程序設(shè)計(jì)課程對(duì)中職生計(jì)算思維的功效

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計(jì)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(duì)這一主導(dǎo)思想的強(qiáng)調(diào)，將使中職學(xué)生在未來(lái)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(jì)課程的具體教學(xué)，展開(kāi)探索中職計(jì)算思維培養(yǎng)優(yōu)勢(shì)、策略，策略中主要涉及到課前精心準(zhǔn)備、課中充實(shí)內(nèi)容、課后及時(shí)完善等要點(diǎn)。近些年來(lái)，Python語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)愈加受到各中職學(xué)校的重視，同Python程序設(shè)計(jì)有關(guān)的課程發(fā)展速度也非?？?。在面對(duì)本項(xiàng)課程教學(xué)任務(wù)時(shí)，教師應(yīng)當(dāng)注意到一個(gè)問(wèn)題，即本課程實(shí)施同學(xué)生的計(jì)算思維能力培養(yǎng)之間，具有相互促進(jìn)、和諧統(tǒng)一的關(guān)系，也就是Python課程可帶動(dòng)學(xué)生計(jì)算思維發(fā)展，學(xué)生的計(jì)算思維又可反過(guò)來(lái)作用于Python課程的優(yōu)化，使課程推動(dòng)變得更為順暢[1]。所以中職教師要在Python程序設(shè)計(jì)課程對(duì)于中職生計(jì)算思維培養(yǎng)功效實(shí)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(jì)算思維的內(nèi)涵

計(jì)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(qiáng)調(diào)的是人們?cè)诶硇哉J(rèn)知世界期間，利用對(duì)可獲得材料的整理與修正產(chǎn)生的一種意識(shí)，并在判斷及推理促進(jìn)下逐漸表現(xiàn)事物發(fā)展規(guī)律[2]。大量認(rèn)知實(shí)踐證明：科學(xué)思維的取得，無(wú)法離開(kāi)理論、實(shí)驗(yàn)、計(jì)算這幾個(gè)步驟，幾個(gè)步驟中，理論為研究基礎(chǔ)與核心動(dòng)力，實(shí)驗(yàn)可達(dá)到推理驗(yàn)證的效果，而計(jì)算思維的功能則在于對(duì)問(wèn)題的解答與系統(tǒng)化設(shè)計(jì)。因?yàn)橛?jì)算的功能特點(diǎn)之抽象化與自動(dòng)化特殊性，使之在信息時(shí)代來(lái)臨后，愈加體現(xiàn)出其科學(xué)思維形成優(yōu)勢(shì)。換言之，如果想達(dá)到良好的數(shù)據(jù)高效存儲(chǔ)與分享效果，便需要使用者擁有足夠的計(jì)算思維能力，以便使人和計(jì)算機(jī)統(tǒng)一于一處。而在中職教學(xué)期間，將計(jì)算思維融入進(jìn)來(lái)，并加重針對(duì)它的應(yīng)用分量，則同樣是有效促進(jìn)學(xué)生提高問(wèn)題認(rèn)知能力、分析能力、解決能力的必要做法。同時(shí)，若注意到計(jì)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(bǔ)充學(xué)生計(jì)算思維，同樣是促進(jìn)學(xué)生在未來(lái)學(xué)習(xí)、工作中取得突出進(jìn)步的必然選擇。

2Python程序設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)

2.1Python程序設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)概說(shuō)

