探索中學信息技術的Python之路

袁濤

摘要：本文從中學生學習Python的必要性、重要性出發，介紹了Python學習過程中教學目標、教學方法、教學內容的選擇。以Turtle繪圖為例，詳細介紹了具體的教學過程。

關鍵詞：中學生;Python;Turtle

中圖分類號：TP311? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）23-0254-02

Abstract： Starting from the necessity and importance of learning Python for middle school students， this article introduces the selection of teaching objectives， teaching methods， and teaching content in the process of learning Python. Taking Turtle drawing as an example， the specific teaching process is introduced in detail.

Key words： middle school student; Python; Turtle

1 中學學習Python的必要性

《普通高中信息技術課程標準》2017版中提到，普通高中信息技術課程旨在全面提升學生的信息素養，發展學生的計算思維。具備計算思維的學生，在信息活動中能夠采用計算機可以處理的方式分析問題、界定問題、處理問題，還可以遷移到與之相關的其他問題解決中。

發展計算思維的重要載體就是編程教育，其關注的是利用信息技術解決問題的能力，強調學生信息化認知方式的發展，強調學生利用信息技術思考與解決問題的能力。通過學習編程，讓學生掌握基本的計算思維，學習能力將大幅提升，有助于改進其他各個學科的學習效果。簡單來說，編程就是發現問題、解決問題，從而實現目標的過程。編程可以使學生由游戲的使用者變成游戲的開發者，用數據理解、分析并解決問題。編程對其他學科提升也有很大幫助，包括數學、物理等學科，在學習編程的過程中提高了學生的邏輯思維能力、學習能力、注意力等，這些對于構建其他學科的思維幫助特別大，同時也有助于成績的提升。

Python是一門很容易上手的編程語言，重算法，輕語法，閱讀一個良好的Python程序就像是在讀英語文章一樣。它使你能夠專注于解決問題而不是去搞明白語言本身。此外，Python的標準庫和第三方庫很龐大，比如要實現某個功能，其他編程語言可能需要 100 行代碼，而 Python 可能只需要幾行代碼，因為其他編程語言什么都要得從頭開始，而 Python 已經內置了很多常見功能，我們只需要導入相關庫，然后調用一個函數即可。

因此，Python的學習對于中學生計算思維的發展是有很大促進作用的。

2 Python教學過程

（1）教學目標

中學生學習Python和大學生的學習目標不一樣，不是為了做軟件開發的，主要是為了提升學生的信息素養，發展學生的計算思維。終極目標就是學會利用信息技術解決問題，發展學生信息化的認知水平，提高學生利用信息技術思考與解決問題的能力。所以，學習興趣的培養、教學方法的選擇、教學內容的選擇都至關重要。

（2）教學方法

為了激發學生的學習興趣，降低甚至消除學生對編程學習的抵觸心理，我們選擇任務驅動法和案例教學法相結合的教學方法，讓學生先學會去解決問題，而不是搞清楚語法是什么。先學會用Python去解決問題，在解決問題的過程中，將簡單語法滲透，這個環節，最重要的是學習興趣，只要讓學生對Python編程感興趣了，就會激發學生的學習欲望，下一步才有學習具體語法的渴望。

（3）教學內容

教學內容的選擇非常重要，不能按照傳統程序設計語言的講法，先介紹語法，再介紹算法，最后再使用。中學生的知識認知水平還沒有達到一步一步搞清楚語法的層面，所以要選擇直觀的、效果很明顯的、學生很熟悉的、理解起來很容易的知識點進行講解。例如，Python中的海龜繪圖，只需要了解運行軌跡，就可以繪制常見幾何圖形。幾何圖形對于中學生很熟悉，軌跡他們理解起來也很容易，所以Turtle 繪圖知識點可以用來吸引學生的注意力，讓學生對Python產生興趣。

本文中以Turtle繪圖為例，詳細地介紹了整個教學環節的設計、教學內容的選擇、教學方法的運用以及教學效果的展示。

從生活中神奇的圖形入手，讓學生了解Python的簡單繪圖模塊—Turtle。Turtle在使用時非常方便，不需要了解復雜的算法，只需要清楚作圖軌跡，就可以很輕松的繪制各種圖形。并通過操作實踐活動讓學生理解并掌握Python turtle相關的語法知識點。讓學生通過編寫繪制直線、正方形等程序，體驗繪圖過程中，程序的作用，分析并了解其工作過程，對程序的具體作用加以認識。

Turtle是Python中的一個簡單繪圖工具，用它繪圖非常方便。使用Turtle繪制圖形時，它會顯示出一個箭頭，該箭頭在一個橫軸為x、縱軸為y的坐標系中，從原點（0，0）位置開始，按照所繪圖形的軌跡繪制圖形。

1）Turtle中的常用函數：

前進 turtle.forward（）;

左轉 turtle. left（）;

右轉 turtle.right（）;

除了這些之外還有速度、顏色和填充等常用函數，幫助我們更好地繪制圖形。

2）Turtle導入方法：

在使用之前要先將Turtle導入到Python中;

import? turtle? as? t

探究活動一：在畫布中繪制一條長度為100像素的紅色直線。思考了解Turtle繪圖的方法和函數的功能。

總結Turtle 繪圖原理：使用Turtle繪制圖形時，顯示出的箭頭我們又稱為“海龜”。我們可以把箭頭想象成一只海龜在窗體正中間，由程序控制在畫布上游走，走過的軌跡形成了繪制的圖形。（同時我們還可以變換海龜的顏色和寬度等，這里海龜就是我們的畫筆（箭頭））。

思考：怎樣從繪制直線到繪制圖形？（以正方形為例）

繪制方法：先繪制一條直線，然后左轉90度，再繪制同樣長度的直線，再次左轉90度，依次再重復兩次上述操作，即可繪制出正方形。

探究活動二：在畫布中繪制一個邊長為100像素的正方形。（畫筆顏色為藍色，填充顏色是紅色。）

評價并總結回顧本節課主要內容，加深對Turtle繪圖和其原理的了解。

思考：編寫繪制等邊五邊形的程序;通過思考題，激發學生繼續學習的興趣。把信息技術的教育延伸到課外。

（4）教學效果

對于中學生而言，Python語法的邏輯性還是有一定的難度的，所以用任務驅動法結合案例教學法，先引起學生的學習興趣，接下來由教師帶著他們完成任務，在看到成果后，學生會有自豪感，會激發學生的學習欲望。在成果的基礎上簡單介紹語法，為了后續解決其他問題做準備。這樣的教學方法，讓學生接受起來比較容易，也不容易產生厭學心理。

3 總結

我們一直致力于把提升學生的信息素養，發展學生的計算思維作為中學信息技術課的終極目標，經過很多年的課程改革，成果初顯。將Python選入中學信息技術課，是社會發展的產物，是人工智能和大數據時代的必然。Python以其易上手、易理解的特點被眾多學習者追捧，Python 可滿足中學生的零起點教學，可實現以最少的代碼解決最復雜的問題，是中學信息技術編程語言的首選。

【通聯編輯：梁書】