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Python语言程序设计教学体系建设

更新时间：2019-12-25 08:00:41 大小：357K 上传用户：songhuahua查看TA发布的资源 标签：python 下载积分：1分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

分析Python语言的特点,提出Python语言程序设计课程教学的两个层次,针对不同层次提出相应的教学目标;针对计算机公共课程的教学要求,结合本科人才培养方案,从教学内容、实践环节、学时安排等方面阐述Python语言程序设计课程的教学实施。


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第 8 期  
计 算 机 教 育  
Computer Education  
2017 年 8 月 10 日  
13  
G642  
中图分类号：  
文章编号：1672-5913(2017)08-0013-05  
Python 语言程序设计教学体系建设  
刘卫国，奎晓燕  
（中南大学信息科学与工程学院，湖南长沙410083）  
摘要： 分析Python语言的特点，提出Python语言程序设计课程教学的两个层次，针对不同层次提  
出相应的教学目标；针对计算机公共课程的教学要求，结合本科人才培养方案，从教学内容、实践环  
节、学时安排等方面阐述Python语言程序设计课程的教学实施。  
关键词：Python语言；程序设计；教学体系  
展，国内外许多高校也陆续开设了Python 语言  
0 引 言  
程序设计课程[3]。  
计算机程序设计基础是高等学校计算机基础  
教学的核心课程[1]，它以一种高级语言作为程序  
实现工具，介绍程序设计的基本思想和方法，既  
可为后续相关计算机课程学习奠定基础，也有助  
于学生更加深刻地理解计算机求解问题的方式，  
因而计算机程序设计课程也是计算思维能力培养  
的重要载体，是对学生进行计算思维能力培养最  
直接、最具操作性的课程。  
1 Python语言程序设计教学总体思路  
1.1 Python 语言的优势  
人们学习程序设计往往是从学习一种高级  
语言开始的，因为语言是描述程序的工具，熟  
悉一种高级语言是程序设计的基础。关于高级语  
言有很多，任何一种语言有其自身诞生的背景，  
从而决定了其特点和擅长的应用领域。例如，  
FORTRAN 语言诞生于计算发展应用的早期，适  
合做科学计算；C 语言是为描述和实现UNIX 操  
作系统而设计，广泛应用于系统软件、嵌入式软  
件的开发。Python 作为一种通用的程序设计语言，  
具有和其他语言相同的基本特征，也有其自身的  
特点，给人印象较深的有3 点。  
传统的高级语言（如C 语言）往往为了兼顾  
性能而采用较为复杂灵活的语法规则，所以需要  
掌握的细节多，即使实现最简单的功能，也要涉  
及很多概念，其他许多高级语言亦是如此，这就  
制约了计算机作为一种普适工具在各学科专业中  
的深入应用。Python 语言是一种功能强大的程序  
设计语言，以优雅、清晰、简洁的语法特点，能  
将初学者从语法细节中摆脱出来，而专注于解  
决问题的方法、分析程序本身的逻辑和算法[2]。  
Python 语言还具有大量优秀的第三方函数模块，  
对学科交叉应用很有帮助。经过20 多年的发展，  
Python 语言已经成为一门重要的程序设计语言。  
目前，基于Python 语言的相关技术正在飞速发  
（1）开放性。其开放特性使得很多开放语言  
社区对用户提供快速的技术支持，学习和使用  
Python 技术不再是孤军奋战。如今，各种社区  
提供了成千上万个不同功能的开源函数模块（截  
至本文投稿时接近11 万个），而且还在不断地发  
展，这为基于Python 语言的快速开发提供了强  
基金项目：2016年度中南大学精品教材立项项目（中大教字[2016]55号）；中南大学信息科学与工程学院2016年度  
教学成果建设重点培育项目（2016JG08，2016JG03）。  
第一作者简介：刘卫国，男，教授，研究方向为网络与信息安全、软件工程、智能信息处理，liuwg@ csu.edu.cn。  
计 算 机 教 育  
Computer Education  
14  
2017  
大支持，由此形成了良好的计算生态[4]，构成了  
Python 语言的强大优势。  
程；二是专业应用课程，一般是在学习了某种程  
序设计语言之后开设，可以针对任何专业开设。  
这两种层次教学的教学目标是不同的，作为  
计算机公共课，Python 包括基本语言知识和基本  
算法的教学（Python 基础）以及第三方函数库的  
应用（Python 生态圈），这时Python 基础是重点，  
Python 生态圈的应用是方向性、示范性的，如  
图2 所示。图中Python 基础和Python 生态圈的  
内容有交叉，但前者是重点（影印部分）。课程  
内容应适当突出基础算法（程序设计课程教学目  
标使然），以排序问题为例，除介绍列表的sort  
方法或sorted() 内置函数外，还要介绍基本的排  
序算法：选择排序、冒泡排序、插入排序等。而  
Python 生态圈的应用除一些公共性模块外（如绘  
图模块），还应结合专业特点进行教学，如工程  
类专业介绍科学计算模块库，语言类专业介绍自  
然语言处理模块库。  
（2）优雅的语法。Python 语言吸收了现代程  
序设计语言的很多特点，采取了优雅、细致的语  
言设计。例如，Python 程序没有太多的细节规则  
要求，“信手拈来”就可以组成一个程序；使用  
语句“a,b=b,a”可以实现无需中间变量交换两个  
变量的值；列表可以很方便地实现批量数据的处  
理，如列表的sort 方法或sorted() 内置函数可以  
实现数据排序等。  
（3）可读性强。Python 语言通过程序缩进来  
确定语句块的起止范围（C 语言用一对大括号构  
成复合语句，其他语言采用控制结构配套的结束  
语句），既是语法要求，又保证了程序的可读性，  
有利于培养学生良好的程序设计习惯。  
1.2 Python 语言程序设计的教学层次及其教  
学目标  
通过前面对Python 语言特点的分析，可以  
把Python 语言程序设计的内容体系归结为两部  
分，即Python 基础和Python 生态圈，如图1 所  
示。其中Python 基础就是一般意义上讲的程序  
设计，这时Python 程序设计面临的问题和其他  
语言一样，即要突出程序设计方法，讲清从问题  
到算法再到程序的思维过程，帮助学生构建问题  
求解的方法。Python 生态圈是指Python 第三函  
数库的应用，这是突显Python 优势的地方。如  
果没有Python 生态圈的支撑，Python 程序设计和  
其他语言程序设计没有本质区别。  
图2 计算机公共课教学目标  
Python 作为专业应用课程时，不需要从基本  
的算法逻辑开始，重在第三方库的应用，介绍利  
用Python 解决学科领域问题的途径和方法，如  
图3 所示。图中Python 基础和Python 生态圈的  
内容有交叉，但后者是重点（影印部分）。即便  
学生没有用过Python 语言，也能通过自学、微  
视频、MOOC 等方式很快地熟悉，因为他们已  
学过一门程序设计语言，应该有这种能力（教学  
实践看，大部分学生的学习能力是不可低估的）。  
图1 Python 内容体系  
Python 的内容体系衍生出Python 语言程序设  
计教学的两种不同层次，一是计算机公共课，即  
计算机程序设计基础，一般是在大学计算机课程  
之后开设，作为非信息类专业的入门程序设计课  
图3 专业应用课教学目标  

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