程序設(shè)計課程對中職生計算思維的功效

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計算思維是信息技術(shù)教育教學(xué)應(yīng)當(dāng)重視的主導(dǎo)思想，對這一主導(dǎo)思想的強調(diào)，將使中職學(xué)生在未來學(xué)習(xí)之路上走得更順暢，讓他們的信息技術(shù)能力提升、思維構(gòu)建得到穩(wěn)固的基礎(chǔ)保障。現(xiàn)結(jié)合Python程序設(shè)計課程的具體教學(xué)，展開探索中職計算思維培養(yǎng)優(yōu)勢、策略，策略中主要涉及到課前精心準備、課中充實內(nèi)容、課后及時完善等要點。近些年來，Python語言程序設(shè)計愈加受到各中職學(xué)校的重視，同Python程序設(shè)計有關(guān)的課程發(fā)展速度也非常快。在面對本項課程教學(xué)任務(wù)時，教師應(yīng)當(dāng)注意到一個問題，即本課程實施同學(xué)生的計算思維能力培養(yǎng)之間，具有相互促進、和諧統(tǒng)一的關(guān)系，也就是Python課程可帶動學(xué)生計算思維發(fā)展，學(xué)生的計算思維又可反過來作用于Python課程的優(yōu)化，使課程推動變得更為順暢[1]。所以中職教師要在Python程序設(shè)計課程對于中職生計算思維培養(yǎng)功效實行分析探究，并于教學(xué)期間嘗試應(yīng)用功效改善具體策略。

1計算思維的內(nèi)涵

計算思維屬于科學(xué)思維之中的一種，而科學(xué)思維所側(cè)重強調(diào)的是人們在理性認知世界期間，利用對可獲得材料的整理與修正產(chǎn)生的一種意識，并在判斷及推理促進下逐漸表現(xiàn)事物發(fā)展規(guī)律[2]。大量認知實踐證明：科學(xué)思維的取得，無法離開理論、實驗、計算這幾個步驟，幾個步驟中，理論為研究基礎(chǔ)與核心動力，實驗可達到推理驗證的效果，而計算思維的功能則在于對問題的解答與系統(tǒng)化設(shè)計。因為計算的功能特點之抽象化與自動化特殊性，使之在信息時代來臨后，愈加體現(xiàn)出其科學(xué)思維形成優(yōu)勢。換言之，如果想達到良好的數(shù)據(jù)高效存儲與分享效果，便需要使用者擁有足夠的計算思維能力，以便使人和計算機統(tǒng)一于一處。而在中職教學(xué)期間，將計算思維融入進來，并加重針對它的應(yīng)用分量，則同樣是有效促進學(xué)生提高問題認知能力、分析能力、解決能力的必要做法。同時，若注意到計算思維應(yīng)用范圍之廣闊，以及是人們所要擁有的基礎(chǔ)能力，則還要明確：持續(xù)性補充學(xué)生計算思維，同樣是促進學(xué)生在未來學(xué)習(xí)、工作中取得突出進步的必然選擇。

2Python程序設(shè)計的優(yōu)勢

2.1Python程序設(shè)計優(yōu)勢概說

Python屬于一種面向?qū)ο蟮慕忉屝统绦蛟O(shè)計語言，該程序設(shè)計語言來源于1989年荷蘭人GuidovanRossum所做的純粹自由軟件發(fā)明，它的源代碼、解釋器遵循GPL協(xié)議，在使用時具有語法簡捷清晰的優(yōu)勢，可強制運用空白符進行語句縮進[3]。與此同時，Python庫既豐富又強大，可把用其他語言制作的模塊較輕松地結(jié)合起來。而近年來各編程語言排行榜中，Python之所以都居于較高位置，其原因除了上述優(yōu)勢之外，還在于它的語言時代先進性優(yōu)勢明顯。高科技技術(shù)迅猛發(fā)展時代下，技術(shù)向日常工作與生活的滲透更為深入與廣泛，而中職院校人才培養(yǎng)目的正是給社會輸出更多具有技術(shù)優(yōu)勢之應(yīng)用型人才。此時探索Python程序設(shè)計教學(xué)課程的開展策略，可以起到引導(dǎo)學(xué)生發(fā)展計算思維的作用，讓學(xué)生因?qū)W習(xí)而受到未來就業(yè)、生活的啟發(fā)。再者，Python程序設(shè)計語言的靈活性很高，可以在多種場景中轉(zhuǎn)換方式，同時具有獨特的機器學(xué)習(xí)庫，為他們在機器學(xué)習(xí)上提供堅實理論基礎(chǔ)，這也當(dāng)被視作是一種時代先進性的特定表現(xiàn)。

