核心素養(yǎng)視域下高中信息技術Python教學方式研究

摘要：本文旨在探究如何將核心素養(yǎng)與Python教學相結合，提高高中信息技術課程的教學質量。通過對教學內容的梳理，設計了以解決問題為導向的課程設置，并運用項目化教學方法，促進學生對Python語言的學習和應用。同時，以信息素養(yǎng)、批判性思維、創(chuàng)新思維為核心素養(yǎng)，通過探究Python編程的特點和應用，培養(yǎng)學生的信息素養(yǎng)和創(chuàng)新思維能力。最后，通過實驗教學和問卷調查進行教學效果分析及反思。關鍵詞：核心素養(yǎng)；高中信息技術；Python教學方式信息技術作為一門現代化的學科，正日益成為高中教育的重要組成部分。Python作為一種新型編程語言，具有易學易用、可讀性好等優(yōu)點，在高中信息技術教育中應用廣泛。然而，如何提高高中學生對Python編程的學習興趣和學習效果，是當前需要解決的重要問題。一、高中信息技術Python教學現狀（一）課堂教學現狀高中信息技術Python教學已經成為當前教學課堂的重要內容之一。Python已成為一種全球流行的編程語言，被廣泛應用于人工智能、數據科學、Web開發(fā)等領域。目前，高中信息技術Python教學課堂的現狀主要集中在教師與學生的互動和課程設計上。教師需要具備較高的編程技能和豐富的教學經驗，才能將Python語言的學習教學變得更加有趣、生動、有效[1]。課堂中，學生需要積極參與討論，理解Python編程思想和實際應用，發(fā)揮自己的創(chuàng)造力和思維能力。（二）學生現狀高中信息技術Python教學中，學生普遍具有一定的計算機應用基礎，如常用辦公軟件的使用、簡單的編程思維等。但是，由于高中生學習Python時大多是第一次面對代碼編程，學習初期可能會出現無從下手的情況，不了解如何調試程序，如何處理錯誤等。同時，學生的學習積極性和學習能力也各有不同，一些學生可能需要更多的時間和練習來掌握Python編程技能，而另一些學生卻可以很快地掌握。（三）教師現狀目前，高中Python教學教師的數量不足，仍處于不斷增長的階段。由于Python的廣泛應用，越來越多的學生和教育機構開始引入Python編程教育，需要有足夠的教師來滿足需求。此外，由于Python編程語言的特點和教學方法的不同，需要專業(yè)的教師來開展Python編程教育。因此，高中Python教學教師需要具備一定的編程知識和技能，熟悉Python編程環(huán)境和應用場景，同時還需要了解教學理論和教學方法，能夠使用生動而有效的方式對學生進行指導和推廣。二、高中階段進行Python教學的意義（一）鍛煉學生邏輯思維能力Python作為一種簡單易學的編程語言，在高中教育中被廣泛應用，其原因在于Python的語法簡潔，易讀易寫，同時配有豐富的庫和工具，便于學生快速上手和開展實際應用。除此之外，Python的學習也能夠鍛煉學生的邏輯思維能力，具體如下：首先，Python要求學生通過正確的語法和邏輯構造程序。在編寫Python程序時，學生需要遵循嚴謹的語法規(guī)則，以及清晰的邏輯思路，否則程序將無法執(zhí)行并報錯。因此，學生在編寫Python程序的過程中會不斷調整思路，整理思維，提高邏輯思維能力。其次，Python要求學生自主解決問題。在Python教學中，教師通常會提供基礎語法和實際應用示例，而學生則需要自主思考解決問題的方法。通過對問題分析、調試，學生不僅能夠鍛煉解決問題的能力，同時可以提高代碼閱讀理解和理論實踐應用的能力。（二）幫助學生理解數據結構Python是一種高級編程語言，易學易用，廣泛應用于數據科學、人工智能、機器學習等領域。在高中教育中，實行Python教學可以幫助學生更好地理解數據結構。Python具有簡潔、直觀的語法和強大的數據結構支持，可以幫助學生更輕松地理解和實現各種數據結構。Python中有許多內置數據結構，如列表、元組、字典等，這些數據結構非常實用，可以滿足各種不同的需求。另外，Python教學還可以培養(yǎng)學生的解決問題能力和編程思維[2]。