Python藝術(shù)編程節(jié)——以趣味活動促進學(xué)生學(xué)習(xí)編程

陳斌

近年來，Python逐漸成為最熱門的計算機編程語言之一，如何開展Python語言的編程教學(xué)也成為了計算機基礎(chǔ)教育領(lǐng)域的熱門話題。面向中小學(xué)生的編程教學(xué)尤其需要激發(fā)并培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因此，在針對中小學(xué)生的編程學(xué)習(xí)中，趣味性活動必不可少。本文以“FancyPy Light”Python藝術(shù)編程節(jié)為例，介紹我們在以趣味活動促進Python語言教學(xué)方面的一些探索與體會。

Python藝術(shù)編程節(jié)概況

藝術(shù)與編程分屬不同的學(xué)科門類，看似相差甚遠，實際上二者均包含著人類的智慧和對于美的追求。將二者結(jié)合，既能讓學(xué)生通過編程類趣味活動走近藝術(shù)，更能使他們試著從藝術(shù)角度體會編程魅力。與此同時，將課程中所學(xué)習(xí)的編程知識運用到實際生活中，不僅能夠幫助學(xué)生更好地理解編程知識，還能激發(fā)他們的求知欲和學(xué)習(xí)興趣。

藝術(shù)的下屬學(xué)科非常多，作為嘗試，本次Python藝術(shù)編程節(jié)選擇了光影藝術(shù)這一兼具趣味性與可操作性的門類作為活動主題。活動采用比賽形式，一方面能夠增加競技感，增強活動的趣味性，另一方面能夠提高學(xué)生的參與感和體驗感，加強活動的學(xué)習(xí)效果。比賽分為小學(xué)組與初中組，分開進行。學(xué)生們自主組隊，以團隊形式參賽。比賽要求各小組以光影為主題，自主設(shè)計參賽作品，并在規(guī)定時間內(nèi)用Python語言完成作品程序的編寫與調(diào)試，最終將寫好的程序?qū)С龅絤icro：bit硬件中，并用樂高積木搭建外形，完成作品。最后，評審專家將現(xiàn)場評價各小組的比賽作品，綜合評出各個獎項。活動組織方統(tǒng)一提供比賽相關(guān)Python編程硬件，包括自主研發(fā)的“dxkStickPython語言教學(xué)套件”，套件中有micro：bit單片機、擴展板、插卡式傳感器和能夠編程控制發(fā)光的組件，以及用于搭建外形的樂高積木等。

比賽如火如荼，創(chuàng)意層出不窮

2018年12月8日，以“FancyPyLight”為主題的Python藝術(shù)編程節(jié)活動如期在北京大學(xué)附屬中學(xué)舉行。來自北京大學(xué)附屬中學(xué)、北達資源中學(xué)、清華附中國際學(xué)校等學(xué)校的學(xué)生紛紛踴躍報名，最終共有42組130余名學(xué)生參與到本次藝術(shù)編程節(jié)活動當(dāng)中。

活動開始前，北京大學(xué)“地小空開放實驗室”的同學(xué)們就早早來到活動地點——北大附中圖書館閱覽室，開始了活動前的準(zhǔn)備工作。助教們將活動現(xiàn)場的硬件全部調(diào)試完畢，小零食也都整整齊齊地擺放在餐桌前，靜靜地等待參賽學(xué)生的到來。

比賽過程中，每個小組的學(xué)生部積極創(chuàng)作、分工合作。他們有的負(fù)責(zé)創(chuàng)意設(shè)計，有的負(fù)責(zé)搭建樂高積木，還有的負(fù)責(zé)編寫代碼……每位學(xué)生都對自己的工作任務(wù)全力以赴，小組內(nèi)相互配合共同完成創(chuàng)意作品。盡管每個人負(fù)責(zé)的內(nèi)容不盡相同，但學(xué)生們在整個比賽過程中展現(xiàn)出了極強的想象力、創(chuàng)造力、藝術(shù)鑒賞能力和團隊協(xié)作精神。

