摘 要:隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展,編程已經(jīng)成為信息技術(shù)課程中的重要內(nèi)容之一,對學(xué)生未來的發(fā)展具有積極的推動作用。為此,在高中信息技術(shù)教學(xué)中,教師要借助有效的課堂教學(xué)助力學(xué)生編程思維成長,綜合考慮Python語言的特點(diǎn)完成教學(xué)設(shè)計,指引學(xué)生在理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上完成實(shí)踐操作,深刻感受編程學(xué)習(xí)的魅力,使他們在教師的引領(lǐng)下不斷提升信息素養(yǎng),掌握實(shí)用的信息技能,從而有效推動高中信息技術(shù)課的持續(xù)健康發(fā)展?;诖?,文章從當(dāng)前高中信息技術(shù)教學(xué)中存在的問題、開展編程教學(xué)的積極意義、優(yōu)化編程Python語言應(yīng)用教學(xué)的對策三個層面展開論述,希望能為高中信息技術(shù)教學(xué)模式的調(diào)整提供參考。
關(guān)鍵詞:高中;信息技術(shù);編程能力;Python語言
作者簡介:馬靜(1984—),女,江蘇省淮安市漣水縣第一中學(xué)。
對于高中階段的學(xué)生來說,學(xué)習(xí)信息技術(shù)不僅應(yīng)掌握基礎(chǔ)知識,還應(yīng)深入探索理論和技術(shù)的深層次內(nèi)容,這有助于學(xué)生體會信息技術(shù)的應(yīng)用價值,不斷提升自身的信息技能。在具體的教學(xué)活動中,引入Python編程教學(xué)是一個有效策略。Python語言語法簡潔、表達(dá)清晰,能夠滿足高中生的認(rèn)知需求。同時,Python庫中的豐富功能能幫助學(xué)生開闊學(xué)習(xí)視野,引導(dǎo)他們進(jìn)行由淺入深的探究學(xué)習(xí)。通過學(xué)習(xí)Python語言,學(xué)生能夠構(gòu)建更加系統(tǒng)完整的學(xué)科知識體系,提高實(shí)踐操作能力,逐步成長為社會所需的新型人才。
一、高中信息技術(shù)Python程序設(shè)計語言教學(xué)概述
Python是一種面向?qū)ο蟮慕忉屝陀嬎銠C(jī)程序設(shè)計語言,由荷蘭計算機(jī)程序員吉多·范羅蘇姆(Guido van Rossum)于1989年設(shè)計提出。作為TIOBE編程語言排行榜上的??停琍ython以其簡單性、免費(fèi)開源和可移植性等特點(diǎn),成為最受歡迎的程序設(shè)計語言之一。在高中階段學(xué)習(xí)Python,能夠有效提升學(xué)生的信息素養(yǎng)。
然而,高中學(xué)生在學(xué)習(xí)Python時面臨多重挑戰(zhàn)。首先,由于時間有限,學(xué)生很難在短期內(nèi)完全掌握Python的基礎(chǔ)知識和原理[1]。其次,Python是一種編程語言,與英語學(xué)科之間有著明顯差異,但是高中生往往會把這兩者聯(lián)系起來,使教學(xué)工作受到阻礙。此外,盡管市面上有許多Python學(xué)習(xí)軟件,但這些軟件往往過于注重目標(biāo)導(dǎo)向,可能導(dǎo)致學(xué)生在操作過程中產(chǎn)生畏難情緒,從而影響其對Python的興趣。
具體來說,為了確保高中階段學(xué)生編程技能的有效培養(yǎng),教師需要精心選擇教學(xué)內(nèi)容,重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)Python語言基本用法以及常規(guī)的邏輯思維和計算思維。在必修部分,教學(xué)重點(diǎn)應(yīng)放在算法概念、算法特征、算法的基本結(jié)構(gòu)及流程圖、數(shù)據(jù)的基本類型、常量、變量、輸入與輸出函數(shù)、range( )函數(shù)、算術(shù)運(yùn)算符、關(guān)系運(yùn)算符、單分支結(jié)構(gòu)、雙分支結(jié)構(gòu)、多分支結(jié)構(gòu)、列表、for循環(huán)、while循環(huán)、自定義函數(shù)、簡單模塊的使用、數(shù)值計算、非數(shù)值計算、枚舉算法、迭代算法、遞歸函數(shù)等內(nèi)容上。而在選修部分,則可以涉及Python硬件編程、常用擴(kuò)展庫、數(shù)據(jù)挖掘與分析等高級內(nèi)容。