Python屬于一種面向?qū)ο蟮慕忉屝统绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言，該程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言來(lái)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(shí)具有語(yǔ)法簡(jiǎn)捷清晰的優(yōu)勢(shì)，可強(qiáng)制運(yùn)用空白符進(jìn)行語(yǔ)句縮進(jìn)[3]。與此同時(shí)，Python庫(kù)既豐富又強(qiáng)大，可把用其他語(yǔ)言制作的模塊較輕松地結(jié)合起來(lái)。而近年來(lái)各編程語(yǔ)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(shì)之外，還在于它的語(yǔ)言時(shí)代先進(jìn)性優(yōu)勢(shì)明顯。高科技技術(shù)迅猛發(fā)展時(shí)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(huì)輸出更多具有技術(shù)優(yōu)勢(shì)之應(yīng)用型人才。此時(shí)探索Python程序設(shè)計(jì)教學(xué)課程的開(kāi)展策略，可以起到引導(dǎo)學(xué)生發(fā)展計(jì)算思維的作用，讓學(xué)生因?qū)W習(xí)而受到未來(lái)就業(yè)、生活的啟發(fā)。再者，Python程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的靈活性很高，可以在多種場(chǎng)景中轉(zhuǎn)換方式，同時(shí)具有獨(dú)特的機(jī)器學(xué)習(xí)庫(kù)，為他們?cè)跈C(jī)器學(xué)習(xí)上提供堅(jiān)實(shí)理論基礎(chǔ)，這也當(dāng)被視作是一種時(shí)代先進(jìn)性的特定表現(xiàn)。

2.2對(duì)比視域下的Python使用優(yōu)勢(shì)

Python程序設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)還可通過(guò)與其他語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)加以對(duì)比來(lái)表現(xiàn)?？傮w講，程序設(shè)計(jì)課程具有顯著培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維上之功效，該課程的重點(diǎn)目標(biāo)在于借助對(duì)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的說(shuō)明與講解，使學(xué)生掌握與計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)有關(guān)聯(lián)的知識(shí)、技能，促進(jìn)其編程思維的發(fā)收稿日期：2022-03-15展、編程能力的進(jìn)步，奠定學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)。觀察C語(yǔ)言后可看到：這是一種融合了高級(jí)語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言特色的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，它的數(shù)據(jù)處理能力較強(qiáng)是其優(yōu)勢(shì)，然而學(xué)校在進(jìn)行C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)時(shí)，講解前期語(yǔ)法會(huì)耗費(fèi)很大精力，同時(shí)C語(yǔ)言偏向于面向過(guò)程，語(yǔ)法上理解難度較大，使之應(yīng)用于問(wèn)題處理上過(guò)于困難。再如VB語(yǔ)言（VisualBasic），它的可視化、模塊化以及結(jié)構(gòu)化特點(diǎn)明顯，但課程教學(xué)的問(wèn)題在于更新不及時(shí)，跨平臺(tái)應(yīng)用阻礙重重，對(duì)學(xué)生編程能力培養(yǎng)、計(jì)算思維發(fā)展幫助效果甚微。同其他類型的語(yǔ)言比起來(lái)，Python語(yǔ)言優(yōu)勢(shì)更容易被看到，如其易學(xué)性強(qiáng)，理解之后的書(shū)寫(xiě)非常便利，通用性強(qiáng)，可在多種操作系統(tǒng)平臺(tái)上操作，功能性強(qiáng)，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(wèn)題過(guò)程等。

