“雙主體育人”理念下Python程序設計教學實踐

【摘 要】針對Python程序設計在初中教學中存在編程枯燥無味、學生計算思維與創(chuàng)新思維難以啟發(fā)和培養(yǎng)的問題，本文以“花樣滑冰——for循環(huán)結構”為例，闡述了如何在“雙主體育人”理念下設計Python程序設計教學案例，改進教學模式，落實學科核心素養(yǎng)，為Python程序設計課程在中小學的進一步推進提供新思路。

【關鍵詞】雙主體育人;Python程序設計;案例

【中圖分類號】G434 【文獻標識碼】A

【論文編號】1671-7384（2022）09-050-02

案例背景

由于Python語言簡單、易學、應用范圍廣，被廣泛地應用到中小學信息技術課堂中。但是Python屬于純文本編程，枯燥無味，編寫程序易出錯，學生經常陷入調試程序的泥淖中。解決這一問題的關鍵在于要堅持以學生為主體、教師為主導的“雙主體育人”理念[1]，根據(jù)學生身心發(fā)展特點進行教學設計和課程實施。

案例描述

1.激趣導入：冰墩墩花樣滑冰

在導入環(huán)節(jié)，教師請學生分享冬奧會最感興趣的冰雪運動，學生積極回答各種冰雪運動。接著教師引導學生回答本屆冬奧會上我國奧運代表隊獲得的獎牌數(shù)量以及第九枚金牌的獲得者——隋文靜和韓聰?shù)碾p人花樣滑冰，以此培養(yǎng)學生的愛國主義情懷。隨后教師播放冰墩墩挑戰(zhàn)花樣滑冰視頻，以此激發(fā)學生的學習興趣，并引出本節(jié)課的主題“花樣滑冰——for循環(huán)結構”。

2.程序分析：初步感知Python程序

教師請學生打開文件，運行程序，根據(jù)冰墩墩滑行軌跡思考“forward（200） left（90）”這兩句代碼的含義。學生通過運行程序，觀察圖像變化來猜測代碼的含義，初步感知Python程序的魅力。

3.程序探討：理解計算機解決問題的過程

在該環(huán)節(jié)，教師引導學生思考如何使冰墩墩滑行的軌跡為正方形，同時在教室里動態(tài)模擬冰墩墩滑行正方形的步驟，引導學生用自然語言或者流程圖描述以上步驟，并轉化成計算機能夠識別的Python語言，在程序中利用順序結構完善代碼，運行調試。教師通過直觀的演示和問題的分解幫助學生理解計算機解決問題的過程。

4.自主探究：初步認識for循環(huán)

教師指出以上環(huán)節(jié)利用順序結構令冰墩墩滑行出正方形需要重復四次，如果要重復一百次、一千次這種方法必然不可取，從而引出for循環(huán)語句。接著教師請學生根據(jù)微課和學案自主學習for循環(huán)語句知識，并且修改程序，實現(xiàn)冰墩墩滑行正方形的軌跡。同時，教師引導學生思考for語句中的哪部分內容決定循環(huán)的次數(shù)，如果想讓冰墩墩滑行出兩個正方形，又可以怎么修改程序？通過自主探究，學生對知識有了初步的感知。教師通過微課、學案等腳手架為學生搭建自主學習的環(huán)境，提高學生自主學習的能力。

5.角色演示：深入理解for循環(huán)

在學生自主探究for循環(huán)結構的基礎上，教師先深入地講解for循環(huán)語句的格式，再邀請四名學生上臺，分發(fā)號碼牌，分別充當列表中不同的元素，生動地模擬循環(huán)結構的執(zhí)行過程。角色演示將抽象概念具體化，加深了學生對循環(huán)變量和循環(huán)結構的理解，也培養(yǎng)了學生的計算思維。

6.自由創(chuàng)作：多彩滑行軌跡

在該環(huán)節(jié)，教師啟發(fā)學生如何利用for循環(huán)設計優(yōu)雅的方形螺旋線。學生通過反復的實踐和觀察，總結出角度、距離對形狀樣式的影響，再根據(jù)自己的需求，為冰墩墩設計形狀各異的滑行軌跡。這也培養(yǎng)了學生的計算思維和數(shù)字化學習與創(chuàng)新能力。

