常用編程軟件在教學(xué)應(yīng)用中的對比與分析 論文

PAGEPAGE1常用編程軟件在教學(xué)應(yīng)用中的對比與分析Python在信息技術(shù)教學(xué)過程中發(fā)行版本Anaconda和集成開發(fā)環(huán)境PyCharm學(xué)過程中Python程序設(shè)計語言開發(fā)工具的選擇提供了數(shù)據(jù)參考與依據(jù)。關(guān)鍵字：信息技術(shù)，云課堂，程序設(shè)計，Python，編程工具，Anaconda，PyCharm高中信息技術(shù)課堂的軟件也成為了信息技術(shù)教學(xué)過程中面臨和亟需解決的問題。題。一、環(huán)境介紹1.教材背景自2020年秋季學(xué)期開始，我校在教育部門統(tǒng)一部署安排下，開始使用新的信息技術(shù)教材進(jìn)行教學(xué)活動，教材為廣東教育出版社《信息技術(shù)》2019版。新在信息社會中越來越重要的促進(jìn)作用，逐步成為信息社會的積極參與者。2.Python程序設(shè)計語言的特點為什么高中信息技術(shù)會在眾多的高級程序設(shè)計語言中選擇Python？Python高級程序設(shè)計語言是一種面向?qū)ο笥嬎銠C(jī)程序設(shè)計語言。Python語應(yīng)用的編程語言，提供了高效的高級數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，還能簡單有效地面向?qū)ο缶幊?，可以在幾乎所有的操作系統(tǒng)中運(yùn)行。Python解釋器比較容易進(jìn)行擴(kuò)展，并且包言相比，具有如下特點：1.速度快。Python的底層采用的是C程序設(shè)計語言，包括許多標(biāo)準(zhǔn)庫和第三方的庫函數(shù)也都采用的是C程序設(shè)計語言，運(yùn)行速度非?？?。2.易讀、易維護(hù)。風(fēng)格簡單明了、強(qiáng)制縮進(jìn)整齊劃一。3.易學(xué)易用。Python對于初學(xué)者非常友好，且有簡潔詳細(xì)的說明文檔。4.結(jié)構(gòu)簡單。Python是一種代表簡單主義思想的語言。我們在讀取規(guī)范化的PythonPython解決問題而不需要去深度研究Python語言本身。3.終端設(shè)備參數(shù)信息型。一種是教師機(jī)終端，數(shù)量為6336臺，且硬件配置和軟件配置相同。兩種終端主要參數(shù)屬性如表1所示：表1教師機(jī)終端和學(xué)生機(jī)終端參數(shù)信息表終端屬性教師機(jī)終端學(xué)生機(jī)終端計算機(jī)型號HPProDesk400G4MTRuiJieRG-RCD6000操作系統(tǒng)Windows7家庭普通版64位Windows7旗艦版32位瀏覽器GoogleChrome版本105.0.5195.102(64位)GoogleChrome版本102.0.5005.115(32位)處理器英特爾Corei5-6500@3.20GHz英特爾Xeon(至強(qiáng))E5主板惠普82A1RedHat主板內(nèi)存4GB(海力士DDR42400MHz)1GB(RuiJieRAM)主硬盤希捷ST1000DM003-1SB102(1TB)RedHatVirtIOSCSIDiskDevice(21GB)主顯卡AMDRadeon520(2GB/微星)RedHatG41ExpressChipset(RedHat)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境1000M電信專線網(wǎng)絡(luò)1000M電信專線網(wǎng)絡(luò)終端數(shù)量6臺336臺二、Anaconda和PyCharm介紹高級程序設(shè)計語言Python在安裝時自帶了PythonShell每次只能編寫一行代碼，編寫多行需要新建編寫文件。Anaconda和PyCharm介紹如下：1.發(fā)行版本AnacondaAnaconda作為開源的Python包管理器，是一個Python發(fā)行版，其中囊括了Anaconda在使用時不必再額外安裝包文件操作。2.集成開發(fā)環(huán)境PyCharmPyCharm是為Python編程語言專門打造的一款Professional專業(yè)版，版Education教育版和Community社區(qū)版。專業(yè)版為收通過它完成作業(yè)，集成了一個Python的課程學(xué)習(xí)平臺，雖然在功能上沒有專業(yè)版中擁有的比如Web開發(fā)、Web框架、遠(yuǎn)程開發(fā)能力、數(shù)據(jù)庫等功能，但是完全結(jié)果等需求。三、教學(xué)中關(guān)于Anaconda和PyCharm的對比和分析維度進(jìn)行對比和分析，具體內(nèi)容如下：1.安裝過程（1）安裝文件的獲取Anaconda安裝文件根據(jù)教材配套的光盤中提供的鏈接進(jìn)行獲取，Anaconda的Windows64位的安裝程序文件（存儲空間大小為594MB）下載花費總時長為114.2s。PyCharm安裝文件通過搜索引擎搜索官方網(wǎng)址進(jìn)行下載，在使用相同計算機(jī)、瀏覽器的情況下，PyCharm的Windows64位安裝程序文件（存儲空間大小為377MB）的下載總時長為37.7s。由此可以看出，從獲取途徑的和安裝程序文件下載時長方面來看Anaconda與PyCharm安裝文件獲取方式容易獲得，時長方面也相差無幾。（2）安裝的操作難易度Anaconda與PyCharm兩者安裝流程簡潔，同時提供了自動配置環(huán)境變量的功能選項。主要區(qū)別在于是Anaconda是一個基于Python的數(shù)據(jù)處理和科學(xué)計算平臺，它已經(jīng)內(nèi)置了許多非常有用的第三方庫，裝上Anaconda，就相當(dāng)于把Python和一些如等常用的庫自動安裝好了，使得安裝比常規(guī)Python除了安裝所必需的Python程序以外，還需要通過pip的方式安裝各種所需庫文件。