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

3.1前期充分的教學(xué)準(zhǔn)備

3.1.1確認(rèn)教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)是教學(xué)時(shí)所希望學(xué)生達(dá)到的學(xué)習(xí)效果。在整個(gè)教學(xué)過(guò)程之中，教學(xué)目標(biāo)具有重要的引領(lǐng)功能，即全部教學(xué)活動(dòng)均需要視教學(xué)目標(biāo)為基本導(dǎo)向，以之為中心開(kāi)展各項(xiàng)工作。教育部門(mén)并沒(méi)有針對(duì)中職Python程序設(shè)計(jì)課程做具體教學(xué)目標(biāo)的說(shuō)明，而從計(jì)算思維培養(yǎng)角度著眼，可提出實(shí)用性課程目標(biāo)，即：利用Python程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)，讓學(xué)生了解Python語(yǔ)言演變過(guò)程、語(yǔ)法規(guī)則、常用函數(shù)，同時(shí)對(duì)Python集成開(kāi)發(fā)環(huán)境設(shè)計(jì)、編寫(xiě)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(duì)一些簡(jiǎn)單Python程序加以編寫(xiě)。可以說(shuō)，這些具體目標(biāo)內(nèi)容，很多都同學(xué)生計(jì)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(jì)課程教學(xué)前，學(xué)生一般已經(jīng)可以熟練使用計(jì)算機(jī)，然而同時(shí)又處在無(wú)法進(jìn)行計(jì)算機(jī)編程的狀態(tài)。此時(shí)，Python程序設(shè)計(jì)課程因其前文所提及的優(yōu)勢(shì)，旬報(bào)于被初步接觸的學(xué)生所接納，但同時(shí)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(jìn)入到課堂，呈現(xiàn)于學(xué)生前面，若教學(xué)準(zhǔn)備未能做到位，特別是不能明確學(xué)生真實(shí)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(xiàng)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(duì)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(duì)Python程序設(shè)計(jì)課程，進(jìn)行項(xiàng)目教學(xué)優(yōu)化安排，此時(shí)強(qiáng)調(diào)學(xué)生積極探究、主動(dòng)參與的一面，最終讓學(xué)生主動(dòng)做到融課程學(xué)習(xí)、計(jì)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(rèn)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(shì)，有效帶動(dòng)教學(xué)效率發(fā)展。整個(gè)過(guò)程中，教師需要使項(xiàng)目設(shè)定同計(jì)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(xiàng)目同時(shí)具備實(shí)用性、專業(yè)性與創(chuàng)新性。例如筆者曾嘗試在教學(xué)過(guò)程中，將招聘信息當(dāng)作教學(xué)項(xiàng)目，要求學(xué)生利用自主編寫(xiě)爬蟲(chóng)程序得到詳細(xì)招聘信息，該做法便可充分體現(xiàn)出計(jì)算思維應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。具體講，學(xué)生如果想順利完成此項(xiàng)目，便一定要真正掌握Python程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)、正則表達(dá)式，并在網(wǎng)頁(yè)抓取框架上有充分認(rèn)知，而教師考慮到項(xiàng)目較為復(fù)雜、難度偏大，適時(shí)分解大項(xiàng)目為幾個(gè)小項(xiàng)目的做法，則可以讓學(xué)生更好利用網(wǎng)絡(luò)資源，進(jìn)行基于計(jì)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(diǎn)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(wú)愧的課堂學(xué)習(xí)主體。實(shí)踐中，教師要讓學(xué)生基于教師所做的課前準(zhǔn)備，從基礎(chǔ)知識(shí)、核心項(xiàng)目出發(fā)，進(jìn)行充分的自主思考與體驗(yàn)，同時(shí)就重、難點(diǎn)內(nèi)容闡述自身見(jiàn)解。而教師則需要于輔助解答的同時(shí)，將共性的、有價(jià)值的問(wèn)題展示出來(lái)，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(dá)成共識(shí)，做好Python程序設(shè)計(jì)實(shí)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(dá)到以Python語(yǔ)言處理實(shí)際問(wèn)題的效果。學(xué)生可列出如下代碼：>>>pi=3.1415>>>r=float(input("請(qǐng)輸入半徑："))請(qǐng)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(jìn)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(jì)算變化為“方形面積”計(jì)算，還有學(xué)生嘗試變條件為結(jié)果、結(jié)果為條件。對(duì)于這些變化可能性，教師不必做過(guò)多干涉，而是要給予充分的支持[5]。事實(shí)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(diǎn)。3.2.1多種案例的分析教師可以激勵(lì)學(xué)生在較短教學(xué)時(shí)間內(nèi)，更快速掌握入門(mén)技巧，了解基本語(yǔ)法知識(shí)，在不同類型、不同形式案例實(shí)踐分析中，做好Python程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言應(yīng)用探索活動(dòng)，于潛移默化的狀態(tài)下增強(qiáng)自我計(jì)算思維能力。實(shí)踐中，教師可使學(xué)生發(fā)現(xiàn)不同案例中的錯(cuò)誤，并借助“填空”等形式，將這些錯(cuò)誤做法認(rèn)真修改。整個(gè)過(guò)程中，教師需要詢問(wèn)不同學(xué)生在學(xué)習(xí)上的具體感受，鼓勵(lì)其將獨(dú)立的意見(jiàn)表達(dá)出來(lái)，借以避免教師“一言堂”情況對(duì)學(xué)生計(jì)算思維發(fā)展的沖擊。3.2.2練習(xí)檢測(cè)的強(qiáng)化學(xué)生一定要對(duì)計(jì)算思維有充分的理解，才能在此基礎(chǔ)上突破計(jì)算思維能力提高的障礙。在培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維時(shí)，過(guò)于抽象教學(xué)指導(dǎo)形式、過(guò)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(cè)功能，從而逐步深化學(xué)生認(rèn)知體驗(yàn)，使其在應(yīng)用Python程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言處理實(shí)際問(wèn)題時(shí)，得到遠(yuǎn)勝于單純理論灌輸?shù)某晒鸞6]。本文作者在對(duì)Python語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教學(xué)時(shí)，展示了不同類型、不同難度的練習(xí)題目，鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)這些題目進(jìn)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(shí)間完成任務(wù)，并將任務(wù)成果提交上來(lái)，可持續(xù)性深化學(xué)生對(duì)重要知識(shí)點(diǎn)的理解、記憶?？傊n上和課下的練習(xí)檢測(cè)訓(xùn)練活動(dòng)，如果能夠環(huán)環(huán)相扣、緊密配合，同時(shí)保證基于計(jì)算思維的Python程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言和各個(gè)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(píng)價(jià)

