Python在高中信息技術(shù)教學(xué)中的實踐運用探析

張立

摘要：Python程序設(shè)計語言是計算機編程中的重要編輯語言，其形式和語言結(jié)構(gòu)較為簡單，并且具有開源性與擴展性的特點。本文分析了Python在高中信息技術(shù)教學(xué)中的優(yōu)勢，并且圍繞基本數(shù)據(jù)類型等提出了實踐運用的方案，為教師提供理論借鑒，提高教學(xué)水平，讓學(xué)生學(xué)會Python語言的方法，從而促進國家計算機技術(shù)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：教學(xué)內(nèi)容;課程實踐;網(wǎng)絡(luò)資源

引言：在現(xiàn)代科技快速發(fā)展時期，對于高中生具有較高的要求，不但需要掌握基本的計算機操作，而且還需要掌握一定的編程技巧。在高中信息技術(shù)教學(xué)中，計算機程序設(shè)計是重要課程之一，為學(xué)生日后學(xué)習(xí)計算機課程提供保障。陶行知先生說過“生活即教育”，因此，高中生需要跟上時代的腳步，根據(jù)當(dāng)下信息技術(shù)的形式，完善Python的知識體系。

一、Python在高中信息技術(shù)教學(xué)中的優(yōu)勢

信息核心素養(yǎng)主要由四個要素組成，分別是計算思維、信息意識、信息社會責(zé)任、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新，是學(xué)生逐漸掌握知識與技能的過程。在發(fā)達國家中，已經(jīng)超過6成學(xué)校開設(shè)了Python程序設(shè)計語言的課程，并且取得了顯著的教學(xué)效果，提高了學(xué)生計算機編程的成績，逐漸受到學(xué)校的重視，主要具有以下優(yōu)勢：

第一，由于C語言、Java等傳統(tǒng)編程的語言結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，與其相比，Python程序設(shè)計語言簡化了語言結(jié)構(gòu)，成為計算機中的主流編輯語言，因此，Python在高中信息技術(shù)教學(xué)中具有重要意義。第二，Python具有開放性的語言交流社區(qū)，為編程人員提供了交流學(xué)習(xí)的平臺，同時還具有較強的移植擴展性與兼容性。第三，Python語言可以實現(xiàn)跨平臺的溝通交流，其程序運行的源代碼，為眾多的現(xiàn)代科技提供了保障，例如物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)云計算、人工智能等。第四，Python語言具有大量的數(shù)據(jù)資源，包含了數(shù)據(jù)分析領(lǐng)域的眾多功能，例如web開發(fā)、科學(xué)計算、數(shù)據(jù)庫接口等，增加了學(xué)習(xí)計算機技術(shù)的途徑。第五，Python語言主要分為兩個方面，一方面是Python基礎(chǔ)，另一方面是Python生態(tài)圈，其中Python基礎(chǔ)主要功能是梳理各個過程中的思路，解決程序設(shè)計中的問題，是基本的程序語言設(shè)計。而Python生態(tài)圈與普通的編程語言不同，主要應(yīng)用第三方函數(shù)數(shù)據(jù)庫。對于高中計算機課程而言，作為非專業(yè)的入門課程，計算機基礎(chǔ)程序設(shè)計就可以滿足需求，而對于擁有專業(yè)知識的群體，則需要開設(shè)專業(yè)編程課程[1]。

二、Python在高中信息技術(shù)教學(xué)中的實踐運用的方案

（一）課程理論教學(xué)內(nèi)容

Python教學(xué)內(nèi)容主要以問題為出發(fā)點，按照嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S邏輯進行解答，其教學(xué)內(nèi)容內(nèi)容框架包括基本數(shù)據(jù)類型、復(fù)合數(shù)據(jù)類型、程序流程控制、函數(shù)與模塊等。首先，在Python編程語言中，基本數(shù)據(jù)類型包括常用函數(shù)和表達式、各類數(shù)據(jù)對象的表達方式、基本運算規(guī)則等。其主要是由三種控制結(jié)構(gòu)組成，分別是順序、選擇、循環(huán)。順序結(jié)構(gòu)包括數(shù)據(jù)的輸入與輸出、語句賦值等。選擇結(jié)構(gòu)包括結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)、條件的描述與運算等。循環(huán)結(jié)構(gòu)包括各類循環(huán)控制、for循環(huán)結(jié)構(gòu)、while循環(huán)結(jié)構(gòu)、循環(huán)嵌套語句等;其次，復(fù)合數(shù)據(jù)類型包含了字典與集合的應(yīng)用、列表與元組的應(yīng)用、字符串的處理等，進行字符串的編碼、檢索、分片等操作，相互轉(zhuǎn)化列表的特有操作、序列的通用操作、列表與元組，之后進行字典與集合的操作;最后，函數(shù)與模塊包括了函數(shù)的定義、調(diào)用、參數(shù)設(shè)置、遞歸調(diào)用、嵌套等。其余課程包括文件操作、圖形繪制等，對文件進行打開、操作、處理，以及圖形事件的處理與應(yīng)用。

