計算機python語言實驗教學

王薇

摘要：計算機課程得到社會各界的廣泛關注，目前高校普及推廣的C語言逐漸拓展為Python語言。Python語言簡潔、高效和生態的3個特點能夠較好地培養大學生解決計算問題的思維和能力。Python語言是目前最接近自然語言的通用編程語言，近年來國內高校逐步開設了Python語言，成為教學改革熱點。本文闡述了Python語言對比C語言的優勢及自身存在的問題，淺談了Python語言的實驗教學策略，采用有趣、有用的小案例來輔助實驗教學。努力培養學生學習程序設計的興趣，提高教學效果。

關鍵詞：Python語言;實驗教學

引言

隨著時代的發展， 構建在互聯網生態模式之上的云計算、大數據、人工智能等新技術， 正滲透到每一個行業，那么具有數據分析和處理的能力對每個行業都有了新的要求。Python是一種解釋性、交互式、面向對象的跨平臺的語言。近年來，熱持續上漲，人才需求量也逐年攀升，備受程序員的追捧。

Python是一門入門簡單、使用靈活、生態完整、應用廣泛的語言[1]。國內很多高校都開設了相關課程，開設專業不僅包括計算機、軟件工程、大數據等與信息技術密切相關的專業，建筑、機械、生物、管理、包裝等專業也開設了這門課程。

實驗是軟件類課程教學重要的一個環節，但目前關于Python實驗教學的研究較少。本文通過設計實際小案例來完成實驗教學，以提高學生分析問題和利用Python程序解決問題的能力[2]。

Python作為一種解釋型腳本語言，可以應用于以下領域中：Web和Internet開發、軟件開發、后端開發、桌面界面開發、科學計算和統計、人工智能、教育近年來，由于Python 有不斷改良的庫，使其成為數據處理使命的一大代替計劃。結合其在通用編程方面的強大實力，我們完全可以只使用Python 這一種編程語言。

Python語言的優勢

傳統程序語言，例如c語言的課程實驗教學安排與教材內容同步，以復習、鞏固理論課的知識點為主，通過代碼驗證理論課中講授的語法、函數和算法。通常的做法是對課堂代碼或者課后習題或其簡單變形進行編程實現，該做法的優點在于與課堂內容結合緊密，便于理解，易于上手，其不足在于各個章節習題較為分散，實驗與實驗之間聯系松散，不利于學生形成一個整體的概念，缺乏一個紅線將其串聯起來。很多學生學習程序語言后仍存在不理解其實際應用，不能很好的建立邏輯思維。

Python語言對于沒有編程語言基礎的學生而言其語序更接近于英語的語法，理解起來更加容易。實驗教學是學生了解課程用途的重要途徑之一。學習課程能干什么，是學生在學習每門課程中從始至終存在的一個問題，學生也期望在實驗教學中得到能力的提升。

Python語言在解決實際問題上有著明顯的優勢，根據各個專業背景不同、學習目標不同，對實驗教師提出了更高的要求，不單單是計算機程序語言的教學，應著力培養學生應用計算機語言解決自身專業實際問題。

與C語言相比，Python語言的優勢具有以下5個方面：

（1）簡單易學。Python語言語法簡單，學習起來容易上手。這使學生能夠專注于解決問題而不是學習語言本身。

（2）解釋性。Python寫的程序不需要編譯成二進制代碼，可以直接從源代碼運行程序，可以跨平臺。

（3）Python語言是開源的、免費的。

（4）可擴展性。為了提升運行效率，可以采用C/C++來編寫關鍵代碼，然后在Python程序中使用它們。

（5）具有豐富的標準庫和第三方包。

計算機python語言在實驗教學中存在的問題

Python環境搭建問題。Python程序安裝包的版本較多，幾乎平均每年都有版本更新，學生在選擇安裝包時需根據自身電腦操作系統的版本進行匹配。安裝后需配置環境變量，與Java安裝類似，現在Python高版本安裝包已兼容了環境變量的配置，不需要單獨配置。Python程序安裝后可使用自帶IDLE編輯器進行編程，也可選擇其他編輯器。

實驗教學、學生自備電腦系統一般均為Windows系統，python語言程序安裝包版本較多，個別版本在實際編程過程中，特別是引用第三方包時可能出現語句不一致的情況，這些都會影響學生的學習效率。

計算機Python語言實驗教學策略

筆者通過計劃外實驗的方式開設Python語言實驗教學，通過設計有趣、有用的教學案例，從而提高學生分析問題和解決問題的能力，提高實驗教學效果。

（1）有趣小案例。例如，動態表情包的實現。通過簡短的Python語句可將靜態圖片合成gif的動圖。本案例設計思想簡單，學生可以使用自己喜歡的素材完成實驗。結果展示方便、清晰、易讀，又可以調動學生學習的積極性。

（2）有用小案例。例如，動態圖表的可視化。通過簡短的Python語句實現柱狀圖、折線圖、餅圖、動態散點圖等圖表。結合學生所學專業，特別是展現專業課程實驗數據的處理等方面有著明顯的優勢。

引導學生在學習python語言的過程中引入自身的所學專業知識，讓編程語言輔助解決專業課程的實際問題。根據學生的理解能力和知識結構選取合適的案例進行實驗設計是實驗課安排的關鍵。

總結

Python實驗教學今后應多考慮案例式教學方法，將Python語言教學模塊化，每個模塊通過實際小案例來促進學習、理解，提高學生的學習興趣。在今后的教學實踐中，一方面不斷補充適用于Python實驗教學的項目與案例，另一方面多聽取學生的意見，了解Python語言在其他學科實際應用中的優勢。

每一種程序設計語言的發展都與時代背景有著不可分割的聯系，Python是一種開放性語言，具有簡潔高效的特點，并且擁有豐富的標準庫和第三方工具包，在處理數據方面具有較高的優勢。通過有趣、有用的案例實驗教學模式，提升學生學習興趣。

參考文獻

[1]趙廣輝. 面向新工科的Python程序設計交叉融合案例教學[J]. 計算機教育， 2017（8）： 23-27.

[2] 秦科，劉貴松.面向Python應用的大學教學改革初探[J].計算機教育，2017（09）：21-25.