當(dāng)預(yù)估學(xué)生已經(jīng)達(dá)到了Python程序設(shè)計(jì)課程的基本學(xué)習(xí)目標(biāo)之后，教師可從學(xué)生真實(shí)表現(xiàn)、顯著成果出發(fā)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，并給予自評(píng)和互評(píng)的指導(dǎo)，使學(xué)生有機(jī)會(huì)在評(píng)價(jià)過(guò)程中充分總結(jié)學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，審視自我還有什么學(xué)習(xí)的，特別是計(jì)算思維能力上的不足，最終對(duì)編程成果做更進(jìn)一步修正。還有我們尚要求做的一項(xiàng)工作，是對(duì)于問(wèn)題情境的繼續(xù)深化，使學(xué)生繼續(xù)在情境范圍內(nèi)對(duì)已經(jīng)基本掌握的知識(shí)做復(fù)雜化的探究，以便突破計(jì)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(píng)價(jià)階段，Python程序設(shè)計(jì)課程所面對(duì)的任務(wù)和語(yǔ)、數(shù)、英等課程存在區(qū)別，避免單一依靠考試成績(jī)來(lái)評(píng)定學(xué)情，而是要在計(jì)算思維等核心素養(yǎng)角度出發(fā)，設(shè)計(jì)出實(shí)施效果更明顯的、利于綜合評(píng)價(jià)的評(píng)測(cè)量表，以達(dá)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(shí)、客觀表現(xiàn)。

4總結(jié)

中職階段計(jì)算機(jī)課程教學(xué)中，計(jì)算思維能力培養(yǎng)是重要目標(biāo)之一，怎樣以這一目標(biāo)為中心，進(jìn)行教學(xué)研究與教學(xué)實(shí)踐，是中職教師的探索責(zé)任所在，做好本項(xiàng)工作，能夠真實(shí)達(dá)到計(jì)算思維的“理論”與“實(shí)踐”二元效果?？紤]到Python作為一種新興的、具有較突出優(yōu)勢(shì)的編程語(yǔ)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(jì)算思維概念與內(nèi)容體系方面的局限性，通過(guò)課前精心準(zhǔn)備、課中充實(shí)內(nèi)容、課后及時(shí)完善等做法，給學(xué)生以計(jì)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