基于計算思維的高中Python程序設計教學的探究

徐春萍

【摘要】所謂計算思維是指通過使用計算機的基礎科學運行方式解決一系列的問題，包括對人類行為的解構、對深度問題的計算和解答、對結構系統的設計與優化。通過一定的教學模式引導學生使用計算思維解決實際問題，是將學生培養成計算機應用人才的必經之路。本文將關注高中Python程序設計教學過程中計算思維模塊的教學方式，介紹Python程序設計的技術特點和教學優勢，并提出課堂教學的改進方法，希望能夠為提升高中Python語言課堂教學效果，培養具備計算思維的人才提供借鑒。

【關鍵詞】計算思維;高中信息技術;算法與程序設計

可以認識到，隨著時代發展，我國逐漸進入由計算機主導的科技時代，在這個時代中，計算機能夠為各行各業賦能，增加服務與產品的附加值。因此，近年來我國各個行業對計算機人才的需求量逐步增加，處于供不應求的狀態。針對這一趨勢，有必要從高中教學課程中增加對學生計算機能力的培養，為學生日后選擇計算機深度學習打下良好的基礎。在高中計算機教學中，通過開展程序設計不僅可以幫助學生真正掌握計算機技術應用的實用技能，還能夠培養學生的計算機思維，習慣使用計算機語言解決遇到的問題，為日后深入學習打下能力和興趣的基礎。在一系列的計算機語言中，Python 程序設計由于其本身的技術特點，較其他計算機設計語言更簡潔、更易讀、也更具發展性，作為初學者的學習工具非常合適，能夠幫助高中生不必過多關注語法細節，而解放更多注意力在運用語言解決問題上，充分鍛煉計算思維的實際運用。

1 Python 程序設計的語言優點

Python 程序設計的語言優點有三點，分別是：語言語法簡潔、語言開放，免費獲取、第三方軟件充足，提供強大輔助功能。

1.1語言語法簡潔

相較于JAVA等語法較復雜的計算機語言來說，Python語言的語法簡單，不需要初學者擁有非常強的邏輯和代碼能力，而且依然可以保證良好的代碼效果，照顧到了初學者的心態，不會打擊自信心。

1.2語言開放，免費獲取

Python所有內容都是開源免費的。學生不必支付費用就可以在網上下載安裝使用，非常適合沒有經濟基礎的高中生。另外，Python語言是開源的，用戶可以對其源代碼進行修改，變成適合自己操作的版本，對用戶非常友好。

1.3第三方軟件充足，提供強大輔助功能

由于Python語言的開放性，用戶在使用過程中能夠不斷根據不同需要開發新的功能，形成龐大的開發庫，開發庫內部包含了Python官方設計的標準庫，還有設計人員開發的第三方庫，為初學者設計較復雜的程序提供幫助，這也是Python語言能夠逐漸強大的原因。

2基于計算思維的Python語言程序設計課程的教學

2.1合理分配時間

高中計算機課程教學面臨兩項挑戰：課程時間緊湊，如何在有限的時間內最大程度幫助學生掌握Python程序設計、學生作為初學者，教師如何通過課程規劃幫助學生克服學習困難，避免厭學情緒。為了解決這兩個問題，教師有必要綜合考慮學生的學習狀態和教學時長，重點考慮學生的學習狀態，進而調整學習進度。在教學規劃方面，應當分為三個主要階段，每個階段各有分工，難度逐級遞增，最終實現學生自主使用Python進行程序設計的目標。第一階段，教師主要應當向學生傳授Python語言的相關信息，包括語言作用以及相較于其他語言的優勢，還有幫助學生熟悉Python界面的各項功能。第二階段，教師需要向學生傳授Python語言的設計原理，讓學生學習Python語言的基本語句和語法，講解一些主要的知識點和邏輯。通過讓學生嘗試設計一些基礎語句后方可以開始第三階段的學習。第三階段，教師可以讓學生嘗試開始使用Python進行整體設計，在這個過程中學生開始運用計算思維考慮問題，逐步形成邏輯自洽的計算機思考方式，最終實現自主編寫完整Python程序的目標。

這一系列的教學設計最終目的是要降低學生在學習新知識時的接受難度，通過漸進式的教學方法降低難度，盡可能避免學生因為碰到難題而對Python語言學習產生恐懼，喪失學習熱情。同時，該教學方法由點到面，從局部到整體的教學方式也有助于學生培養計算思維，改變傳統邏輯模式。

2.2改進教學方法

在進行實際教學過程中，學生很多時候無法順暢地將傳統邏輯轉化為計算思維，認為Python語言過分抽象，進而影響到學習情緒。為了避免這種情況大規模出現，教師需要注重教學方法，可以通過將知識點進行類比，幫助學生理解語言的內在邏輯。例如，形象化教學是一種常用的Python教學方法，通過將不易理解的Python結構和算法類比成現實中存在的事物，能夠幫助學生理解為什么存在這樣的邏輯結構，順利轉化思維，最終擁有計算機思維。教師在教學過程中還可以鼓勵學生舉一反三，在理解了一種計算機語言邏輯結構的基礎上思考其他結構，或者從一些現實事物上獲得靈感，鍛煉學生的計算機思維能力。

3結語

必須認識到，未來很長一段時間內，計算機都是推動我國經濟發展的主要動力之一，未來的計算機市場前景廣闊，對能夠熟練運用計算機語言進行設計的人才需求量非常大。有關各方應當加以重視，加深對計算機技術的認識，不斷推動高中計算機課程教學質量提升，教師要科學合理地設計課程方案，結合學生的學習狀態和情緒進行教學，使用合理的教學方法幫助學生理解抽象復雜的計算機語言問題。另外，通過使用Python語言可以降低教學難度，提升教學效果，幫助學生掌握計算機思維，非常適合初學者學習，能夠使學生在深入學習計算機程序設計前打好基礎，為我國未來計算機技術發展與相關應用提供人才。

參考文獻

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