编写爬虫程序得到详细招聘信息，该做法便可充分体现出计算思维应用优势。具体讲，学生如果想顺利完成此项目，便一定要真正掌握Python程序设计的基础知识、正则表达式，并在网页抓取框架上有充分认知，而教师考虑到项目较为复杂、难度偏大，适时分解大项目为几个小项目的做法，则可以让学生更好利用网络资源，进行基于计算思维的自主探究。

3.2 中期充足的内容呈现

在课中教学环节，我们应重点体现出辅助者与引导者之功能，使学生成为当之无愧的课堂学习主体。实践中，教师要让学生基于教师所做的课前准备，从基础知识、核心项目出发，进行充分的自主思考与体验，同时就重、难点内容阐述自身见解。而教师则需要于辅助解答的同时，将共性的、有价值的问题展示出来，再组织学生完成小组协作探究，从而帮助学生持续优化算法、达成共识，做好Python程序设计实践。例如教师可让学生输入圆的半径，输出圆的面积，从而达到以Python语言处理实际问题的效果。学生可列出如下代码：

>>>pi=3.1415

>>> r=float(input("请输入半径："))

请输入半径：6

>>> print(pi*r**2)

113.09400000000001

代码本身不是特别难于理解，然而课堂教学需要学生掌握这一代码，且在此基础上进行更充分的思考与讨论，以保证内容的拓展性。比如有学生提出把“圆面积”计算变化为“方形面积”计算，还有学生尝试变条件为结果、结果为条件。对于这些变化可能性，教师不必做过多干涉，而是要给予充分的支持[5]。事实证明，教师的支持，需要教学中期充足的内容呈现，而内容呈现的代表性做法则包括下述两点。

3.2.1 多种案例的分析

教师可以激励学生在较短教学时间内，更快速掌握入门技巧，了解基本语法知识，在不同类型、不同形式案例实践分析中，做好Python程序设计语言应用探索活动，于潜移默化的状态下增强自我计算思维能力。实践中，教师可使学生发现不同案例中的错误，并借助“填空”等形式，将这些错误做法认真修改。整个过程中，教师需要询问不同学生在学习上的具体感受，鼓励其将独立的意见表达出来，借以避免教师“一言堂”情况对学生计算思维发展的冲击。

3.2.2 练习检测的强化

学生一定要对计算思维有充分的理解，才能在此基础上突破计算思维能力提高的障碍。在培养学生的计算思维时，过于抽象教学指导形式、过于乏味教学氛围构建，都不足以得到理想化教学效果。因此上面多种案例的分析成为必然选择。以此还应让案例展示出练习检测功能，从而逐步深化学生认知体验，使其在应用Python程序设计语言处理实际问题时，得到远胜于单纯理论灌输的成果[6]。本文作者在对Python语言程序设计教学时，展示了不同类型、不同难度的练习题目，鼓励学生对这些题目进行训练。此外课下练习任务的布置也是必要的，让学生借助课余时间完成任务，并将任务成果提交上来，可持续性深化学生对重要知识点的理解、记忆。总之，课上和课下的练习检测训练活动，如果能够环环相扣、紧密配合，同时保证基于计算思维的Python程序设计语言和各个专业的高度关联性，那么将与理想教学效果距离更近，可给他们得到更好的专业素养而助力。

3.3 后期良好的教学评价

当预估学生已经达到了Python程序设计课程的基本学习目标之后，教师可从学生真实表现、显著成果出发进行点评，并给予自评和互评的指导，使学生有机会在评价过程中充分总结学习经验，审视自我还有什么学习的，特别是计算思维能力上的不足，最终对编程成果做更进一步修正。还有我们尚要求做的一项工作，是对于问题情境的继续深化，使学生继续在情境范围内对已经基本掌握的知识做复杂化的探究，以便突破计算思维能力方面的发展瓶颈。另外，教师应当注意到：在课程评价阶段，Python程序设计课程所面对的任务和语、数、英等课程存在区别，避免单一依靠考试成绩来评定学情，而是要在计算思维等核心素养角度出发，设计出实施效果更明显的、利于综合评价的评测量表，以达到真正体现学生学习成效，了解学生在信息技术能力上的真实、客观表现。

4 总结

中职阶段计算机课程教学中，计算思维能力培养是重要目标之一，怎样以这一目标为中心，进行教学研究与教学实践，是中职教师的探索责任所在，做好本项工作，能够真实达到计算思维的“理论”与“实践”二元效果。考虑到Python作为一种新兴的、具有较突出优势的编程语言，特别是其在目前人工智能领域、大数据分析领域的较好应用预期，教师应当以此为载体，突破学生在计算思维概念与内容体系方面的局限性，通过课前精心准备、课中充实内容、课后及时完善等做法，给学生以计算思维能力培养方面的全面、深入支持。

引用

[1] 王婷婷.基于计算思维的非计算机专业开设Python语言程序设计课程的探讨[J].中国多媒体与网络教学学报(中旬刊),2020(1): 190-191.

[2] 吴经志.Python语言程序设计教学改革与探索[J].电脑知识与技术,2019,15(29):94-95+122.

[3] 杨荣领.《Python语言程序设计基础》课程教学改革实践[J].高教学刊,2019(3):135-137.

[4] 田英.基于传智播客平台的Python课程在线教学的探索与实践[J].电子技术,2020,49(9):84-85.

[5] 叶新苗.以培养计算思维为导向的初中《Python程序》的教学实践研究[D].武汉:华中师范大学,2019.

[6] 穆俊.基于计算思维的“Python程序设计”课程教学探究[J].长江工程职业技术学院学报,2020(6):48-51.