2.2對比視域下的Python使用優(yōu)勢

Python程序設(shè)計優(yōu)勢還可通過與其他語言程序設(shè)計加以對比來表現(xiàn)。總體講，程序設(shè)計課程具有顯著培養(yǎng)學(xué)生計算思維上之功效，該課程的重點目標在于借助對計算機程序設(shè)計語言的說明與講解，使學(xué)生掌握與計算機程序設(shè)計有關(guān)聯(lián)的知識、技能，促進其編程思維的發(fā)收稿日期：2022-03-15展、編程能力的進步，奠定學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)知識的基礎(chǔ)。觀察C語言后可看到：這是一種融合了高級語言、匯編語言特色的程序設(shè)計語言，它的數(shù)據(jù)處理能力較強是其優(yōu)勢，然而學(xué)校在進行C語言程序設(shè)計課程教學(xué)時，講解前期語法會耗費很大精力，同時C語言偏向于面向過程，語法上理解難度較大，使之應(yīng)用于問題處理上過于困難。再如VB語言（VisualBasic），它的可視化、模塊化以及結(jié)構(gòu)化特點明顯，但課程教學(xué)的問題在于更新不及時，跨平臺應(yīng)用阻礙重重，對學(xué)生編程能力培養(yǎng)、計算思維發(fā)展幫助效果甚微。同其他類型的語言比起來，Python語言優(yōu)勢更容易被看到，如其易學(xué)性強，理解之后的書寫非常便利，通用性強，可在多種操作系統(tǒng)平臺上操作，功能性強，其中所包括的列表、元組、字典等，可以有效作用于處理復(fù)雜問題過程等。

