高中信息技術Python課程對學生計算思維的培養(yǎng)

摘要：Python編程語言是高中信息技術教學中一門必不可少的課程，具有簡單易學、語法簡潔、功能強大等特點，可以很好地鍛煉學生的問題解決、思考探究等能力，促進學生計算思維的發(fā)展。在高中信息技術課程教學中，教師應當充分認識Python課程的重要價值，想方設法地落實相關教學任務，使學生能夠順利發(fā)展計算思維素養(yǎng)，落實新課標精神。鑒于此，本文主要圍繞高中信息技術Python課程對學生計算思維的培養(yǎng)優(yōu)勢和培養(yǎng)策略進行了探討。

關鍵詞：信息技術Python課程計算思維核心素養(yǎng)

引言

《普通高中信息技術課程標準（2020年版）》明確指出：“全面提升學生的信息素養(yǎng)是普通高中信息技術課程的根本任務；Python編程語言是高中信息技術教學的重要內(nèi)容，其具有簡單易學、功能豐富等特點，在學生計算思維的培養(yǎng)上有著得天獨厚的優(yōu)勢。”因此，在新課程標準背景下，高中信息技術教師要正確認識Python語言的重要價值，努力提高Python課程的教學效率及質量，以確保學生有效掌握所學知識、發(fā)展計算思維，進而助力學生學科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

一、高中信息技術Python課程對學生計算思維的培養(yǎng)優(yōu)勢

計算思維是高中信息技術學科核心素養(yǎng)的構成要素之一，主要是指個體運用計算機科學領域的思想方法，在形成問題解決方案的過程中所形成的一系列思維活動。而高中信息技術Python編程教學則要求學生理解運算符、表達式、函數(shù)、順序結構等抽象概念并能夠熟練地運用它們，實現(xiàn)簡單算法，解決一些編程問題。因此，開展高中信息技術Python編程教學的過程，實質上是教師引導學生圍繞某一問題進行思考，選擇合適算法形成問題解決方案的過程。這樣，可以很好地調動學生的學習積極性，鍛煉學生的抽象思維、邏輯思維及系統(tǒng)思維能力，以此助推學生計算思維素養(yǎng)的發(fā)展。另外，Python編程語言的設計優(yōu)美且精細，對細節(jié)的要求不高，更易于學生的閱讀及學習，可以讓學生把更多的精力投入程序設計中，這無疑有益于學生計算思維的培養(yǎng)。

通過編程語言Python的學習，學生能將實際問題抽象化為程序代碼，并通過邏輯推理和算法設計解決問題，培養(yǎng)抽象思維能力。這對于生活中常見的問題解答很有幫助，從而培養(yǎng)他們的計算思維。

二、高中信息技術Python課程對學生計算思維的培養(yǎng)策略

（一）課前階段——做好準備工作

做任何一件事情，充分的準備是必不可少的。同理，要想在Python課程教學中有效培養(yǎng)學生的計算思維，高中信息技術教師必須注意做好相應的課前準備工作。

1.制定恰當?shù)慕虒W目標

教學目標是課堂教學的出發(fā)點與歸宿，它制定得是否科學、合理，很大程度決定著一節(jié)課的成敗與否。因此，在課前備課階段，高中信息技術教師要認真、細致地研讀教材內(nèi)容，準確把握主要知識技能并恰當設計與之相對應的教學目標，保證Python課程教學能夠順利進行，以此切實促進學生計算思維的發(fā)展。

以《運用順序結構描述問題求解過程》為例，本課主要介紹了Python程序三大基本結構中最常見、最簡單的一種結構，即順序結構。對此，高中信息技術教師可以設計以下教學目標：①了解順序結構的基本概念及特點并掌握相關的“輸入函數(shù)input（）”“輸出函數(shù)print（）”的格式與參數(shù)；②結合實際問題進行分析并恰當運用順序結構的輸入函數(shù)及輸出函數(shù)編寫相應的程序，描述這一問題的具體求解過程；③通過探索與順序結構相關的學習任務，體會Python編程的樂趣，提高學習興趣及熱情。接著，教師還要圍繞制定好的教學目標設計相應的學習任務，恰當規(guī)劃教學過程等。這樣，教師才能有的放矢地開展課堂教學，使學生在學習順序結構相關知識的同時提高計算思維能力。

