借助Python編程培養(yǎng)學(xué)生計算思維的教學(xué)探究 論文

2022年安徽省中小學(xué)教育教學(xué)論文評選借助Python編程培養(yǎng)學(xué)生計算思維的教學(xué)探究摘要：在當(dāng)前疫情防控常態(tài)化的大背景下，依托信息技術(shù)的發(fā)展所開展的線上教學(xué)、云課堂等，使得我們能夠做到停課不停學(xué)，保證教育教學(xué)質(zhì)量。二零一七年，國務(wù)院結(jié)合我國當(dāng)前人工智能發(fā)展的必要性，前瞻性地印發(fā)了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，要求在中小學(xué)階段，學(xué)校要開設(shè)一定課時量的與人工智能相關(guān)課程，在有條件的學(xué)校要開始編程教學(xué)。由此可見，以編程教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的計算思維作為教育的重要內(nèi)容正成為信息技術(shù)課程的主要發(fā)展方向。在信息核心素養(yǎng)中，計算思維是核心素養(yǎng)的要素。Python作為當(dāng)前應(yīng)用比較廣泛的編程語言，對計算思維的培養(yǎng)具有重要作用。關(guān)鍵詞：計算思維，核心素養(yǎng)，Python教學(xué)引 言：2022年新修訂的《信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》對課程方案、課程標(biāo)準(zhǔn)等內(nèi)容均重點提及了創(chuàng)新教學(xué)方式，以真實問題或項目驅(qū)動，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷原理運用過程、計算思維過程和數(shù)字化工具應(yīng)用過程，建構(gòu)知識，提升問題解決能力。如今，以核心素養(yǎng)為培養(yǎng)目標(biāo)的高中信息技術(shù)新課標(biāo)重在培養(yǎng)學(xué)生的計算思維能力。隨著新課VisualBasic語言已經(jīng)被Python語言所代替，當(dāng)前Python成為高中信息技術(shù)課程中的基礎(chǔ)編程語言。作為一名高中信息技術(shù)教師，通過在使用Python語言編程教學(xué)過程中以培養(yǎng)學(xué)生的計算思維是我們當(dāng)前必須研究思考和解決的問PythonPython教學(xué)的探究和落實來培養(yǎng)、訓(xùn)練高中學(xué)生的計算思維能力。培養(yǎng)學(xué)生良好的興趣，使其能夠具備編寫算法的能力，最終在編程中培養(yǎng)他們的計算思維。那么，首先什么是計算思維？其次為什么要學(xué)習(xí)Python編程？最后談?wù)凱ython教學(xué)的探究。一、計算思維所謂計算思維是通過對計算機技術(shù)的基本理念的認(rèn)識與運用，來設(shè)計系統(tǒng)、解決問題和認(rèn)識人們活動的方式。另外有關(guān)計算思維的說法則認(rèn)為，計算思維是指人類個體在應(yīng)用計算機技術(shù)方面的思維方式，并在解決中形成的相關(guān)思想。簡單來說，就是合理地運用計算機來有效解決實際問題的能力，也是算法的分析與12022年安徽省中小學(xué)教育教學(xué)論文評選及到的一系列方法，并且還需要將這些內(nèi)容遷移到和它相關(guān)的更多問題解決過程當(dāng)中。二、Python教學(xué)的意義基礎(chǔ)知識的掌握為培養(yǎng)計算思維提供基礎(chǔ)。用Python編寫的程序是個體計算思維的載體，可以通過編寫的程序呈現(xiàn)使用計算思維解決程序問題的過程。