3Python程序設(shè)計課程發(fā)展中職學(xué)生計算思維的策略

3.1前期充分的教學(xué)準備

3.1.1確認教學(xué)目標教學(xué)目標是教學(xué)時所希望學(xué)生達到的學(xué)習(xí)效果。在整個教學(xué)過程之中，教學(xué)目標具有重要的引領(lǐng)功能，即全部教學(xué)活動均需要視教學(xué)目標為基本導(dǎo)向，以之為中心開展各項工作。教育部門并沒有針對中職Python程序設(shè)計課程做具體教學(xué)目標的說明，而從計算思維培養(yǎng)角度著眼，可提出實用性課程目標，即：利用Python程序設(shè)計課程的教學(xué)，讓學(xué)生了解Python語言演變過程、語法規(guī)則、常用函數(shù)，同時對Python集成開發(fā)環(huán)境設(shè)計、編寫與調(diào)試程序等加以了解，另外可在學(xué)習(xí)后做到能夠分析Python程序，并對一些簡單Python程序加以編寫。可以說，這些具體目標內(nèi)容，很多都同學(xué)生計算思維培養(yǎng)有關(guān)。3.1.2明確學(xué)生狀況中職階段的程序設(shè)計課程教學(xué)前，學(xué)生一般已經(jīng)可以熟練使用計算機，然而同時又處在無法進行計算機編程的狀態(tài)。此時，Python程序設(shè)計課程因其前文所提及的優(yōu)勢，旬報于被初步接觸的學(xué)生所接納，但同時教師亦應(yīng)留意到：在學(xué)習(xí)內(nèi)容深入、學(xué)習(xí)方法變化后，變量、數(shù)組、函數(shù)等進入到課堂，呈現(xiàn)于學(xué)生前面，若教學(xué)準備未能做到位，特別是不能明確學(xué)生真實學(xué)習(xí)狀況，則非常容易讓學(xué)生初步具備的興趣被打破，因此關(guān)注學(xué)生情況與表現(xiàn)，并順應(yīng)情況與表現(xiàn)安排教學(xué)是必要的[4]。3.1.3優(yōu)化教學(xué)項目為使中職學(xué)生可以更加專業(yè)化地思考教學(xué)內(nèi)容，形成對教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)化、抽象化、創(chuàng)新化的思考與應(yīng)用習(xí)慣，中職教師需要在教學(xué)前針對Python程序設(shè)計課程，進行項目教學(xué)優(yōu)化安排，此時強調(diào)學(xué)生積極探究、主動參與的一面，最終讓學(xué)生主動做到融課程學(xué)習(xí)、計算思維發(fā)展為一體。而當(dāng)教師留意到學(xué)生彼此間的認知水平差異情況后，則可突出小組合作的方式，用生生互助的優(yōu)勢，有效帶動教學(xué)效率發(fā)展。整個過程中，教師需要使項目設(shè)定同計算思維培養(yǎng)規(guī)律、培養(yǎng)要求相一致，同學(xué)生學(xué)習(xí)、生活相貼近，保證項目同時具備實用性、專業(yè)性與創(chuàng)新性。例如筆者曾嘗試在教學(xué)過程中，將招聘信息當(dāng)作教學(xué)項目，要求學(xué)生利用自主編寫爬蟲程序得到詳細招聘信息，該做法便可充分體現(xiàn)出計算思維應(yīng)用優(yōu)勢。具體講，學(xué)生如果想順利完成此項目，便一定要真正掌握Python程序設(shè)計的基礎(chǔ)知識、正則表達式，并在網(wǎng)頁抓取框架上有充分認知，而教師考慮到項目較為復(fù)雜、難度偏大，適時分解大項目為幾個小項目的做法，則可以讓學(xué)生更好利用網(wǎng)絡(luò)資源，進行基于計算思維的自主探究。

3.2中期充足的內(nèi)容呈現(xiàn)

在課中教學(xué)環(huán)節(jié)，我們應(yīng)重點體現(xiàn)出輔助者與引導(dǎo)者之功能，使學(xué)生成為當(dāng)之無愧的課堂學(xué)習(xí)主體。實踐中，教師要讓學(xué)生基于教師所做的課前準備，從基礎(chǔ)知識、核心項目出發(fā)，進行充分的自主思考與體驗，同時就重、難點內(nèi)容闡述自身見解。而教師則需要于輔助解答的同時，將共性的、有價值的問題展示出來，再組織學(xué)生完成小組協(xié)作探究，從而幫助學(xué)生持續(xù)優(yōu)化算法、達成共識，做好Python程序設(shè)計實踐。例如教師可讓學(xué)生輸入圓的半徑，輸出圓的面積，從而達到以Python語言處理實際問題的效果。學(xué)生可列出如下代碼：>>>pi=3.1415>>>r=float(input("請輸入半徑："))請輸入半徑：6>>>print(pi*r**2)113.09400000000001代碼本身不是特別難于理解，然而課堂教學(xué)需要學(xué)生掌握這一代碼，且在此基礎(chǔ)上進行更充分的思考與討論，以保證內(nèi)容的拓展性。比如有學(xué)生提出把“圓面積”計算變化為“方形面積”計算，還有學(xué)生嘗試變條件為結(jié)果、結(jié)果為條件。對于這些變化可能性，教師不必做過多干涉，而是要給予充分的支持[5]。事實證明，教師的支持，需要教學(xué)中期充足的內(nèi)容呈現(xiàn)，而內(nèi)容呈現(xiàn)的代表性做法則包括下述兩點。3.2.1多種案例的分析教師可以激勵學(xué)生在較短教學(xué)時間內(nèi)，更快速掌握入門技巧，了解基本語法知識，在不同類型、不同形式案例實踐分析中，做好Python程序設(shè)計語言應(yīng)用探索活動，于潛移默化的狀態(tài)下增強自我計算思維能力。實踐中，教師可使學(xué)生發(fā)現(xiàn)不同案例中的錯誤，并借助“填空”等形式，將這些錯誤做法認真修改。整個過程中，教師需要詢問不同學(xué)生在學(xué)習(xí)上的具體感受，鼓勵其將獨立的意見表達出來，借以避免教師“一言堂”情況對學(xué)生計算思維發(fā)展的沖擊。3.2.2練習(xí)檢測的強化學(xué)生一定要對計算思維有充分的理解，才能在此基礎(chǔ)上突破計算思維能力提高的障礙。在培養(yǎng)學(xué)生的計算思維時，過于抽象教學(xué)指導(dǎo)形式、過于乏味教學(xué)氛圍構(gòu)建，都不足以得到理想化教學(xué)效果。因此上面多種案例的分析成為必然選擇。以此還應(yīng)讓案例展示出練習(xí)檢測功能，從而逐步深化學(xué)生認知體驗，使其在應(yīng)用Python程序設(shè)計語言處理實際問題時，得到遠勝于單純理論灌輸?shù)某晒鸞6]。本文作者在對Python語言程序設(shè)計教學(xué)時，展示了不同類型、不同難度的練習(xí)題目，鼓勵學(xué)生對這些題目進行訓(xùn)練。此外課下練習(xí)任務(wù)的布置也是必要的，讓學(xué)生借助課余時間完成任務(wù)，并將任務(wù)成果提交上來，可持續(xù)性深化學(xué)生對重要知識點的理解、記憶。總之，課上和課下的練習(xí)檢測訓(xùn)練活動，如果能夠環(huán)環(huán)相扣、緊密配合，同時保證基于計算思維的Python程序設(shè)計語言和各個專業(yè)的高度關(guān)聯(lián)性，那么將與理想教學(xué)效果距離更近，可給他們得到更好的專業(yè)素養(yǎng)而助力。