2.設計有針對性的預習任務

課前預習是課堂學習的“起跳板”，這是學生掃清知識障礙、提高學習效率的重要手段。為了幫助學生有效學習Python編程知識，發(fā)展計算思維能力，高中信息技術教師必須注意指導學生做好課前預習工作。在具體教學實踐中，教師可以圍繞教學內(nèi)容設計“前置性學習單”，讓學生有目的、有針對性地預習新課內(nèi)容，確保學生有效拉近與新知識的距離。

例如，在教學《程序設計語言的基礎知識》中的“Python的運算符與表達式”之前，教師可以結合本課知識內(nèi)容設計課前預習任務單（表1）。這樣，可以指明學生的課前預習方向，提高學生的預習有效性，促使學生更加順利地完成課堂學習任務，發(fā)展計算思維能力。

課堂是對學生進行教育的主要陣地，可以說，Python課堂教學效果的好壞，與學生能否發(fā)展計算思維有直接關系。為了提高課堂教學的有效性，教師要做好以下兩方面的工作：

1.引入具體的教學情境

成功的教學所需要的不是強制，而是激發(fā)學生的興趣。這意味著，為了能夠順利開展Python課堂教學，切實發(fā)展學生計算思維，高中信息技術教師應當注重調動學生的學習熱情，而“情境創(chuàng)設”則是一種吸引學生注意力的有效手段。因此，在實際教學中，教師應當有目的、有意識地引入與教學內(nèi)容相關的具體情境，以便于集中學生的注意力，激發(fā)學生的探究欲望。

比如，在教學《運用循環(huán)結構描述問題求解過程》中的“while循環(huán)的應用”時，教師可以利用多媒體設備播放某地交通路口紅綠燈的相關錄像視頻，即“按綠—黃—紅的順序循環(huán)，每次循環(huán)的時間是30秒，紅燈時間為20秒，黃燈時間為3秒，綠燈時間為15秒。”在此之間，高中信息技術教師引導學生仔細觀察并說出這組紅綠燈的循環(huán)規(guī)律。待學生順利作答之后，教師引導學生明確“這種紅綠燈的循環(huán)規(guī)律與while循環(huán)語句有異曲同工之處”，同時順勢引入本次的教學主題，以此激發(fā)學生探究Python語言while循環(huán)結構的興趣，為有效培養(yǎng)學生的計算思維能力做好鋪墊。總而言之，高中信息技術教師要靈活運用圖片、語言等元素進行情境創(chuàng)設，以確保充分激發(fā)學生的學習興趣，促使學生積極、主動地參與學習活動，這樣才有利于學生計算思維的培養(yǎng)。

2.適時提出啟發(fā)性問題

高中信息技術Python課程對學生計算思維的培養(yǎng)2025年2月下第6期（總第214期）“計算思維”實質上是一種基于計算機科學的思維方式，可見，要想有效培養(yǎng)學生的計算思維，關鍵在于激活學生的思維。因此，在高中信息技術Python課堂教學中，教師應當盡量減少口述理論知識的時間，而是要注重對學生的啟發(fā)性提問，以此引導學生主動思考與探究。

比如，在教學《運用循環(huán)結構描述問題求解過程》中的“for循環(huán)的應用”的時候，教師可以引導學生仔細閱讀教材相關內(nèi)容并探索問題：“for循環(huán)語句有多少種書寫格式？”在這一基礎之上，教師引導學生嘗試運用for循環(huán)語句編程來解決“網(wǎng)購物品累計費用計算”問題并要求學生使用range（）函數(shù)進行編程。同時，教師引導學生思考：“這個網(wǎng)購問題相當于計算什么？”對此，學生很快能夠回答：“計算從1到10的累加值。”接著，教師可以對學生依次提出“這個程序要設計多少個語句（語句組）？第一個語句（語句組）是什么？”等相應問題。這樣，可以引導學生積極思考與探究，使學生在實踐練習中熟練掌握for循環(huán)語句的相關知識，提高邏輯思維、系統(tǒng)思維等能力，切實促進學生計算思維的發(fā)展。

（三）課后階段——深化學習成果

課后復習是學生學習的重要環(huán)節(jié)，對于學生鞏固知識、形成能力有十分重要的意義。為了深化學生的學習成果，進一步鍛煉學生的計算思維，高中信息技術教師應當做好以下課后教學工作。

1.精心設計課后作業(yè)

課后作業(yè)是課堂教學的延伸與補充，也是學生自主學習的重要途徑。在具體實踐中，高中信息技術教師要摒棄傳統(tǒng)的作業(yè)觀，圍繞教學內(nèi)容設計“少而精”的課后作業(yè)，有效激發(fā)學生做作業(yè)的積極性，使學生能夠鞏固Python編程知識，再一次鍛煉計算思維，進而助力學生學科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