Python語言具有良好的模塊化和函數化特性，可以幫助學生將復雜的問題分解為多個較小的模塊，從而更好地處理和解決問題。此外，Python還可以幫助學生培養(yǎng)優(yōu)秀的編程習慣，如良好的注釋、代碼風格和文檔規(guī)范，這些都是在日后的學習和工作中非常重要的。（三）豐富課堂教學內容Python是一種非常流行和實用的編程語言，能夠應用于數據處理、人工智能、Web開發(fā)、科學計算等領域，并且語法簡單易懂，較為容易上手。因此，在高中進行Python教學能夠豐富課堂教學內容，具有以下優(yōu)點：Python教學能夠更加直觀地展示編程思維和算法的理念，讓學生更好地理解計算機程序的執(zhí)行過程。Python支持大量的底層操作，可以在控制臺中輸出結果，更有利于學生直觀地感受編程的實現過程，從而更好地理解編碼思維。并且，Python教學能夠激發(fā)學生的創(chuàng)造力和創(chuàng)新思維。Python支持面向對象編程和函數式編程，能夠提供更多的編程思路和編程范式，學生可以通過自己的思考和實踐，設計出更加高效和優(yōu)秀的程序，從而激發(fā)自己的創(chuàng)造力和創(chuàng)新思維。（四）促進學生的創(chuàng)新能力Python語言作為一種高級的編程語言，具有較為簡潔的語法和易于掌握的特點，逐漸成為程序設計入門的首選語言，并在各個領域得到了廣泛應用。在高中階段實行Python教學，可以促進學生的創(chuàng)新能力。Python語言的學習可以培養(yǎng)學生的編程思維，使他們具備獨立解決實際問題的能力。Python語言對于數據類型、變量、循環(huán)結構、函數調用等方面的學習，都能夠有效提升學生的邏輯思維能力；其次，Python語言的強大處理能力和與眾不同的語法結構，可以激發(fā)學生創(chuàng)新思維，給學生提供更為廣闊的創(chuàng)新空間。三、高中階段Python教學方式的研究設計（一）優(yōu)化教學理念，改善課堂環(huán)境在高中階段的Python教學中，優(yōu)化教學理念和改善課堂環(huán)境是非常重要的。首先，優(yōu)化教學理念應該強調學生的主動性和創(chuàng)造性，注重學生的實際應用能力，鼓勵學生在實踐中發(fā)現問題、解決問題，培養(yǎng)學生的獨立思考能力和團隊合作精神。其次，改善課堂環(huán)境也是至關重要的，應該為學生創(chuàng)造一個積極、開放、互動的課堂氛圍，讓學生充分參與到教學活動中，借助多媒體等現代化教學手段，增強學生的學習興趣和主動性。（二）優(yōu)化教學資源，建立高效課堂隨著計算機科學和人工智能的快速發(fā)展和普及，Python編程語言已成為越來越多高中學生學習和使用的對象。但是，在高中階段如何更加優(yōu)化教學資源，建立高效的Python課堂并非易事[3]，針對此問題，本文提出以下研究設計方案：1.教師專業(yè)能力提升Python編程語言的特點在于其易學易懂，但對于高中教師而言，其專業(yè)程度、教學技巧和資源整合能力往往需要進一步提升。教師應當參加Python語言的培訓和提高班，了解學科前沿和教學方法，獲取最新教學資源，在教學過程中靈活運用各種教學媒介、輔助工具和互動方式，建立良好的學生和教師互動和合作關系。2.建設豐富多樣的教學資源教學資源的豐富度和多樣化程度直接關系到高中Python課堂的質量和效果。教師可結合各種課程教學內容，精心設計Python語言的知識點、案例分析、創(chuàng)新設計、實踐操作等多種教學資源，提供課堂教學資料、PPT、微課、教學視頻、互動工具等資源，滿足學生的不同需求，促進學生的有效學習。3.培養(yǎng)學生綜合能力Python編程語言的學習需要學生具備一定的數學、邏輯思維、創(chuàng)新能力和實踐能力。因此，教師應注重培養(yǎng)學生的綜合能力，在學生的數學、物理、計算機等各類課程中與Python編程相結合，以拓寬學生的知識面和視野，激發(fā)學生的興趣和熱情，促進學生的自我發(fā)展和成長。4.