2.啟動過程（1）啟動方式Anaconda啟動時，需要先啟動AnacondaNavigator桌面圖形用戶界面，通過Home頁面（如圖1所示）選擇基于網(wǎng)頁的交互計算應(yīng)用程序JupyterNotebook，點擊launch后自動啟動瀏覽器運(yùn)行，啟動后如圖2所示。圖1AnacondaNavigator桌面圖形用戶界面圖2JupyterNotebook界面PyCharm啟動進(jìn)入主界面（如圖3所示），首先需要創(chuàng)建一個工程，然后創(chuàng)建一個項目，最后選擇好項目目錄，才會顯示代碼編輯區(qū)進(jìn)行代碼編寫操作。圖3PyCharm主界面（2）啟動時長對比經(jīng)過對每臺學(xué)生機(jī)終端進(jìn)行3次，共計1008次的啟動時長統(tǒng)計。其中Anaconda啟動所需最短時間為35.16s，啟動所需最長時間為83.37s；PyCharm啟動所需最短時間為33.95s，啟動所需最長時間為69.64s。1060次的啟動時長統(tǒng)計處理，其中Anaconda啟動所需最短時間為53.35s，啟動所需最長時間為125.11s；PyCharm啟動所需最短時間為平均啟動時長如表2所示。表2Anaconda與PyCharm在不同設(shè)備啟動花費時長信息統(tǒng)計表計算機(jī)終端類型測試總次數(shù)啟動Anaconda平均時長啟動PyCharm平均時長學(xué)生機(jī)終端100850.62s41.45s教師機(jī)終端6067.78s50.37s3.其他關(guān)于Anaconda和PyCharm優(yōu)點對比（1）發(fā)行版本Anaconda的優(yōu)點在環(huán)境配置這一方面，Anaconda擁有一套強(qiáng)大的環(huán)境管理系統(tǒng)，并且在安裝Anaconda的同時已自帶安裝了許多工具包。而PyCharm大部分工具包需要我們手動安裝，版本需要自己選擇。（2）集成開發(fā)環(huán)境PyCharm的優(yōu)點PyCharm是一種PythonPython語言開發(fā)時提高其效率的工具，在教學(xué)過程中經(jīng)常會使用到的如：1、PyCharm提供了程序代碼標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的功能，可使用此功能在保障正確的前提下快速、高效的整理格式；2、PyCharm在調(diào)用已經(jīng)聲明的參數(shù)、關(guān)鍵字以及函數(shù)時，只需要輸入部分功能也是信息技術(shù)教學(xué)過程中PyCharm最常用和重要的功能之一。Anaconda而言，PyCharm在調(diào)試錯誤程序時，可根據(jù)開發(fā)工具解釋提示，以便快速定位出錯位置。4、PyCharm擁有語法高亮、Project管理、代碼跳轉(zhuǎn)等功能。圖4PyCharm程序編輯界面四、使用過程中出現(xiàn)的問題及解決措施在歷時兩年半的教學(xué)活動中，我對出現(xiàn)的問題和異常情況進(jìn)行記錄和分析。其中，Python集成開發(fā)環(huán)境PyCharm截止目前暫未問題和發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)異常情況。發(fā)行版Anaconda出現(xiàn)的問題和異常情況大致可分為兩種類型：1.操作類操作類情況分為以下兩種類型：（1）非正常關(guān)閉服務(wù)AnacondaNavigator2中黑色背景的操作界面）需要單獨開啟，5AnacondaNavigator服務(wù)，避免無效的重復(fù)編碼操作。圖5JupyterNotebook服務(wù)關(guān)閉界面（2）誤刪除程序代碼Anaconda程序設(shè)計開發(fā)界面為瀏覽器界面，常用的工具以圖標(biāo)的方式排列教學(xué)活動和教學(xué)任務(wù)。2.異常情況類截止目前，異常情況出現(xiàn)的統(tǒng)計為67次，頻次較高，但類型相同，均為程現(xiàn)錯誤。以下將對異常情況復(fù)現(xiàn)進(jìn)行描述和列舉解決異常情況的措施。（1）異常情況描述該程序程序首次運(yùn)行前，程序的第1行代碼是“xx=3”，第2行代碼是“print(xx)”,運(yùn)行后輸出結(jié)果為“3”，此時輸出結(jié)果正確。如果將第1行代6所示）。圖6程序輸出結(jié)果異常界面（2）異常情況原因及解決方法GoogleChrome瀏覽器（經(jīng)查閱資料與測試發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)irefox、InternetExplorer、360瀏覽器也會出現(xiàn)可解決該異常情況。五、使用意向統(tǒng)計通過采用問卷星調(diào)查的方式，對2438位學(xué)生進(jìn)行了調(diào)查，共收集調(diào)查樣本數(shù)據(jù)2438份，調(diào)查結(jié)果中包括除教學(xué)中發(fā)現(xiàn)除教學(xué)中使用到的Anaconda和PyCharm兩種程序設(shè)計工具以外，有學(xué)生提交了如Atom、VisualStudioCode、Thonny開發(fā)環(huán)境PyCharm以88.51%占比成為絕大多數(shù)學(xué)生選擇的編程工具，具體統(tǒng)計結(jié)果如表3所示。表3Anaconda與PyCharm使用意向調(diào)查情況統(tǒng)計表人次統(tǒng)計選擇Anaconda人數(shù)占比選擇PyCharm人數(shù)占比其它243810.71%88.51%0.78%六、總結(jié)PyCharm動中對于編輯Python程序