二、當(dāng)前高中信息技術(shù)教學(xué)中存在的問題
(一)對Python教學(xué)的重視度不足
在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的今天,現(xiàn)代化信息技術(shù)已經(jīng)被廣泛地運(yùn)用到人們?nèi)粘I詈蜕a(chǎn)的各個領(lǐng)域,而信息技術(shù)教學(xué)的重要性也逐漸被大家認(rèn)可。但在我國,高中階段信息技術(shù)教學(xué)仍受到傳統(tǒng)觀念和高考壓力的限制,部分教師、家長和學(xué)生由于過分關(guān)注高考成績,往往忽視了信息技術(shù)的學(xué)習(xí)。即便新高考方案將技術(shù)科目(含信息技術(shù))納入學(xué)業(yè)水平測試范圍,但不少學(xué)生仍將其視為次要科目,只學(xué)習(xí)了表面和基礎(chǔ)的理論知識,特別是在Python編程方面,因?yàn)橄嚓P(guān)課程缺乏足夠的關(guān)注和課時,很多學(xué)生選擇放棄深入學(xué)習(xí)。此外,一些高中學(xué)校在安排課程時往往為高考科目預(yù)留更多復(fù)習(xí)時間,導(dǎo)致信息技術(shù)課時減少,甚至被其他課程占用,這進(jìn)一步削弱了學(xué)生對信息技術(shù)課程的學(xué)習(xí)興趣和積極性,影響了教學(xué)質(zhì)量。
(二)教學(xué)模式過于落后且保守
在高中信息技術(shù)教學(xué)中,一些教師通常采用填鴨式的教學(xué)方法,主要關(guān)注學(xué)業(yè)水平測試的通過率,使得學(xué)生處于被動接受知識的狀態(tài)。這種單向的教學(xué)方式難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,甚至可能導(dǎo)致學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)心理。信息技術(shù)作為一門實(shí)踐性強(qiáng)的學(xué)科,理論知識與實(shí)際操作的結(jié)合尤為重要。但部分學(xué)校缺乏足夠的硬件設(shè)施,學(xué)生缺乏實(shí)際操作的機(jī)會,這不僅不利于培養(yǎng)他們的動手能力,也難以提升他們的信息技術(shù)核心素養(yǎng)。
(三)課題內(nèi)容更新慢
隨著信息時代的到來,信息技術(shù)可謂日新月異,而高中信息技術(shù)教材中的Python編程教學(xué)內(nèi)容相對較少,且更新的速度跟不上時代發(fā)展步伐,導(dǎo)致學(xué)生接觸編程知識的機(jī)會有限,難以將教材中的知識與社會實(shí)踐相結(jié)合。信息技術(shù)課程的發(fā)展與技術(shù)創(chuàng)新之間存在脫節(jié)的情況會阻礙教學(xué)質(zhì)量的提升。
三、優(yōu)化高中信息技術(shù)編程Python語言應(yīng)用教學(xué)的對策
(一)在創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境的過程中做好激趣準(zhǔn)備
對于初次接觸Python編程的高中學(xué)生而言,由于缺乏編程基礎(chǔ),初期學(xué)習(xí)可能會顯得枯燥乏味。因此,教師在教學(xué)活動中應(yīng)重視激發(fā)學(xué)生的興趣,充分發(fā)揮情境創(chuàng)設(shè)的優(yōu)勢,直觀地為學(xué)生展示Python語言的趣味性以及多功能性,改變學(xué)生對編程的看法,調(diào)動其學(xué)習(xí)的積極性和主動性。