建立高效的教學評估體系教師在Python編程課堂上要制定具有一定標準和科學性的教學評估體系，借助各種教學評價工具和方式，對學生的知識掌握、實踐操作、創(chuàng)新能力、參與度等進行全面評估，及時發(fā)現學生的不足之處，加強對其的指導和輔助，以提升整體教學效果，促進學生成長。（三）開展小組合作，提升學習效率高中階段的Python教學方式應該注重實踐和實際應用，為此，我們建議采用以下措施：首先，采用小組合作的學習方式，讓學生在小組中相互協作、交流，共同完成實驗和項目，提高學習效率和興趣；設置與學生現實生活相關的項目和實驗，讓學生了解如何將Python編程應用到實際生活中，提高他們的實際能力和解決問題的能力。其次，利用信息技術和編程語言，為學生提供豐富的學習資源和學習方法，鼓勵學生利用課余時間探索、實踐，并分享自己的想法和收獲，逐步培養(yǎng)他們的科學精神、創(chuàng)新能力、自主學習能力以及團隊合作等能力。最后，通過將課堂教學與實際生活相結合，可以讓學生更加熟悉和了解Python編程語言，還可以提高學生的計算思維和程序設計能力，提高他們的計算素養(yǎng)。（四）設立情境教學，提升應用水平情境教學是一種以真實情境為基礎的教學方法，能夠幫助學生更好地理解抽象概念，同時提高學習興趣和動機。例如：在高中階段Python教學中，可以設置買票系統的情境教學：學生可以模擬火車站售票系統，通過Python實現購票、退票、查詢等功能，加深對Python語法、模塊、列表等知識的理解。因為情境教學都具有一定的挑戰(zhàn)性和趣味性，可以提高學生的專注力和動手能力，幫助他們更好地掌握Python編程技能。（五）營造良好氛圍，激發(fā)學生興趣在高中階段的Python教學中，營造良好的學習氛圍是非常重要的，因為這能激發(fā)學生的興趣和自主性[4]。為了達到這個目的，教師可以采用以下策略：引入趣味性，通過編寫趣味性程序和實例，讓學生自己動手實踐，體驗到學習Python的樂趣；培養(yǎng)創(chuàng)造力，讓學生自己設計并實現個人項目，嘗試發(fā)掘自己的潛力，為學習Python增添樂趣；組織編程比賽，讓學生在競賽中體驗編程的樂趣，并且感受到自己的成就和進步。四、教學效果分析及反思（一）學習任務單的設計學習任務單的設計是針對高中Python教學效果的分析和反思而制訂的。任務單涉及比較復雜的程序設計技術和相關技巧，編排時需要考慮到學生的掌握情況和學習能力，切勿設計過于簡單或過于復雜的程序任務，以免導致學生不易理解和掌握。此外，任務單的設計不能太過煩瑣，應該盡量少而精，因為學習任務單中的每個任務都是為了幫助學生更好地完成學習目標和達到相應的學習效果而設計的，因此，要根據學生的實際水平來編排任務，不可將復雜的任務放在最后。此外，在任務單的設計中要注意任務的層次性和趣味性，在完成學習目標的過程中讓學生體會到樂趣，進而使其對Python產生興趣和熱愛?？傊O計一個完整的Python學習任務單，可以起到事半功倍的作用。（二）課堂觀察分析在高中階段Python教學中，學生的學習效果通常與教師的教學質量和學生的學習態(tài)度有關。通過課堂觀察和分析[5]，可以發(fā)現一些問題和優(yōu)點。首先，教師的教學方法能夠直接影響學生的學習效果。如果教師使用的是生動、有趣、易于理解的教學方法，那么學生往往能夠更快地理解和掌握知識，提高學習效果。其次，學生的學習態(tài)度也是影響學習效果的重要因素。因此，教師和學生應該共同努力，采取合適的教學方法和學習態(tài)度，提高Python編程的學習效果。（三）問卷調查通過調查了解學生在高中階段學習Python的效果和感受，調查表明大多數學生認為Python相比其他編程語言更易學習和使用，但對于一些復雜的應用場景還需要進一步提高。同時，學生普遍認為教學內容不夠貼近實際應用，缺少實踐操作，希望教師能夠增加相關活動和案例，提高教學質量。（四）訪談本文通過訪談重點討論了高中階段Python教學的效果及反思。通過分析學生的學習情況和教師的教學方法，發(fā)現學生過于注重語法和理論知識的學習，導致實際應用能力不