人工智能Python語言課程的教學探索與實踐

黃梅

【摘? 要】Python由荷蘭數學和計算機科學研究學會的Guido van Rossum?于1990年代初設計，它是一門編程語言，用于和計算機溝通，是人工智能最便捷的語言。它提供了高效的數據結構，能簡單有效地面向對象編程。它應用廣泛，如人工智能、人臉識別、語音助手、科學計算、機器人等前沿科技，還能做軟件應用和操作硬件。基于Python語言的特性，使它成為多數平臺上寫腳本和快速開發應用的編程語言。

【關鍵詞】Python編程;流程圖;模塊;能力

Python是一種面向對象的解釋型計算機程序設計語言，具有豐富和強大的庫，它的特點：簡單易學、免費開源、高層語言、可移植性強、面向對象、可擴展性、可嵌入型、豐富的庫、規范的代碼等，但學生掌握起來還是很困難，新教材（四川版）七、八年級每一冊都融入了Python編程內容，對培養學生創新、合作、分享的能力具有積極的意義，現將我這兩年Python編程教學實踐談一下我的感受。

一、Python語言中的語句有固定和規范的格式。這一點必須讓學生熟練掌握，以便融會貫通。Python語言語法特點：

1、第一條語句一定要頂格寫在最左邊，不能有空格。如果有空格，學會看錯誤提示。

2、錯誤提示中的^，指錯誤發生的地方。

3、Python是大小寫敏感的語言，如：print不能寫成Print。

4、第一行語句前面可以有空行。

5、行首要對齊。

針對這些特點，就需要非常嚴謹的細致的習慣，一開始寫的時候就不夠規范，很多學生在調試運行的時候遇到問題，缺乏耐心和細心，發現不了問題，心里有些急躁。如：print（‘你好！Python），學生普遍存在的問題：括號（）、單引號（‘）或雙引號（“”）都需在英文半角狀態輸入;單引號、雙引號和括號必須成對出現。學生稍不注意就出現語法錯誤。為了減少錯誤，我教給學生最不易出錯的方法：叫學生先在英文半角狀態下輸入print（‘）或print（“”），再在中文狀態下輸入括號里的“你好！”，最后切換到英文狀態下輸入“Python”，通過運用這種方法，學生幾乎不出錯了，解決了學生在錄入程序的語法錯誤，學生的自信心增加了，學生調試程序成功之后，學習興趣就更濃。

二、Python是一門編程語言，和所有編程語言一樣，都要經歷編程的一般過程：分析問題、設計算法、編寫程序、調試運行。七、八年級有的學生掌握的很快，但還是很難達到靈活運用，有的學生看起來寫程序很快，但實際上寫出來的代碼漏洞百出，甚至有的同學就是照著導學案上抄代碼。這種看起來很高效的方式實際上是沒有動腦的表現。為提高教學效果，上課的時候我著重指出了部分同學的問題，讓他們根據所學知識，回歸到編程一般過程中來，先分析問題，找到切入點，通過計算，得出結論，讓學生畫出流程圖，再一步步編寫程序，經過調試運行，最終完成任務，這樣就能達到事半功倍的效果。

三、創設Python編程趣味化學習氛圍，激發學生學習興趣。心理學家告訴我們：凡是因為好奇而受到獎勵的學生，一定愿意繼續進行新的探索，從而促進其產生創新的思想。教學中建立平等、和諧的師生關系，尊重學生的愛好和人格，鼓勵學生發表自己獨立的見解，提出質疑，為學生提供創造的空間和機會。尊重學生的觀點，不強求統一，確保學生創新的積極性。教學中運用信息技術創設思維、想象空間，培養學生的創新能力，鼓勵學生從不同角度、不同方面去思考問題，從而產生新的理解、假設和結論，產生獨到見解。Python語言教學，難在對程序語句的理解，流程圖的繪制，嚴格的語法格式。簡單粗暴的教學，學生會覺得枯燥無味，對此，適當在教學中讓學生去體驗Python趣味游戲、編程效果，3D動畫等，多樣化的教學方式，讓學生在娛樂中逐漸了解Python編程的過程和效果，激發求知欲，產生更濃厚的興趣。

