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以Python为工具谈学生计算思维
资料介绍
在大学本科生必修的科学文化基础课程中,大学计算机基础课程是其中实用性较强的一门课程,该课程主要是为了让学生的计算机基本技能以及计算思维得到培养,让学生在后续课程的学习中,有良好的基础作为学习支撑.Python编程能够很好地对学生的解决问题的能力以及计算思维进行培养,本文首先对Python与计算思维进行了介绍,其次对Python与算法的核心地位进行了叙述,最后对其重要性进行了说明,希望能对学生的计算机应用能力的提升有所帮助,让学生在未来的信息化社会中有更好的发展
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教育与信息化
以 Python 为工具谈学生计算思维
张杰 边文钰
吉首大学张家界学院 湖南 张家界 427000
摘
要
在大学本科生必修的科学文化基础课程中，大学计算机基础课程是其中实用性较强的一门课程，
该课程主要是为了让学生的计算机基本技能以及计算思维得到培养，让学生在后续课程的学习中，有良好
的基础作为学习支撑。Python编程能够很好地对学生的解决问题的能力以及计算思维进行培养，本文首先对
Python与计算思维进行了介绍，其次对Python与算法的核心地位进行了叙述，最后对其重要性进行了说明，
希望能对学生的计算机应用能力的提升有所帮助，让学生在未来的信息化社会中有更好的发展
关键词 计算思维；Python
1ꢀ ꢀ Python是计算思维培养的工具
学计算机基础课程中，关于计算机硬件的学习主要包含了
CPU工作过程以及计算机工作原理、输出和输入系统以及储
存工作系统等。模型的构造有利于在硬件知识学习的过程
中对计算思维进行渗透，让学生可通过计算本质对计算机
的工作方式与硬件组成进行探讨，让学生对于计算机产生
的本质进行深度理解。
程序对于大部分普通的计算机使用者而言，就是一个
黑匣子。这个黑匣子获得一个输入的时候，就会按照事先
的设定规则，对输入进行变化，最终将所得到的结果进行
输出。因此对于普通用户而言，只需要对其输入的格式进
行了解即可，对其结果不需要了解。
但是，当代大学生处于信息时代飞速发展的时期，若
对黑匣子的了解仅限于使用方法和功能的话，则对于未来
的发展而言会产生诸多的限制。因此需要对黑匣子的内部
构造进行探索和了解。在这个过程中，学生需要进一步提
高对算法的认识，让计算思维得以形成，从而提升解决问
题的能力。计算机思维在程序设计范畴内，主要反映的是
对理解问题的计算特性以及 将计算特性抽象为计算问题
等，然后再通过程序设计对问题进行自动求解。
在进行建模的过程中，可以对一些概念以及细节进行
忽略，例如CPU的设计工艺或者工作频率等，然后对CPU以
及内存的行为机制进行抽象，并根据抽象出来的行为模型
运用Python程序设计语言对其进行描述，使之成为计算机可
理解的模型。学生在建模以及模拟和程序实现的整个过程
中，可以对计算机工作的过程进行体会，知道了计算机的
计算过程，有利于对学生的解决问题的能力以及计算思维
进行培养[3]。
Python程序设计语言在高级通用脚本编程语言中得
到了广泛的应用，该设计语言具有诸多优点，例如类库丰
富、模式多样、强制可读、灵活通用以及语法简洁等，该
设计语言对于计算机基础课程的学习非常有帮助[1]。
4ꢀ ꢀ Python与操作系统
操作系统作为计算机系统 软件的核心，可以对计算机
的硬件资源以及软件资源进行管理和协调。在大学计算机
基础课程中，关于操作系统的学习要求主要包含了文件系
统对文件的管理、多程序执行环境的管理以及应用软件管
理和资源管理等。学生在对操作系统知识进行学习的过程
中，需要掌握通过Python对操作系统进行使用，例如进行进
程的终止和进程的创建，对进程信息进行查看、读写文件
等。学生对操作系统的了解越深入，就越能对数据的含义
进行理解，同时地狱与操作系统中的设计抽象等概念也能
有深层次的了解，让计算思维得到良好的培养。
2ꢀ ꢀ Python与算法
计算机科学之所以具有非凡的魅力，在于其无限可能
性， 而算法就是其中之一。算法是计算机问题求解中非常
重要的一个步骤，为了更好地养成计算思维，需要将算法
理解透彻，使之成为习惯思维。计算思维的养成，对于今
后的日常生活、经营理财以及实践规划上的问题，都会起
到很大的作用。算法与编程语言之间没有关系，并且是独
立于编程语言之外的，但是这并不意味着二者之间始终不
会有交集，相反，编程的第一步就是算法，算法与问题的
解决效率以及解决方式之间具有深刻的联系，若是算法离
开了程序，那么将失去算法的实际意义。Python语言简单易
学，同时也便于使用，因此可以作为学生掌握各类算法的
有力支撑[2]。
5ꢀ ꢀ Python与网络、多媒体和数据库
资源的共享以及信息的传递是计算机网络的基本功
能，对于计算机网络部分，大学课程主要包含了网络的
概念以及功能、结构、组成等。除此之外，还有网络的典
型 应用、拓扑结构和网络协议。通过对这部分知识进行学
习，通过使用Python变成进行邮件的发送以及网络通信等，
都是计算思维培养的主要体现。学生通过一系列的学习，
可以更大程度的享受到大数据予以的便利。