到下午比賽規(guī)定時間結(jié)束后，基本上每個小組都完成了各自的創(chuàng)意作品。他們創(chuàng)作出的作品類型廣泛、構(gòu)思巧妙。有的小組制作出了類似貪吃蛇與俄羅斯方塊的小游戲，將普通的顯示改進為光影閃爍，讓體驗者能夠在休閑娛樂的同時品味燈光藝術(shù)帶來的魅力。有的小組極具想象力，使用活動提供的LED燈帶、燈環(huán)等硬件將小組成員裝飾為極具未來感的機器人，完成了參賽同學(xué)與編程和藝術(shù)的有機結(jié)合。

有的小組將燈光與音樂相結(jié)合，制作出了“燈光音響”。整個作品由dxkStick Python語言教學(xué)套件、LED燈環(huán)及樂高積木組合而成，為一個音響的造型。隨著選定音樂節(jié)奏的變化，音響上的LED燈將隨之變幻，極具創(chuàng)意與藝術(shù)性。有的小組將燈光與透明樂高積木組合，制作了“冰雕”，表達了對2022年北京冬奧會的期盼。還有的小組結(jié)合實際生活，設(shè)計出了“騎行警示燈”。該作品以現(xiàn)實生活中的紅綠燈為參考，通過程序控制LED燈的閃爍與變幻，既遠用了Python編程的知識，又具有一定的現(xiàn)實意義。小學(xué)組的學(xué)生們也完成了他們的創(chuàng)意作品，如“未來家園”和“礦車”，通過燈光編程表達了對未來家園和自動化生產(chǎn)的暢想。學(xué)生們的創(chuàng)意作品不僅體現(xiàn)出了他們的Python編程應(yīng)用水平，更反映了他們對Python語言編程的興趣與熱愛。

本次活動邀請的專家包括中國科協(xié)青少年科技中心科普活動負(fù)責(zé)人、北京市及各區(qū)信息技術(shù)教研員、上海市信息技術(shù)教研員、北京部分學(xué)校信息技術(shù)教師及部分企業(yè)代表。專家們走到每一個學(xué)生團隊的桌前，認(rèn)真聆聽學(xué)生們介紹他們的作品創(chuàng)意，并向?qū)W生們提出問題或建議，進行更深入的交流。最終專家們評選出了5組最佳創(chuàng)意獎、5組最佳編程獎和7組最佳人氣獎。參賽學(xué)生都獲得了探索獎以表彰他們在這一天的活動中所展現(xiàn)出的探索精神。

以趣味活動促進編程教學(xué)的未來發(fā)展之路

本次“FancyPy Light”Python藝術(shù)編程節(jié)是我們對編程學(xué)習(xí)趣味活動的一次成功嘗試，它肯定了趣味活動對于編程教育的重要意義。首先，通過本次活動，我們更近距離地了解了學(xué)生的編程應(yīng)用能力與興趣。學(xué)生們將自己的編程知識與創(chuàng)造力、想象力相結(jié)合，通過編寫代碼表達出了自己對藝術(shù)的理解，這說明學(xué)生們完全有能力學(xué)好Python編程語言。學(xué)生作品極具創(chuàng)造力與創(chuàng)新性，雖然部分代碼并不成熟，但卻是非常好的嘗試，為我們開展編程教育提供了支持。其次，通過本次活動，我們積累了相關(guān)教學(xué)經(jīng)驗，探索和檢驗了藝術(shù)編程節(jié)這種趣味活動模式。今后我們可以開展更多編程教學(xué)趣味活動，不斷對教學(xué)方式進行迭代，使之更有助于推動針對學(xué)生的編程教學(xué)。最后，本次活動作為探索嘗試，參與學(xué)生數(shù)量規(guī)模有限。今后我們將動員更多學(xué)校和學(xué)生參與進來，了解Python藝術(shù)編程節(jié)。

“FancyPy Light”Python藝術(shù)編程節(jié)的成功為未來更多類似趣味活動的舉辦奠定了基礎(chǔ)。除了光影主題外，還可以選擇音樂、繪畫、雕塑等藝術(shù)主題，甚至還可以嘗試將編程與數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等學(xué)科相結(jié)合，設(shè)計出更多樣、更豐富的趣味編程活動。有了這一次活動的順利舉辦，我們相信今后類似活動能夠吸引更多的參與者，能夠越辦越好。我們始終謹(jǐn)記活動的最終目的是通過富有創(chuàng)意的趣味活動促進編程教學(xué)，推動Python編程教學(xué)和中小學(xué)計算機基礎(chǔ)教育發(fā)展。