比如，在結束《運用選擇結構描述問題求解過程》中的“if語句的應用”教學之后，高中信息技術教師可以這樣設計課后作業(yè)：①某學校籃球隊在擴招隊員時，負責人為了減少工作量，想設計一個自助報名系統(tǒng)（身高180 cm以上可以得到提示：有機會進籃球隊），把新招隊員的身高篩選到180cm以上；②有一家文具店打折銷售作業(yè)本，購買6本以上（含6本）10本以下（含10本）打9折，一次購買11本以上（含11本）打8折，請你幫店長設計一個計費程序，可以根據(jù)作業(yè)本的購買數(shù)量及其單價計算總費用。以上課后作業(yè)以現(xiàn)實生活為背景進行設計，可以增強學生的學習代入感，提高學生的學習積極性，以此促使學生主動完成課后作業(yè)。此類作業(yè)從生活問題出發(fā)，不脫離生活實際，更有代入感，從而讓學生順利鞏固相關編程知識，鍛煉計算思維能力。

2.搭建開放的交流平臺

輔導答疑是課后教學工作的一個重要環(huán)節(jié)，其主要目的在于解決學生的學習困惑，深化學生的學習成果。因此，在基于計算思維培養(yǎng)的高中信息技術Python課程教學中，教師要重視課外輔導工作的開展，注意搭建自由、開放的交流平臺，給予學生暢所欲言的權利，讓學生在交流討論中進一步鞏固課堂知識，提高計算思維能力。

以《運用選擇結構描述問題求解過程》中的“if語句的應用”為例，完成相關的編程練習之后，教師可以把相應程序截圖發(fā)布到班級群中，引導學生進行對比分析，總結概括自己運用選擇結構設計程序過程中存在的問題。接著，教師可以通過釘釘、騰訊課堂之類的在線教學平臺進行課后答疑，組織學生圍繞自己的學習困惑進行交流討論。在這一過程之中，教師要認真查看學生的發(fā)言并適時給予相應的指導，使學生能夠明確條件語句if在使用過程中的常見錯誤。之后，教師組織學生再一次梳理Python語言單分支結構、雙分支結構的算法流程，引導學生結合具體例子進行描述。例如輔導資料打折買一本是原價，買兩本8折，買10本4折，這三種情況甚至多種情況，就可以用if elif else等多條件語句，讓編程問題源于生活并解決生活難題，不脫離生活軌跡。通過以上方式，可以幫助學生查缺補漏，促進學生深化理解相關編程知識，提高邏輯思維、系統(tǒng)思維等計算思維能力。

在高中信息技術Python課程教學中，通過引入具體的情境、提出啟發(fā)性的問題、精心設計課后作業(yè)以及搭建開放的交流平臺等策略，可以有效地培養(yǎng)學生的計算思維。同時，教師還要注意不斷優(yōu)化及完善教學策略，確保學生能夠學有所獲、學有所得，從而助力學生學科核心素養(yǎng)的發(fā)展。在具體實踐中，高中信息技術教師要充分認識到Python課程的重要價值，將培養(yǎng)學生的計算思維作為重要目標之一，積極探索科學、合理的教學策略，以此促進學生全面發(fā)展。值得一提的是，教師在引導學生學習Python編程語言的過程中，要注重傳授給學生正確的編程思想及方法，如分解問題、抽象概括、歸納演繹等，促使學生能夠靈活運用這些思想方法解決現(xiàn)實生活中的問題，進而提高學生的綜合素質及能力。

總之，高中信息技術教師要注意培養(yǎng)學生的計算思維，以此助力學生學科核心素養(yǎng)的發(fā)展。同時，教師還要不斷提高自身的專業(yè)素養(yǎng)及能力，積極探索適合學生的教學方法及策略，確保學生能夠真正掌握Python編程語言的相關知識，進而為學生的未來發(fā)展奠定堅實的基礎。

《普通高中信息技術課程標準（2020年版）》強調學生學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，而Python編程則能夠很好地鍛煉學生的計算思維，促進學生學科核心素養(yǎng)的發(fā)展。因此，高中信息技術教師要自覺加強理論知識的學習，不斷優(yōu)化及完善Python課程教學的開展策略，保證學生能夠學有所獲、學有所得，以此切實推動學生計算思維及信息素養(yǎng)的形成，讓學生可以更好地應對未來遇到的機遇及挑戰(zhàn)。

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