7.點評分享：碰撞思維火花

學生完成創(chuàng)意作品之后，通過互評、自評和教師點評等分別從思想、形狀和程序等角度分享自己的作品，體會成功的喜悅，感受運用信息技術解決問題帶來的快樂。

8.總結提升：鞏固升華

教師請學生總結本節(jié)課內容，引導學生思考for循環(huán)還能解決生活中的哪些問題，如機器人送餐、傳送帶送物品、批量生產等。最后學生在線完成課堂習題，教師即時分析并評價學生的掌握情況。

結果顯示，92%的學生對本課內容掌握得比較扎實，6%的學生掌握得一般，2%的學生掌握得較差。本節(jié)課的授課對象是在中山市隨機選取的一所中學的一個初二班級，教師課前通過調查了解到該年級段學生還未接觸過Python程序設計課程。根據(jù)學生的課堂表現(xiàn)以及反饋結果顯示，大部分學生對本課內容產生了濃厚的興趣，對知識的掌握也比較扎實。

案例反思

1.注重思政元素的融合

教育部印發(fā)的《高校思想政治工作質量提升工程實施綱要》中提出，“大力推動以‘課程思政’為目標的課堂教學改革，實現(xiàn)思想政治教育與知識體系教育的有機統(tǒng)一”[2]。中學階段是塑造學生思想品德的關鍵時期，因此，融入思政元素的課程設計不分學科。信息技術課屬于實踐課，教師在授課的過程中往往重操作輕理論，思政元素的滲透更是少之又少。本教學案例以“冬奧”為背景，以花樣滑冰為主線，課堂中不僅傳授冬奧知識，還傳播中國精神，潛移默化地培養(yǎng)了學生的愛國主義情懷和民族自豪感。整個教學設計將思政元素貫穿始終，自然而不刻意，潤物無聲地涵養(yǎng)著學生。

2.注重高階思維的培養(yǎng)

初中階段使用Python文本編程語言，強調能讀懂、欣賞算法，以及使用語言完成特定問題的能力（視課程主線的需要），通過實現(xiàn)算法（包括數(shù)值計算、查找與搜索、數(shù)據(jù)處理、模擬過程、反饋控制等）學習和掌握編程，要避免將編程及編程語言本身（如語言要素、特征、程序）作為教學目標和重難點。因此，教師在授課的過程中一味地講解編程語法格式，則很容易陷入講語言、講格式的泥淖之中，從而忽略對學生高階思維的培養(yǎng)。如何避免這種現(xiàn)象？筆者認為在授課的方式上應該以啟發(fā)式、探索式為主，構建探究式問題，提升學生的創(chuàng)造性思維。本教學案例，學生對for循環(huán)知識的構建均是建立在自主學習、實踐探究的基礎上，學生通過不斷地觀察程序、運行程序、修改程序來掌握程序之間的邏輯關系。

3.貫徹“雙主體育人”理念

“雙主體育人”的教學理念要求以學生為中心，充分考慮學生的身心發(fā)展特點，以學生興趣為導向。筆者在設計課例時，考慮到純文本編程比較枯燥無味，如果將結果可視化，即編寫一條語句，通過運行即可動態(tài)展示出執(zhí)行結果，必然會引起學生興趣。綜上考慮，筆者選用turtle海龜畫圖來實現(xiàn)代碼的可視化。此外，筆者還將海龜圖標換成冰墩墩滑冰圖標，再融入冬奧冰雪背景，這樣冰墩墩花樣滑冰的動圖就隨著代碼的編寫躍然于紙上。學生能即時將自己輸入的代碼轉化成對應的圖像，興趣盎然。

教師在教學過程中需要不斷地根據(jù)課堂的生成情況及時調整授課方法。筆者發(fā)現(xiàn)以學生為主體、教師為主導的課堂更具高效性。程序設計內容應該注重培養(yǎng)學生自主探究和深度學習的能力，只有通過主動探究學習，知識才能被內化，計算思維才能更好地得以培養(yǎng)。

注：本文系廣東省中小學“百千萬人才培養(yǎng)工程”專項科研項目課題“初中信息技術人工智能模塊的項目教學實踐研究”（項目編號：BQW2021JCL003）階段性研究成果

參考文獻

蘆詠莉，黃利華，何建雯，帥筱悅.“雙主體育人”理念下的研學課程建設——以北京第二實驗小學校本課程為例[J]. 中小學信息技術教育，2021（12）： 83-85.

中華人民共和國教育部.高校思想政治工作質量提升工程實施綱要[R/OL].（2017-12-05）[2022-07-08].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A12/s7060/201712/t20171206_320698.html.