3ꢀ ꢀ Python与计算机硬件
程序可以对用户的需求进行直接实现，但是实现的基
础需要有计算机硬件的支持。数据在程序的运算过程中，
无论是计算还是传输，都需要以硬件作为承载基础。在大
在计算机的使用过程中，带入数据库概念 ，可以让
（下转第137页）
ꢀ ꢀ
134
科学与信息化2018年4月下
TECHNOLOGY AND INFORMATION
医疗与信息化
度的高等级测评，并统筹区域内各医疗机构的信息安全整
改建设规划和要求，在涉及个人健康信息，医师的履职行
为、个人隐私敏感信息特别是公有云专有云的建设、第三
方应用的参与等，要保证人们在享受医疗健康服务的同
时，保障相关者自身隐私安全。
4ꢀ ꢀ 结束语
综上所述，新医改提出加大对基层卫生机构的投入，
但是政府的投入是否能够切实改善基层卫生系统的服务能
力和运行状况将在很大程度上取决于区域卫生信息化建设
的后续使用效果。所以，正视新医改背景下区域卫生信息
化的存在问题、探讨区域卫生信息化的发展策略，对满足
居民多方面的需求、保障居民的基本医疗、促进卫生资源
合理配置和利用、抑制医疗费用的过快增长、保证“健康
中国”战略的成功实施具有重要意义。
3.4 各部门联动，各医院配合流程再造优化病人就诊
便捷度，持续释放综合医改的信息红利
虽然各地区域卫生信息化建设已取得长足进展，但
涉及百姓就医的最为关键领域“三长一短”（全国难题）
的解决上仍未有较大突破。建议政府多部门联动，统筹辖
区内各医疗机构，将双向转诊、院外掌上挂号、检验检查
预约、医保脱卡交易、诊间结算、移动支付、移动医护等
方面作为主要突破口，助力解决县域内群众“看病难看病
烦”问题，提升居民对区域卫生信息化体验的满意度。
参考文献
[1] 冯俊剑.我国乡镇卫生院信息化建设现状分析[J].中国卫生
事业管理,2016,33(02):108-110.
（上接第134页）
数据的储存空间进行节省，同时还能对数据的冗余度进行
降低，让数据资源的共享得以实现。所以大学生地域数据
库部分的掌握包含了数据的发掘与查询、数据库系统的应
用、数据库系统的组成及其功能等。使用Python数据库程序
设计。构建数据模型以及数据分析等，都能对学生计算思
维的培养进行体现。学生通过编写程序以及构建模型等，
对于数据库的理解和使用、数据挖掘方法等有了更加深入
的理解，有利于让学生形成解决问题的思路。
大时代的到来，打下坚实的基础，拓宽未来的发展道路。
参考文献
[1] 陆汉权.基于计算思维的“大学计算机基础课程”教学内容
设计[J].中国大学教学,2012,(9):55-58.
[2] 沙行勉.计算机科学导论[M].北京:清华大学出版社,2016:1-4.
[3] 嵩天,礼欣,黄天羽.Python 语言程序设计基础[M].北京:高等
教育出版社,2017:3-24.
作者简介
6ꢀ ꢀ 结束语
张杰（1982－），女（苗族），湖南张家界人，硕士，讲
师，主要研究方向：软件工程。
综上所述，大学计算机基础课程的主要目标，是对学
生的计算思维进行培。通过对计算机的使用，对问题进行解
决。在这个基础上，需要对计算机的基础知识进行掌握，同
时还需要对计算机的应用能力进行培养，为迎接未来信息化
边文钰（1982－），女（汉族），山东人，硕士，讲师，主
要研究方向：知识管理、高等教育教学研究。
（上接第135页）
体的坡面建立起一个小规模的生态系统，利用这个系统对
坝体进行加固，提高其抗滑动、抗冲刷性能，有效避免水
土流失，并且对环境进行美化，保证生态平衡。
2.4 在水库内建设人工浮岛
3ꢀ ꢀ 结束语
总而言之，在农村水电站的建设中，会对周边的生态
环境造成不利影响，产生一系列生态环境问题。为了对这
些问题进行有效的改善，我们必须在农村水电站的建设中
采取针对性的补偿措施，对生态环境进行适当的保护，降
低对农村水电站建设对生态环境造成的影响，在建设水电
站的同时确保当地生态平衡，实现可持续发展。
农村水电站的建设会在一定程度上改变河流的水文特
点，造成原有的河道发生变化，破坏河流中的部分水环境。
与此同时，在水库蓄水时，会淹没大面积的陆地，导致一些
浅水鱼类以及陆地生物等失去栖息场所。对于这类问题，可
以在水电站的水库内建设人工浮岛，这些浮岛可以用于栽种
植物，具有对水体进行净化的作用，并且能够为一些动物提
供需要的栖息场所，保护农村水电站周边的生态环境。
2.5 保证适当的生态流量
参考文献
[1] 王振华,李青云,黄茁,等.基于生态足迹的农村引水式电站生
态环境影响评价[J].小水电,2015,(05):8-13.
[2] 赵希锦,张国滨,丁厚灿,等.岷江上游流域水电梯级开发的生
态环境需水研究[J].四川环境,2011,30(01):91-96.
[3] 张劲,黄薇,桑连海.浮床植物水质净化能力及其影响因素研
究[J].长江科学院院报,2011,28(12):39-42.
在农村水电站的设计中，如果生态流量过多，就会造
成水资源的浪费，如果生态流量过少，则会在一定程度上
破坏生态环境。所以，为了保护农村水电站周边的生态环
境，防止出现水资源的掠夺式开发，必须在水电站的设计
中设置合理的生态流量[3]。
ꢀ ꢀ
科学与信息化2018年4月下
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