例如,在教授Python的第一節(jié)課上,教師可以結(jié)合課題特點(diǎn),運(yùn)用現(xiàn)代化技術(shù)工具,如多媒體,展示幾個簡單的Python程序,完成教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)。如引入海龜畫圖模塊,讓學(xué)生親身體驗(yàn)編程的樂趣。教師可以根據(jù)學(xué)生在課堂上的表現(xiàn),隨機(jī)選擇一名或兩名學(xué)生上臺進(jìn)行程序編寫的展示,要求學(xué)生用Python繪制基本圖形(如三角形、正方形、圓形等),并通過大屏幕展示程序運(yùn)行的結(jié)果(見圖1)。這種編程與畫圖結(jié)合的方式,能讓學(xué)生快速把注意力集中到課堂上,產(chǎn)生知識探究的欲望。
在此基礎(chǔ)上,教師可引導(dǎo)學(xué)生基于所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行深入思考,鼓勵他們提出創(chuàng)新的想法,并嘗試通過編程實(shí)現(xiàn)這些創(chuàng)意。這樣的教學(xué)方法能有效吸引學(xué)生的注意力,激發(fā)他們對Python編程的深入探索興趣,從而為高中信息技術(shù)課程教學(xué)打開一扇新的大門。
(二)以實(shí)際案例為載體強(qiáng)化學(xué)生的認(rèn)知
教師需要引導(dǎo)學(xué)生將理論知識應(yīng)用于實(shí)際操作中。對此,采用案例教學(xué)法是非常有效的。通過深入分析、對比展示和流程分解等方法,教師可以幫助學(xué)生理解Python編程的基本流程和思維方式[2]。
例如,在教授“2.3周而復(fù)始的循環(huán)”這一課時,教師首先應(yīng)詳細(xì)講解循環(huán)的基礎(chǔ)知識,并引導(dǎo)學(xué)生理解計算機(jī)對程序語言的識別和處理方式,為學(xué)生編寫程序奠定基礎(chǔ)(如圖2)。
在這一過程中,教師可提出問題,讓學(xué)生借助Python編程語言編寫代碼,如編寫計算1到100的累加和、1到100內(nèi)的奇數(shù)和以及1到100內(nèi)的偶數(shù)和等程序,這些任務(wù)可以通過for語句和while語句來實(shí)現(xiàn),進(jìn)而引申出更多類似的編程問題,如求n的階乘、求階乘和、輸出1到100內(nèi)6的倍數(shù)和輸出1到100內(nèi)非9的倍數(shù)且不含9的數(shù)等。
通過這些具體的編程實(shí)踐,學(xué)生不僅可以準(zhǔn)確理解Python語言中的計算思維和循環(huán)思維,還可以加深對Python語言基礎(chǔ)知識和結(jié)構(gòu)類型的掌握。最后,教師應(yīng)留出充足的時間讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐操作,使其對循環(huán)結(jié)構(gòu)程序進(jìn)行全面學(xué)習(xí)。在經(jīng)典案例中展示編程的功能,有助于培養(yǎng)學(xué)生的計算思維、循環(huán)思維和邏輯思維,從而加深他們對Python程序流程的理解。
(三)結(jié)合項(xiàng)目流程引導(dǎo)學(xué)生在做中學(xué)
在高中信息技術(shù)課堂上,對于Python編程教學(xué),教師應(yīng)將重點(diǎn)放在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力上。教師可以通過項(xiàng)目驅(qū)動的方法,讓學(xué)生在實(shí)際操作中學(xué)習(xí)編程技巧,提升應(yīng)用能力。結(jié)合項(xiàng)目設(shè)計引導(dǎo)學(xué)生初步了解軟件項(xiàng)目開發(fā)流程,能有效提升他們的信息技術(shù)素養(yǎng)。