（二）課程實踐教學(xué)內(nèi)容

高中的信息技術(shù)課程需要基本的設(shè)備與設(shè)施，滿足學(xué)生實踐的需求，需要專業(yè)的測試儀器與工具，進而提高實驗的質(zhì)量與效率，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力，因此，需要加強實驗室建設(shè)。當(dāng)學(xué)生掌握基本的編程語言后，教師需要組織學(xué)生進行相關(guān)的實踐，制定合適的實踐內(nèi)容，要求學(xué)生獨立完成實踐項目。在運用Python語言中，根據(jù)問題進行分析，之后開始編輯算法與程序，在完成調(diào)試程序后，就會發(fā)現(xiàn)提高了學(xué)生的計算機能力，以及分析問題能力、解決問題的能力。代表性的課程設(shè)計包含多個方面，例如繪制各種曲線、設(shè)計用戶圖形界面、設(shè)計相關(guān)程序、處理自然語言、求解線性方程等，學(xué)生需要先對問題進行分析，之后建立數(shù)學(xué)模型，確定最佳的編輯算法，完成設(shè)計與調(diào)試程序，進行準(zhǔn)確評估與分析結(jié)果。通常情況下，有三種主流算法可以對問題進行求解，分別是Python標(biāo)準(zhǔn)庫求解、基本算法、第三方庫代碼復(fù)用，其中第三方庫是重點內(nèi)容，其中包括SciPy模塊的計算、NumPy模塊的使用等，由于高中編程的課時較短，限制了部分高級應(yīng)用，例如數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)爬蟲技術(shù)等[2]。

（三）注重多元評價

評價可以反映出教育價值的多元性，教師需要收集學(xué)生的信息，全面評價信息技術(shù)水平，從學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律出發(fā)，在核心素養(yǎng)下，合理設(shè)計試題，創(chuàng)建不同的問題情景，考察學(xué)生不同層次的能力。此外，建議教育部門聘請關(guān)于Python語言的專家，為其制定標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)考試與評價，在Python語言的JudgeOnline的基礎(chǔ)上，進行適當(dāng)?shù)卣{(diào)整，使其滿足信息技術(shù)發(fā)展的需求。

（四）探究式學(xué)習(xí)

高中生具有較強的動手能力與求知欲，更愿意向老師展現(xiàn)自己的能力，對計算機技術(shù)產(chǎn)生強烈的積極性與好奇心，因此，教師需要根據(jù)此特點，采用探究式方式，正確引導(dǎo)學(xué)生編程，使其感受計算機程序的樂趣與美好。在數(shù)據(jù)與計算中，要求學(xué)生充分發(fā)揮程序的作用，可以獨立編制情景，大概了解計算機程序，以及Python程序設(shè)計語言。教師可以進行簡單的演練，使學(xué)生了解Python編程的基本操作流程，還可以在課堂上布置編程作業(yè)，使其更好地理解與計算，掌握編程的基本方式，實現(xiàn)處處是創(chuàng)造之地，人人是創(chuàng)造之人的目標(biāo)。

（五）利用網(wǎng)絡(luò)資源學(xué)習(xí)Python語言

Python語言可以直接導(dǎo)入內(nèi)置模塊，第三方開源模塊、自定義模塊，滿足程序開發(fā)人員的需求，不同模塊的應(yīng)用具有不同功能，主要分為三個環(huán)節(jié)：第一，教師可以進行相關(guān)的教學(xué)情境布置，在Python中繪制出牡丹花，對程序語句中的功能進行分析，之后引出Python模塊應(yīng)用。第二，關(guān)于Python模塊，學(xué)生可以尋找相應(yīng)的網(wǎng)站，掌握模塊種類，以及程序的基本方法。第三，根據(jù)網(wǎng)頁中的內(nèi)容提示，在Python安裝目錄下，可以尋找不同模塊的文件，更好地理解網(wǎng)頁中晦澀難懂的部分，體現(xiàn)出Python語言的強大作用。

結(jié)論：綜上所述，在高中信息技術(shù)教學(xué)中，Python的實踐運用可以提高學(xué)生的信息技術(shù)，進行實踐性教學(xué)，其中Python的編寫與應(yīng)用至關(guān)重要，教師需要采用正確的教學(xué)方法，提高學(xué)生的理論知識，以及動手操作能力，從而提高教學(xué)的質(zhì)量。

參考文獻：

[1]馬尚輝.基于學(xué)科核心素養(yǎng)的高中信息技術(shù)Python教學(xué)初探[J].教學(xué)管理與教育研究，2019，004（006）：82-83.

[2]于雁.高中信息技術(shù)python模擬程序的編寫及應(yīng)用[J].電腦知識與技術(shù)，2019，15（30）：224-225.