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Python教学:编程如何培养学生计算思维
资料介绍
从去年开始,身边的很多教师都在议论同样的话题:“信息技术教材要改革了,据说是大变样。”“高中信息技术可能要换一门新的语言了。”“以后的信息技术课该怎么上呢?”……作为信息技术学科教师,我也在积极关注学科发展的动向,有了一些所思所想,供各位读者参考。高中信息技术课程开展情况为了摸清信息技术课程开展情况,教育部组织专家成立了专项调研组,访谈了8个省84所学校的175名高中信息技术教师,并对283名教
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Python 教学:
编程如何培养学生计算思维
倪俊杰 浙江省桐乡市凤鸣高级中学
从 去 年 开 始 ,身 边 的 很 多 教 师
都在议论同样的话题:“信息技术教
材要改革了,据说是大变样。”“高
中信息技术可能要换一门新的语言
了 。 ”“ 以 后 的 信 息 技 术 课 该 怎 么
上 呢 ?”… … 作 为 信 息 技 术 学 科 教
师,我也在积极关注学科发展的动
向,有了一些所思所想,供各位读
者参考。
睫;③信息技术学科地位与其作用
不相称,会考(学考)、高考将会逐
渐步入正轨;④信息技术教师要正
视学科发展前景,积极关注新一轮
教材改革。
高中信息技术课程分为必修模块和
选修模块。其中,必修模块分为“数
据 与 计 算 ”“ 信 息 系 统 与 社 会 ” 两 个
子模块,而“数据与计算”模块中的
内容强调了简单算法的学习,让学
生掌握一种程序设计语言的基本知
识,使用程序设计语言实现简单算
法,将计算思维的形式化、模型化、
自动化特征渗透至内容标准中。在这
里,特别突出了计算思维的重要性。
那么,什么是计算思维?高中信息技
术课程中该如何通过编程教学体现
计算思维呢?
从目前各省公布的新高考方案
来看,浙江是唯一执行“七选三”方
案的省份。从某种角度而言,浙江的
技术学科(信息技术+通用技术)被
摆在一个特别“尴尬”的位置,全国
都在看浙江的动向。那么,当前的技
术课程能否适应高考的要求,今后
技术课程的出路又在哪里?
● 高中信息技术课程开展
情况
为了摸清信息技术课程开展情
况,教育部组织专家成立了专项调
研组,访谈了8个省84所学校的175
名高中信息技术教师,并对283名教
师进行了问卷调查。调研组还访谈
了信息技术教研员以及对部分高三
学生进行了问卷调查,反馈结果显
示 ,当 今 信 息 技 术 课 程 存 在 两 个 方
面的问题:一是教材内容的问题,二
是课程实施的问题。对此,笔者有几
点看法:①信息技术课程内容既要
符 合 当 前 社 会 发 展 的 实 际 情 况 ,又
要 和 小 学 、初 中 的 内 容 合 理 衔 接 ,选
修教材设置要能满足部分学生个性
化学习的需要;②信息技术课堂的
追求要从工具化操作应用上升到学
科素养的高度,“去工具化”迫在眉
● 什么是 计 算 思 维
计算思维是由美国麻省理工学
2014年11月,教育部启动了高中
所有学科课程标准修订工作。依据
“ 中 国 学 生 发 展 核 心 素 养 ”等 方 面 的
要 求 ,课 标 组 界 定 了 信 息 技 术 学 科
的核心素养要素:信息意识、计算思
维、数字化学习与创新和信息社会
责任。又按照信息技术课程特征和
知识技能的逻辑体系明确了高中信
息技术课程的大概念:数据、算法、
信息系统和信息社会。围绕信息技
术学科的核心素养和学科大概念,
新课标选择了兼顾实践性与理论性
的课程内容,以突破目前教学中课程
内容多为工具软件操作的局限,将
院西蒙·帕佩特教授最早提出的,后
来由美国卡内基梅隆大学周以真教
授进行系统阐述和推广。计算思维
的含义是:运用计算机科学的基础
概念进行问题求解、系统设计、人类
行为理解等的一系列思维活动。计
算思维应该是每个人具有的基本技
能,而不仅仅属于计算机科学家。计
算思维是一种思维方式,被认为是
近十年来产生的最具基础性、长期
性的学术思想,已经成为当今重点
科学研究的内容。计算思维主要表
现为“形式化、模型化、自动化和系
统化”四个方面,包含三个层次的内
OCT 2017 NO.19
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信息技术课
容,即计算思维意识、计算思维方法
和计算思维能力。从意识到方法再
到能力的过程不是一蹴而就的,这
是一个循序渐进的过程,需要有针
对性地对课堂教学加以培养。
那么,对于刚刚接触编程语言
的 高 中 学 生 而 言 ,应 该 如 何 培 养 他
们的计算思维呢?什么样的编程语
言能够“担此重任”?