例如,在教授“編程計算”單元時,教師可以圍繞程序語言中的函數(shù)模型和結(jié)構(gòu)邏輯等內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)設(shè)計。通過將重難點(diǎn)進(jìn)行細(xì)分,引導(dǎo)學(xué)生在具體的學(xué)習(xí)任務(wù)中深化對理論知識的理解和記憶。在實(shí)踐操作中,教師要鼓勵學(xué)生反思學(xué)習(xí)中的不足,并及時查缺補(bǔ)漏,真正達(dá)到在做中學(xué)的教學(xué)目標(biāo)。舉例來說,教師可以利用多媒體技術(shù)展示《三國演義》的文本,引入學(xué)習(xí)項(xiàng)目——使用編程算法找出文稿中的高頻詞匯。在這個過程中,教師首先要引導(dǎo)學(xué)生分析問題,明確已知條件(文本文件《三國演義》),求解目標(biāo)(找出出現(xiàn)次數(shù)最多的20個詞匯),并探討適用的算法。這樣一來,學(xué)生就可以快速理清項(xiàng)目設(shè)計的流程,并思考如何運(yùn)用編程的優(yōu)勢解決現(xiàn)實(shí)問題。當(dāng)學(xué)生在建模過程中遇到問題時,教師要及時給予點(diǎn)撥和指導(dǎo),引導(dǎo)學(xué)生查漏補(bǔ)缺,讓他們在做中學(xué),在學(xué)中做,從而促進(jìn)他們信息素養(yǎng)的持續(xù)提升。
(四)通過在線測評幫助學(xué)生提高綜合能力
在信息技術(shù)課程中,教師除了教授理論知識,還應(yīng)重視培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力。為此,教師可以通過在線測評的形式找出學(xué)生在學(xué)習(xí)活動中的優(yōu)勢和不足,并提供相應(yīng)的指導(dǎo)和反饋,確保學(xué)生能夠?qū)ψ约旱膶W(xué)習(xí)過程進(jìn)行反思,把握Python語言學(xué)習(xí)的規(guī)律,從而實(shí)現(xiàn)培育學(xué)生綜合能力的教學(xué)目標(biāo)[3]。
例如,在教授“Python語言”這一課程時,在學(xué)生學(xué)習(xí)變量、運(yùn)算符、賦值語句等概念后,教師可以為學(xué)生布置借助Python語言編程進(jìn)行名片制作的項(xiàng)目活動。在這個過程中,學(xué)生需要分析項(xiàng)目的運(yùn)行流程,實(shí)現(xiàn)輸入、存儲和打印信息等功能,靈活運(yùn)用input( )和print( )等函數(shù)。當(dāng)學(xué)生完成實(shí)踐操作之后,教師要結(jié)合任務(wù)特點(diǎn)完成對學(xué)生學(xué)習(xí)成果的檢測和評價,分析學(xué)生能否靈活運(yùn)用Python語言解決實(shí)際問題,以及學(xué)生在編程過程中的邏輯思維發(fā)展。這種方法可以促使學(xué)生進(jìn)行自主探索,幫助他們在解決問題的過程中獲得成就感,同時在教師的點(diǎn)撥和啟發(fā)下發(fā)現(xiàn)自己在學(xué)習(xí)中存在的不足,及時彌補(bǔ)知識漏洞。學(xué)生在多樣的測評中完成反思和總結(jié),優(yōu)化學(xué)習(xí)方法,能夠在逐步深入的學(xué)習(xí)過程中獲得長遠(yuǎn)發(fā)展,最終成為社會所需的復(fù)合型人才。
總而言之,在信息技術(shù)飛速發(fā)展的時代背景下,對學(xué)生信息素養(yǎng)的培育越來越重要,這也推動了高中信息技術(shù)課程地位的提升。在具體的教學(xué)活動中,教師需要綜合考慮信息技術(shù)課程的特點(diǎn)和學(xué)生的發(fā)展需求,精心制訂教學(xué)計劃和策略。特別是在Python編程語言的教學(xué)中,教師應(yīng)充分考慮其技術(shù)性特點(diǎn),掌握有效的教學(xué)方法和技巧,在課程設(shè)置、內(nèi)容規(guī)劃、實(shí)踐方案設(shè)計等方面做好充分準(zhǔn)備。教師還需在日常教學(xué)中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn),深入探索Python教學(xué)的內(nèi)涵,借助多樣化的教學(xué)手段優(yōu)化對學(xué)生編程思維的培育,指引學(xué)生在教學(xué)實(shí)踐中查漏補(bǔ)缺,加強(qiáng)對理論知識的消化和吸收,有效提高學(xué)生的信息技術(shù)水平,從而推動高中信息技術(shù)教學(xué)持續(xù)健康發(fā)展。
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