計算思維不僅可以由Python程序體現(xiàn)出來，計算思維還可以幫助學(xué)生更好地閱讀和編寫Python程序。不同人解決問題的思維不一樣，同一問題，不同人編寫的程序就不同，有時候雖然同一問題可以有多種方法實現(xiàn)，可以幫助我們實現(xiàn)高效的方法。在高中學(xué)段，具備一定計算思維的學(xué)生通過計算機在信息技術(shù)課程中對界定問題、分析問題、合理組織數(shù)據(jù)等能夠做到較快的理解，依托自身所具有的判斷、分析和對復(fù)通過對問題的總結(jié)和反思，將經(jīng)驗融入到其他問題的解決中。育發(fā)展的目標(biāo)需求，也符合時代教育的主題以及目前進行教育改革工作的一系列要求，能夠?qū)W(xué)生的思維能力進行提升，更加能夠培養(yǎng)學(xué)生解決問題這方面的能力。三、Python教學(xué)探究1．循序漸進發(fā)展計算思維Python戲，讓學(xué)生感受編程的樂趣，認(rèn)識到Python的實用性，其次學(xué)習(xí)Python語言編程基礎(chǔ)知識，可對比參照初中階段學(xué)習(xí)的VB語言的相似性，結(jié)合簡單語句進行練習(xí)。然后開始教學(xué)Pythonjson數(shù)據(jù)以及Python操作數(shù)據(jù)庫，直至網(wǎng)絡(luò)編程和多線程的深入學(xué)習(xí)。通過這些內(nèi)容的學(xué)習(xí)學(xué)生已經(jīng)能獨立編寫完整的Python項目程序。整個過程以學(xué)生為主體，引入有意義的實例，動手編寫解決問題的代碼，可以讓學(xué)生減輕對編程的畏懼心理，從問題分析、22022年安徽省中小學(xué)教育教學(xué)論文評選設(shè)計算法到編寫代碼整個過程中也逐步培養(yǎng)了學(xué)生的計算思維能力。2．創(chuàng)設(shè)情境培養(yǎng)計算思維Python與人類語言不通，并不能直接交流，用自然語言描述的計算思維無法直接客觀描述問題的解決過程，所以需要從程序設(shè)計的分解、抽象、算法等方面呈現(xiàn)并實現(xiàn)。教學(xué)中要想讓學(xué)生把程序中抽象的知識理解的透徹，就需要教師在教學(xué)中將知識化簡，將抽象的知3.26x+5y+4z=50的正整數(shù)解這個任務(wù)，在教學(xué)中便于學(xué)生理解可以給這個三元一次方程創(chuàng)50元買一些單價分別為6元、5元、4元的獎品獎勵表現(xiàn)突出的學(xué)生，問可以各買多少件？再如：講解如何交換兩個變量的值這個知識點時，可以創(chuàng)建一個“如何借助第三個杯子來交換兩杯子中的水？”這樣貼近生活的實列，這樣把抽象難懂的問題創(chuàng)設(shè)成簡單容易理解的生活經(jīng)驗，學(xué)生理解解決起來就輕松多了。在實際進行教學(xué)中，教師創(chuàng)設(shè)問題情境，一步步來引導(dǎo)學(xué)生的思維，使得學(xué)生不僅實現(xiàn)了學(xué)生解決問題能力的提升，同時也培養(yǎng)了他們的計算思維。3．體驗編程提升計算思維Python內(nèi)容設(shè)計將結(jié)合計算思維概念和編程語言知識理論基礎(chǔ)，選用貼近生活的各生在課程實施過程中積極參與并收獲新知，在編程過程中促進學(xué)生計算思維的提升。例如，在講解算法的選擇結(jié)構(gòu)時，一個“快遞寄件系統(tǒng)”的案例（如圖2），可以讓學(xué)生對選擇結(jié)構(gòu)牢牢掌握，因為對于這種十分實用的小程序，學(xué)生十分感興趣，教師在案例中就已經(jīng)融入了算法選擇結(jié)構(gòu)內(nèi)容的講解。32022年安徽省中小學(xué)教育教學(xué)論文評選圖1圖2再如，學(xué)完程序的三種結(jié)構(gòu)后，設(shè)計一個“記賬本”的項目（如下圖3、圖4），4