| 标题 | 论高中新课标下Python课程对学生计算思维的培养 |
| 范文 | 刘睦斌 【摘要】计算思维作为新课标下信息技术核心素养之一，现在已经全面走进我国中小学教育之中，这也是全球关注的教育理念。计算思维能够帮助学生在信息时代，在互联网时代更好地获得知识，提高处理知识、筛选知识、钻研知识的能力。对此，笔者结合粤教版高中信息技术选修模块《算法与程序设计》的实例进行辅助论述，首先分析Python语言，然后对Python程序设计中蕴含的计算思维进行分析，最后结合新课标分析高中的Python课程教学中计算思维的培养。 【关键词】高中新课标;Python课程;计算思维 计算思维是指涉及运用计算机基础概念求解问题、设计系统和理解人类行为等涵盖计算机科学之广度的一系列的思维活动，即根据计算机科学的相关知识去更便捷、更科学地解决实际问题的一种思维，其结合了计算机与人类的思维，是能够在广泛的计算机知识中进行广度筛选，结合人类的智慧获得更加便捷地解决手段的一种思维。计算思维已经成为新世纪学生必备的核心素养，尤其是高中学生在面对升学、就业的压力时，掌握计算思维能够帮助学生更好地面对未来。 一、Python语言 作为一种简单的程序设计语言，Python具有非常丰富的库和优良的拓展性，在平台上也能够进行移植。这种语法简洁、清晰的计算机语言已经走进高中的课本之中。粤教版高中信息技术选修模块《算法与程序设计》教材中，以VB作为程序设计语言，笔者改用Python語言，相比别的计算机语言，Python上手快、学习难度低，对初学者进行计算机语言学习是很有帮助的。利用Python语言，将精力用在解决问题本身，而不是语言语法的学习。第二大特点就是这类语言是免费开放的，是开源的，使用者能够随意地拷贝软件，阅读源代码，这对高中生进行阅读和学习是有帮助的。在源代码的基础上进行改变，将其运用在新的软件之中。第三大特点是库丰富。标准的库内容之外，Python语言还有其他高质量的库。对比VB语言和C语言，Python语言的基础性、简单性、丰富性、开源性等非常适合作为计算机语言的启蒙展开教学，高中阶段学习Python语言具有可行性和自身价值。 二、Python程序设计的计算思维的培养 Python程序设计教学内容富含计算思维的思想内容。当前高中生在面临升学、就业时，运用到计算机的领域非常多，具备基本的计算思维能够很好地帮助学生在未来生活、学习之中掌握一片天地。教师在进行程序设计课程教学时，挖掘其中蕴含的计算思维理念，并将其融入其中，将程序设计知识以更加崭新的方式教授给学生，使得学生能够更好地掌握这门知识，并理解计算思维的理念，这样有助于学生更好地运用计算思维寻找问题，发现问题，寻找方法，解决问题。这样的教育能够提高学生解决实际问题的能力，也能够帮助学生提高创新能力，为学生未来学习计算机语言、学习程序设计打下坚实基础。 Python语言教学过程中，需考虑如何将问题进行分解、简化，将大问题分解为子问题，这样便于更好地让学生理解。计算思维很大程度上与此类似，也是通过简约、分离、嵌入、启发等形式，将大型问题简约化，分解为若干个简单的问题，降低难度，从而寻找到更好的途径解决问题。教学实践中，需要学生更好地从理论知识为切入点，将分层思维融入其中，学生在面对程序设计的理论和计算时，可重点思考如何分解问题、解决问题，如何运用专业的学科知识解决问题。 三、结合新课标分析高中的Python课程教学中计算思维的培养 学习Python语言，它只是过程和工具，计算思维是方向和目的。在实际教学过程中，应有意识地将计算思维扩展、融合、渗透到教学内容中。在进行第二章“程序的基本结构教学活动”时，讲解绘制程序界面相关知识。绘制程序界面本身是非常基础的知识，若不考虑计算思维，按传统教学方法，这部分内容是很简单的。但是新课标要求之下，应更加重视培养学生的思维能力。一个程序的界面的内容，与这个程序的核心具有非常紧密的联系，分层的计算思想在其中也是处处有体现。每一个菜单栏打开之后都可能会有子菜单，子菜单里面可能还会有子菜单，这样的子菜单层层收缩放进菜单栏的过程就是分层的过程。这就好比学生在学习某项知识，会有一个知识的标题，如数学中的圆的学习。可将圆的知识分为圆的结构、面积、周长三部分，再细化每个知识点。这样的计算思维在Python课程之中占比较高，运用这样的分层的逻辑能够很好地帮助学生初步掌握Python语言。一般来说，将常用的菜单栏进行讲解，对常用的子菜单进行讲解，这样能够很好地帮助普通学生掌握程序界面。 进行《认识双分支结构程序》的学习时，首先需要带领学生回顾上一章学习到的顺序结构，再次强调分层思想，这样有助于学生更好地理解知识，掌握知识。Python程序的学习必须基于计算机实操课程展开，所以进行详细的分支结构程序讲解时必须结合上机操作展开。相对来说，Python程序的学习是信息技术课程教材改版之后的最大变革，除了分层思维，在教学过程中教师也需要重视解决实际问题。信息技术语言程序，将Python替换掉VB语言就是为了更好地帮助学生解决实际问题。新课标要求之下，各项课程也更加“接地气”，纸上谈兵误国，实际操作解决问题才是得到认可的。学习时教师可引导学生思考，滴滴打车这类软件是如何设计的呢？这样的引导，能够给与计算机更加广阔的天地，学生能够基于自己的想法，学习语言程序，尝试设计出属于自己的语言程序来解决实际问题。虽然离解决问题会有一定的距离，但具有这样分层的思维，加上解决实际问题的思维，就能够很好地掌握这门语言，掌握计算思维，提升自己的逻辑。 在学习第四章“调试程序”内容中，学习排序——冒泡排序和插入排序，引导学生思考计算思维。冒泡法和排序法在数学之中已经有所认识，在Python语言完成前期的编辑工作之后，进行程序的调试，这是非常重要的阶段。学习之中，首先带领学生思考如何更好地设计。举例来说，在进行塔防类游戏——植物大战僵尸，这种游戏的关键点是植物和僵尸会有相生相克性，经过仔细的设计，每个关卡的僵尸、植物、道具都会有自己的独特性。在具有初步的编程思维时学生就会思考：植物、僵尸、道具三者是否有规律地进行设计呢？如果我掌握这个规律，如何改善、提高难度，使得游戏更有趣？这样的引导是基于分层和解决实际问题的综合考究。但是这种相生相克的逻辑，在学习冒泡和插入时具有一定的帮助。进行程序调试时，这个问题的出现代表着某处出现问题。某处的问题，可能由ABCD四个方面造成，对此，最可能出现问题的是A处，紧接着是B处，然后才可能是C或者D。具备这样的逻辑，能够很好地帮助学生解决实际问题。 新课标背景下，每一门课程都应该闪烁着自己的光芒。信息技术作为高中必修学科之一，教师在教学活动中应该高度重视本学科核心素养——计算思维的培养。计算思维逻辑能够帮助学生更好地理解信息社会中各种各样的智能设备、系统运行的逻辑，应用计算思维解决实际的问题，并将其运用在未来的生活、学习之中，帮助学生全面提升综合素质。 参考文献： [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. [2] 刘绍翰，杨群.“新工科”背景下Python语言教学案例设计——以“Python语言程序设计与问题求解”课程为例[J]. 工业和信息化教育，2018（009）：47-49. |
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