Python课堂环境下的Python教学实践与研究——以浦江某高中为例文献综述

 2022-08-09 19:27:39

基于微信小程序的Python教育教学实践

(一)国内外研究现状

Python语言是创始人吉多·范罗苏姆在1989年开发的编程语言,至今已经有28年的历史。是一种面向对象,解释型的计算机程序语言。设计哲学是“优雅”、“明确”、“简单”。它包含了一组完备的标准库,能够轻松完成很多常见的任务。它的语法简单,全部实现都是开源的,被认为是目前最接近自然语言得到通用编程语言。该语言只关心计算问题的求解,其轻量级的语法和高层次的语言,体现了应用计算机解决问题的计算思维理念。

最近,Python已经慢慢进入到现在的中小学教材中,在此之前,中小学的课本中普遍使用VB作为“算法和编程”模板学习的语言。Python作为现在很受欢迎的语言,它较之其他语言的优势在哪里,为什么要把它作为中小学生算法学习的语言。解答这些问题,首先明确我们的目标是培养中小学生的信息素养,进而逐步培养计算思维,而不是培养所有学生都成为程序员或者以后选择计算机专业,我们希望找到一种语言,能简单明了、高效直接地表达算法,越接近自然语言约好,这样学生可以将注意力集中在算法本身,尽量少的去思考存储空间,内存等计算机系统方面的知识,与此用时,我们还希望它能有广泛的用途,比较长的晟敏周期,所以Python成了首选。

VB主要由Microsoft公司支持和维护,用于开发Windows系统中的视窗应用。VB语言实际的教学内容围绕窗体对象、按钮、文本框、图形界面、事件响应等开展,由于VB语言所开发的程序所见即所得,且继承VB语法的VBA(Visual Basic for Applications)语言能够支持Word及Excel等办公软件的编程扩展,对学生有一定的实际作用,而且比较起C语言、Java等一些语言,VB语言相对容易学习很多。但是VB存在最大的问题就是平台依赖性,VB由Microsoft公司提供支持和维护,所以只能在Windows平台下工作,而且由于Microsoft公司的不开源的政策,VB的开源项目很少,第三方的代码库也不多,这些都严重限制了VB的应用前景。现在大学中开设最广泛的是C语言,C语言几乎可以高效地完成任何计算机任务,但是C语言比起VB和Python更加贴近计算机一端,语法比较复杂、灵活,对于毫无编程基础的中学生来说C语言学习难度太大,掌握语法和应用周期很长,不易于编程学习兴趣的培养,教学效果不如VB来得好。

相较于以上的两种语言,Python可以说是集两家之长,同时也规避了两者的缺陷。Python和VB一样比较贴近人的这一段,语法更加人性化,更容易学习和应用,也具有不考虑内存,动态加载,胶水语言等等的优点,就像其他语言它也有缺点,但是并不影响Python的普及。Python的核心思想是一切以用户为中心,以用户的工作效率为中心。Bruce Eckel在2001年做的著名的“Why I love Python”讲座中提到Python一个核心的特点就是“It doesnrsquo;t value performance over my productivity”。Python语言的表现形式具有一致性,强制采用缩进的形式表现代码的层次结构,保证了代码的可读性,方便代码的阅读、调试和分享。而且相比于VB,Python具有跨平台、开源的优势,Python社区非常活跃,有海量的扩展库。Python无论在各个方面都有着其他语言所不具备的优势,所以很适合非计算机专业的中学生学习。中学生学习写程序的目的不是要培养“程序员”,而是帮助孩子表达自我和组织观点的新途径,锻炼孩子的逻辑思维能力,培养孩子的科学素养。

Python作为语言入门的教学较之其他语言有很多的优势,以美国斯坦福大学为例,该校从2009年开设Python语言程序设计类课程开始,每年新增约5门课程,截至2015年,该校年度开设22门与Python语言有关的课程,尤其是针对非计算机专业,替换了之前的Java语言和部分C语言。美国综合排名前100的大学有超过70所在近3年开设了Python语言类课程。另外,有一批美国地方大学针对学生实际情况,开设了Python语言,从教学效果和质量来看,相关教改取得了较好的效果

北京理工大学自2013年面向非计算机专业开设了全校公选课“Python语言程序设计”,取得了学生的高度认同,不及格率明显下降,学生反馈教学效果显著提高。Python在教育上相较于C语言和VB有很大的优势。

课堂师生交互系统是基于计算机辅助教学(Computer Assisted Instruction, CAI)提出来的。从20世纪70年代中期起,计算机开始走进教育,并通过教学与软件的结合,产生了计算机辅助教学;随着80年代计算机的普及,CAI应用得到了迅速发展,教学理念与计算机技术的结合使得计算机辅助教学有别于传统教学的特点日益增强;到了90年代,CAI进入了一个网络化和多媒体化的时代,尤其是“信息化教育”的提出,使得CAI的概念和技术取得了很大的进步。由于CAI中计算机技术与教学相结合的特质,在虚拟学习环境下的多媒体教学为学生提供了个性化学习变得更加便捷,使得CAI变成了教师在信息化教学中越来越受欢迎的工具。通过利用创新的手段,并在教学过程中实施CAI,教师逐渐树立了新的教学观念、构建了新的教学模式。

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