3.3后期良好的教學(xué)評價

當(dāng)預(yù)估學(xué)生已經(jīng)達到了Python程序設(shè)計課程的基本學(xué)習(xí)目標之后，教師可從學(xué)生真實表現(xiàn)、顯著成果出發(fā)進行點評，并給予自評和互評的指導(dǎo)，使學(xué)生有機會在評價過程中充分總結(jié)學(xué)習(xí)經(jīng)驗，審視自我還有什么學(xué)習(xí)的，特別是計算思維能力上的不足，最終對編程成果做更進一步修正。還有我們尚要求做的一項工作，是對于問題情境的繼續(xù)深化，使學(xué)生繼續(xù)在情境范圍內(nèi)對已經(jīng)基本掌握的知識做復(fù)雜化的探究，以便突破計算思維能力方面的發(fā)展瓶頸。另外，教師應(yīng)當(dāng)注意到：在課程評價階段，Python程序設(shè)計課程所面對的任務(wù)和語、數(shù)、英等課程存在區(qū)別，避免單一依靠考試成績來評定學(xué)情，而是要在計算思維等核心素養(yǎng)角度出發(fā)，設(shè)計出實施效果更明顯的、利于綜合評價的評測量表，以達到真正體現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)成效，了解學(xué)生在信息技術(shù)能力上的真實、客觀表現(xiàn)。

4總結(jié)

中職階段計算機課程教學(xué)中，計算思維能力培養(yǎng)是重要目標之一，怎樣以這一目標為中心，進行教學(xué)研究與教學(xué)實踐，是中職教師的探索責(zé)任所在，做好本項工作，能夠真實達到計算思維的“理論”與“實踐”二元效果。考慮到Python作為一種新興的、具有較突出優(yōu)勢的編程語言，特別是其在目前人工智能領(lǐng)域、大數(shù)據(jù)分析領(lǐng)域的較好應(yīng)用預(yù)期，教師應(yīng)當(dāng)以此為載體，突破學(xué)生在計算思維概念與內(nèi)容體系方面的局限性，通過課前精心準備、課中充實內(nèi)容、課后及時完善等做法，給學(xué)生以計算思維能力培養(yǎng)方面的全面、深入支持。

作者：譚小虎 單位：福建省霞浦職業(yè)中專學(xué)校