四、引導學生應用Python基礎知識來解決實際問題。從教學實際看：讓學生真正重視Python語言教學的學習，必須要有具體的任務來驅動，布置任務后，讓學生以小組為單位通過“問題分析——設計算法——編寫代碼”三大步驟來自主探究來試著完成任務，然后輸入程序并進行調試。結合生活實際例子來進行教學，如：在教學print（?? ）和input（?? ）語句時，設計和電腦進行人機對話的例子（請問你叫什么名字？）、計算一年有多少天的運算程序等。在教學密碼正誤if...else語句時，先讓學生調試書上的密碼程序，然后舉一反三設計一個比較大小的程序，涉及到一些函數如float（?? ）、int（?? ），讓學生了解一些函數的功能，也實現了知識的拓展。這樣學生即利用所學知識解決了實際問題，又能調動學生的學習積極性。

五、利用Python中用turtle模塊畫圖，激發學生編程的興趣，提升創新能力。turtle模塊的功能強大，為幫助學習turtle模塊，Python編程內置了turtle模塊的功能演示文件，看看演示效果，會讓我們對turtle模塊的功能有更為直觀的體會。在教學中將生活中的畫畫與Python中畫畫聯系起來，使學生有一個循序漸進、自我知識建構的過程。通過聯系生活中畫畫的經驗進行自主學習。如：編程畫花朵，有的學生還是不進行實踐，懶得動手，這樣只是想明白了，不落實到實際操作，很不利于學生能力的提升，我鼓勵一些學生模仿導學案寫代碼，這樣也能享受到寫完代碼運行成功的樂趣，在解決畫花朵問題的過程中學生可以獨立思考、小組合作。通過完成任務，培養動手能力、邏輯思維能力，激發學生使用Python進行編程的興趣。

六、課前準備充分，課中承上啟下，內容生動實際，增加學生的成就感。在充分掌握學情的基礎上，在課堂容量設計中要留有余地，在教學組織設計中要有引導性，在教學過程中要寓教于樂。如在學習條件控制if...else語句教學時，事先準備好本節課的教學資料，將上課要用到的Python基礎知識和編程中要運用到的素材和幫助材料發給學生，便于學生自學使用，對所學內容先有一個初步了解。課前再將計算2個商品總價格的不完整程序發給學生，讓學生補齊，這樣即是對上節課學習內容的復習鞏固，也是對學情的一個充分了解，同時這個程序也用于后續if語句的學習當中。課中學生從“判斷密碼正誤”，拓展到“比較兩個數的大小”，再聯系生活實際到自己“當老板收銀”，再到策劃促銷打折手段，計算打折價格……把一個簡單枯燥的程序，轉變成比較感興趣的網購結算程序，由淺入深，有助于培養學生堅強的意志和敢于挑戰創新的能力。

總之，學習Python編程，需要學生從基礎語句開始，慢慢讓他們更深入了解Python語言的更多語句格式和巧妙用法。對書中的每一章節，我們都要對將要講述的語句和函數進行了詳細的講解，同時還要設計一些拓展練習和思考題，讓他們去實踐，對語句和函數就會有更深刻的理解。在我看來，學習Python的最大動力其實是興趣。正如偉大的科學家愛因斯坦所說：“興趣是最好的老師”。只有對編程具有濃厚的興趣，才會有學習動力，激發學生的創新意識，培養學生的創新思維，提高學生的創新能力。

參考文獻：

[1]Python 教程四川教育出版社2020年

[2]Python破冰人工智能從入門到實戰

[3]李金 編程基礎、科學計算及數據分析 北京機械工業出版社2018

[4]李博文 Python編程應用挑戰賽 小棧AI教育研究中心