《基于计算思维的“Python程序设计”课程教学研究》-工学论文，计算机论文-论文范文参考-科学狗论文网

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基于计算思维的“Python程序设计”课程教学研究

范文

罗平娟彭芳策

摘要：随着我国信息科技的不断发展，对计算机人才的需求也越来越大。大学是个培养人才的地方，计算机专业也是大学的重点专业，在大学里怎样更好地培养学生的计算机的应用能力，怎样更好地培养学生的计算机思维能力是程序设计课程的重点目标。论文从Python程序设计课程入手，分析总结了在教学过程中教师如何设计该课程的教学方式，让学生在学习编程技巧的同时提升独立思考问题、独立分析问题、独立解决问题的能力，也可以为以后的计算机课程学习打下良好的基础。

关键词：计算思维;教学;策略

中图分类号：G642? ? ? 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）15-0122-02

“计算机的建立是在数学的基础上”，不管是智能机器人、还是智能手机，他们的应用背后都离不开计算的作用。我校信息技术学院开设Python程序设计课程已近5年，在教学中可以增加一些计算课程，因为计算思维就是逐渐让学生通过计算数据建立起来。程序设计也具备一定计算逻辑思维，在课堂上老师要根据程序设计的知识重新制定教学计划和教学目标，因为程序设计不仅仅是培养学生的计算思维，还要教会学生如何把掌握的技术应用到现实生活中。课程可以从基础的程序设计开始，让学生对现代的信息技术发展有一个具体的了解，从而可以更好地学习编程，深入研究“Python程序设计”。本文通过对计算思维的“Python程序设计”课程教学进行研究，提出了相关的问题和策略。

1 计算思维对于Python程序设计教学的重要性

1.1 提高学生的计算逻辑思维

程序设计可以说一个计算机的后台，在大学学习程序就是类似编程的专业，计算思维是学习程序设计的基础。教师也要在教学方式上不断创新，提高学生的计算思维，这样才能巩固学生的知识，为学生以后的职业生涯打下良好的基础。教学方式的改变是在课堂上教师可以让学生观看关于程序设计的视频，让学生可以自己进行学习，然后让学生动手操作进行程序设计，如果光靠看是学不会的，在操作空闲时间，要锻炼学生的计算能力，逐渐培养学生的計算思维，这样学生才可以在设计程序时有一个良好的逻辑思维。

1.2 为国家培养更多的技术人才

现代随着科技的发展，人才的需求也越来越大，真正的技术人才是具备能力和经验的。计算思维不仅是让学生可以更好地学习Python程序设计，而是可以在以后的人生可以为国家的科技事业做出更大的贡献。华为手机在近几年横空出世的原因是什么，是具备最强的技术和敢于竞争的勇气，不要小看一个程序设计，因为电子设备的应用和程序有很大的联系，所以培养学生的计算思维也变得更有意义，教师也要有一个长远的教学眼光，用适当的教学方法去提高学生的计算思维，提高学生的程序设计能力，为社会做出一定的贡献。

2 传统的“Python程序设计”课程教学出现的问题

2.1 教师对“Python程序设计”教学方式不熟悉，倾向于老式教学

一些老师在课堂教学时，不会利用新型科技产品，以至于不会利用“Python程序设计”来讲课，这样就导致了讲课的效率变得缓慢，同学们的学习效率也变得非常慢。还有一些老师倾向于老式的教学，这样的教学方式不仅让教师讲课疲惫、效率低下，同学们在上课的时候也是非常迷茫，注意力分散，同时，在大学阶段很多的教室都是大型的教室，老师的讲课速率更是慢下了很多，同学们上课的时候听老师的声音也可能听不清楚，这就对学生们学习产生了很大的影响，所以教师们对新型的教学方式不熟悉就会导致，课堂进度慢，学习效率低。

2.2 教学评价方式单一

每个学期末教师都会对学生进行本学期的评价，来反映同学们在这个学期的各种情况，一般都会采用期末考试成绩来进行最终的评价，这样对于那些成绩差的同学就会是一种苦恼，因为部分同学对计算思维的理解不深入不透彻，导致在初接触编程语言，特别是“Python程序设计”这类灵活的程序设计语言把握不住其算法和编程技巧，出现编程能力较差（阅读运行现有程序没问题，独立设计就不能很好上手）。所以教师应改进评价方式，结合每个同学的特点，多方位全面进行考察，目的旨在提升学生的综合素质。

3 基于计算思维的“Python程序设计”课程教学的策略

3.1 依据教学内容，编辑技术和数据的分析

为了提高学生的计算思维和对数据分析及处理的能力，在课堂中将“Python程序设计”课程分为不同的几个模块，来便于学生们学习。模块可以分成基础模块和高级模块两个大的模块，以便于教学方案的实施。基础模块主要包含：基本理念、基本编程、环境创设、基础程序流程、函数定义、基本数据类型、表达式和运用、面对对象、常用系数函数等编程。而高级模块则主要包含：多维结构化数据集分析包Psndas、数据可视化库Matplotlib的制作等等、这两个模块在教学的时候需要根据学生的实际学习状况并对其进行分析，并针对学生合理运用这两个模块，帮助学生们在课堂上的学习。同时，教师应对这两个大的模块进行无缝衔接，保证在学习完基础知识后，可以有练习的时间，对所学的基础知识加深印象，并对所学的基础知识进行巩固。还可以通过导入真实的案例并对其进行讲解，以便于同学们对知识的理解，并把所学的知识消化，变成自己的知识！老师们还可以利用这个让同学们交作业时不再受空间和时间的限制，可以利用这个在循环的硬件条件下，完成课前的预习以及课后的复习，作业加深对知识的印象。同时还要给学生们提供多维度且立体化的教学内容学习包，其中包含：教材、相关的PPT课件、相关的真实案例、课堂学习视频、参考资料等，这样有便于学生们学习，同学们可以根据自己的学习状况来对自己设定一个学习计划，这样就有助于学生的自主学习。