了广泛的关注,其中也不乏学校和教
师挖掘了其教学价值,很早就开始
把Python应用在教学实践中。美国
综合排名前100名的大学有超过70%
都开设了Python编程语言类课程。
北京理工大学作为国内较早一批引
入 P y t h o n 语 言 的 高 校 ,自 2 0 1 3 年 起
就开始面向全校非计算机专业学生
开设了公选课《Python语言程序设
计》,还有南京大学、哈尔滨工业大
学、山东工商学院等多所院校都开
设了Python语言的相关课程。
级部分,而应强调Python语言的基
本用法和常用算法思想,建议教学
内容安排如下表。
2.教学方法建议
教学方法是教师和学生为了实
现教学目标,完成教学任务,在教学
过程中运用的方式与手段。作为信
息技术教师,如何在课堂教学中落
实培养计算思维的目标呢?从认知
发 展 来 看 ,高 中 学 生 的 逻 辑 思 维 能
力逐步趋于成熟,能够对自己的思想
观点进行论证,能有条理地对各项
经验加以理论说明,这也为学生计
算思维的进一步发展创造了条件。目
前,关于信息技术的课程教学方法
有很多,如讲授法、任务驱动法、基
于问题学习、游戏教学法、在做中学
等,还有一批教师团队提出了“范例
研习—模仿设计—自由创作”的教
学策略。结合以上几种教学方法,根
据计算思维的特点,笔者提出了一
● 为什么选择Python
1 9 8 9 年 圣 诞 节 期 间 ,G u i d o
vanRossum(吉多·范罗苏姆)为了
打发圣诞节的无趣,决心开发一个
新的脚本解释程序。Python是纯粹
的 自由 软 件 ,语 法 简 洁 清 晰 ,极 易 上
手 ,具 有 丰 富 和 强 大 的 库 ,常 被 昵 称
为“胶水语言”,能够把其他语言很
轻松地联结在一起。
Python语言简洁易懂的特点,
比较适合没有编程基础的学生。教
师和学生不需要花费大量的时间去
处理代码的格式错误。这样,教师在
教学过程中能够更加关注算法思维
的培养,让学生尽快地在编程中获
得成就感,进而培养计算思维。
● Python编程教学建议
Python的程序可以怎么写?来
看这样一个问题:输入圆的半径,输
出圆的面积。用Python语言可以这
样写:
信息技术课程是一门实践性
强、技术条件及师资条
>>> pi=3.1415
件要求较高的课程。教
师及教育管理者在课程
设 置 、教 学 组 织 、评 价
方 式 、课 程 环 境 和 教 师
培训等方面需要做好相
应的准备。
模块
教学内容
面向对象程序设计及算法的概念
对象类型、常量、变量、运算符
函数、列表、元组、字典
流程结构(顺序、选择、循环)
算法的概念和表示
>>> r=eval(input("请输入半径:
"))
请 输 入 半 径 :6
必修模块
>>> print(pi*r**2)
113.09400000000001
从上面程序可以看出,Python
1.课程设置建议
解析算法和枚举算法
的语言确实非常简单,通俗易懂,可
以作为学生的入门语言。除此之外,
Python语言还在数据分析、数据可
视化、科学计算、硬件编程等领域有
很强的优势。
高中信息技术课程
排序算法、查找算法、递归算法与其他
数据挖掘与分析
必修模块为4学分,选修
模块为2学分。结合中学
生的现有水平和认知特
点,高中阶段的Python
教学无需注重复杂的高
选修模块
Python 的硬件编程
Python 的常用扩展模块
Python 的其他扩展模块
Python语言从问世开始便引起
中国信息技术教育
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