Python課程教學探討

趙玉明

摘要：python被益為膠水語言，簡介高效適用場合多，本文從課堂教學出發，探討了如何深入系統的掌握一門編程工具。

關鍵詞：編程模式;教學重點;標準庫;擴展庫

據了解，到了2027年，Python會推出5.0版本，開發效率極高、運行速度飛快，會成為全球最受程序員歡迎的開發語言！全球超過50%的IT系統是基于Python開發的。Python在數據分析（大數據/金融分析/商業分析/科學分析等）領域，在人工智能、深度學習領域應用。利用Python 語言提高開發能力，進行網站開發，創建GUI 應用、構建2D/3D 的展示和游戲等。

1 Python編程模式與教學方法

大部分講授Python的老師都有其他語言的編程經驗，聽課的學生也很可能接觸過其他編程語言。在講授、學習和應用Python時，切記不要把其他語言的編程習慣和風格帶到Python中來。不能使用其他語言尤其是C語言的思路去編寫Python程序，那會使得代碼變得非常冗長、繁瑣、可讀性差并且難以維護，浪費大量的寶貴時間，無法發揮Python的優勢，甚至有可能寫出看似正確實則錯誤的代碼。

作為Python用戶，盡量嘗試從最自然、最簡潔的角度出發去思考和解決問題，這樣才能寫出更加優雅、更加Pythonic的代碼。在講授Python程序設計課程時，建議采用邊講邊練、學生分組合作的教學模式，精心設計一些案例帶領學生一起完成并做好嚴格的過程控制與管理，對出現的錯誤信息分析糾錯，通過分步測試解決出現的問題。同時經常鼓勵和引導學生去想“還有沒有更簡潔更快速更直接更好的方法？”類似的問題，激發學生的潛能，也充分挖掘Python語言的潛能。例如：在計算1+2+3+……+99+100=？時，同學們普遍采用循環結構計算語句不夠簡潔，要求學生用一行語句輸出結果，該語句為：sum（range（1，101））

2 Python基礎知識教學重點

2.1 代碼規范

在編寫選擇結構、循環結構以及定義函數和類時，一定要嚴格按照預期的邏輯關系對代碼進行正確的縮進。

2.2 關鍵字、變量、運算符與表達式

在任何編程語言中，關鍵字、變量、運算符、表達式都是最基本和最重要的內容，Python也不例外。在Python中，可以使用print（keyword.kwlist）語句查看所有關鍵字列表，并且不允許使用關鍵字作為變量、函數或類名。Python采用的是基于值的自動內存管理模式，變量不直接存儲值，而是存儲值的引用，這使得Python變量的使用非常靈活方便，例如在列表或元組等序列中可以同時存儲不同類型的數據。在Python中，變量不需要提前聲明，使用結束后也不需要刻意考慮變量的釋放，同時還支持動態改變變量類型。

2.3 Python序列

Python不僅提供了整數、實數、字符串等常見數據類型，還內置了列表、元組、字典、集合等功能強大的序列類型，同時range對象、reversed對象、map對象、文件對象以及其他可迭代對象也支持與Python序列類似的操作。序列可以說是Python最重要的一部分內容，也是實現業務邏輯的重要途徑，這部分內容一定要精講多練。

2.4 帶有else的循環結構和異常處理結構

在Python中，for循環、while循環和異常處理結構可以帶有else子句。對于循環結構而言，當循環條件不成立時執行else中的代碼，如果是執行了break語句跳出循環則不執行else中的代碼。對于異常處理結構而言，如果try中的代碼沒有引發異常則執行else中的代碼。帶有else子句的循環結構和異常處理結構更符合人類的思維方式，可讀性較強，同時也減少了代碼量，是應該熟練掌握和運用的。

2.5 Python內置函數和標準庫

教學中應培養學生經常瀏覽Python幫助文檔的習慣，熟悉Python提供的內置對象和標準庫功能，而不是遇到什么問題都首先想到自己寫代碼實現全部功能，這樣才能獲得更高的開發效率。同時，為培養學生自學能力和獲取新知識的能力，應要求熟練使用dir（）函數查看模塊中對象列表以及使用help（）函數查看對象使用幫助。下面通過幾個例子說明Python內置函數和標準庫的強大功能。

列表對象已經提供了原地排序方法sort（），而內置函數sorted（）則提供了更加強大的功能，可以實現列表、元組、字典以及range和其他可迭代對象的復雜排序。然而，Python標準庫fractions已經提供了用于計算最大公約數的方法gcd（），直接調用即可。

例如：>>> fractions.gcd（40， 32） ?結果為8

3 Python標準庫和擴展庫簡介

Python擁有大量涉及幾乎所有領域的標準庫和擴展庫，并且絕大部分擴展庫都支持使用pip工具進行安裝和管理。需要說明的是，不論針對哪個領域的應用開發，也不論選擇哪個標準庫或擴展庫，Python運算符、序列、各種推導式、程序控制結構、異常處理結構、文件操作等基本知識都是非常重要的，只有完全理解和熟練掌握這些Python基礎知識才能更有效地運用各種擴展庫。在教學過程中可根據具體的學生專業進行適當選取。其中包括GUI編程，網絡編程，大數據處理，系統編程與多語言混合編程，線程編程與進程編程，數據庫編程，多媒體編程與游戲編程，逆向工程與軟件分析，科學計算、統計分析與可視化，移動終端編程，密碼學編程，人工智能與機器學習編程等內容。

4 結語

近幾年來，很多高校多個專業陸續開設了Python程序設計課程，結合多年Python教學工作和實際開發中總結的經驗，對Python編程模式和教學重點進行了剖析，對Python編程模式進行了深入剖析，對Python的應用領域進行了認真梳理，對國內Python程序設計教學工作有極大的促進作用。

參考文獻：

[1]肖旻，陳行. 基于Python語言編程特點及應用之探討[J]. 電腦知識與技術， 2014， 10

[2]董付國. Python程序設計基礎[M]. 北京：清華大學出版社， 2015.8