例如：在进行海龟图Turtle库的讲解时，可以利用多媒体让学生对设计的流程、画图的过程等进行观看，然后在学生不懂的地方再进行讲解，在讲课过程中，对于计算的题目，老师要让学生多次练习，不管是学习那一张的内容，都要认真对待，在课堂可以开展一个关于软件设计的小游戏，让学生进行比赛，这样课堂就不会变得烦闷，在课堂上让学生自己动手进行操作，然后由老师评分，胜利的学生可以获得对应的奖励，从而提高学生的兴趣，巩固学生的设计知识，更好地提高学生的计算思维。

3.2 采取创新教学，提高学生的学习能力

现在我们的教学方式都是教师在讲台上讲，学生们在台下听即“老师教，学生练”的教学模式。但是这个教学模式看似完美，然而在背后却是有着不能实时、有效的监管，所以学生们在课前的预习阶段和在课后的复习阶段都取不到很好的效果，导致学生们对知识生疏、最终在课堂上导致跟不上老师的讲课速度，从而跟不上学习的步伐，成为淘汰者，进而导致课程整体教学效果不佳。如果将SPOC有效的结合，翻转课堂教学模式，在教学中引用SPOC在线课程教学资源，通过MOOC学习平台可以看到每个高校的课堂学习视频，并利用好MOOC这个学习平台进行课前的预习和课后的复习，这样同学们在课前就已经对知识有了一点了解，在課堂上老师再对这节课的知识点进行深刻地讲解，这样同学们就对这节课所学的知识点有了深刻的印象，也对知识点有了深层次的理解，同学们在课后的复习阶段也可以凭借着自己深刻的印象去复习，再一次的学习知识加深印象，同时在课下也可以完成高质量的课后作业，这样大大地提高了学生的学习效率。老师在课堂教学的时候，首先要对学生们的课前预习阶段进行检查、观察其完成情况，同时让同学们把他们在预习的时候觉得自己不会或者不理解的知识点说出来，教师做出标记，在后面的讲课阶段进行重要的讲解，然后给同学们留下一定的时间，让同学们自己在下面进行讨论，这样的讨论，每个同学都可以说出自己的理解程度、理解方式，这样一些同学可以对这些同学的方式进行总结，对这个知识有了更好的理解。

在课后的复习环节，在这个环节可以对知识进行进一步的巩固，同学们在一定的时间内完成课后作业，然后以小组为单位进行上交，老师进行批改，这样的教学方式可以很好地督促学生们的学习，大大提高了学生的学习效率。

3.3 结合实践教学培养计算思维，在评价方式上进行创新

程序设计课程的主要目的是培养学生的计算思维能力、算法分析能力、用计算机语言快速方便解决实际问题，所以实践操作是非常重要的一个培养方向。在大学阶段，同学们是在有限的课时完成大量的课程，短暂的时间来记住大量的知识点，这样巨大的学习量让同学们不堪重负。所以在“Python程序设计”课程中教师可以在教学设计中从简单的程序设计入手，尽量以分析、解释、理解程序的思路为主，让同学们逐步学会用计算思维来设计程序的算法，慢慢上手。对于同学们而言，可以按照实践项目的内容，设计好算法，画好流程图再进行程序的编写调试运行，在上机结束后再对本次实践过程进行总结、反思，从而提升学生的计算思维能力。教师在进行期末测试时就可以适当地降低考试试卷的难度，增加平时的实践项目成绩，这样对那些惧怕考试的学生就有了一定的保障，如图1所示，可以全方位多角度对同学们的进行考核，老师可以根据这个成绩来进行最终的评价，使同学们获取准确的客观的学习评价。

所以，对于初步进行“Python程序设计”课程的同学来说重点应放在编写程序和调试的过程上来，在培养一定的编程能力后才能逐步去结合实际问题，利用计算思维编写程序快速解决处理问题，这是一个长期的循序渐进的培养培训过程。

4 结束语

程序设计是计算机专业班同学学习计算机课程的开始，所以老师也要明白计算思维对于程序设计的重要性，在目前的程序设计中仍然存在很多的问题比如学生会因为有计算的过程而去讨厌程序设计，不能更好地培养计算思维。老师要认真对待程序设计过程中学生的表现，老师也要自己的教学方式，多多采取创新的教学方法，去改变学生的学习兴趣，在课堂上逐渐培养学生的计算思维，提高学生的学习能力，巩固知识，让更多的学生可以为国家的科技做贡献。

参考文献：

[1] 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，2020，37（2）：48-51.

[2] 童波，杨丹，季康.融入计算思维的《C#程序设计》课程教学实践研究[J].电脑知识与技术，2020，16（11）：166-167.

[3] 李涛.以计算思维为核心的计算机程序设计课程教学优化研究[J].海峡科技与产业，2019（11）：14-16.

【通联编辑：梁书】

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