李玉香 于張紅 李可強 任長權(quán)

（河北科技師范學(xué)院，河北 秦皇島 066004）

試析Python程序設(shè)計語言對計算機多元化人才思維能力的培養(yǎng)

李玉香 于張紅 李可強 任長權(quán)

（河北科技師范學(xué)院，河北 秦皇島 066004）

針對Python程序設(shè)計語言對計算機多元化人才思維能力的培養(yǎng)，結(jié)合理論與實踐，在簡要闡述Python語言在多元化人才思維能力的培養(yǎng)優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，分析了Python程序設(shè)計語言在思維能力培養(yǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀，結(jié)合相應(yīng)的實例分析了Python程序設(shè)計語言對計算機多元化人才思維能力的培養(yǎng)方式，希望對相關(guān)人員有一定幫助。

Python程序設(shè)計語言；計算機；多元化人才；思維能力

1 引言

多項研究表明Python程序設(shè)計語言在計算機多元化人才思維能力的培養(yǎng)中具有得天獨厚的優(yōu)勢，但我國Python程序設(shè)計語言研發(fā)和應(yīng)用的起步比較晚，在多元化人才思維能力培養(yǎng)方面的應(yīng)用還有待進一步深入研究。本文基于教學(xué)實例，對Python程序設(shè)計語言對計算機多元化人才思維能力的培養(yǎng)方法進行了分析。

2 Python程序設(shè)計語言在多元化人才思維能力培養(yǎng)中的優(yōu)勢

目前計算機程序設(shè)計可供選擇的語言種類有很多種，最常見的有C語言、C++語言、Java語言、Python語言等。不同語言編程的特點和應(yīng)用領(lǐng)域存在較大差異。就Python程序設(shè)計語言而言，具有語法簡潔、清晰、易懂的特性，因此，其應(yīng)用范圍非常廣泛，在低年級非計算機專業(yè)大學(xué)學(xué)習(xí)、培養(yǎng)其計算能力、創(chuàng)新能力、解決問題的能力等多元化人才思維能力的培養(yǎng)中的應(yīng)用比較普遍。

2.1 Python程序設(shè)計語言的特點

Python程序設(shè)計語言屬于一種解釋性的編程語言，其主要的特點是輕語法、重解決問題。這一點也決定了在計算機多元化人才思維能力的培養(yǎng)中，應(yīng)用Python程序設(shè)計語言的學(xué)習(xí)難度比較低，學(xué)習(xí)效率比較高。在程序設(shè)計時，為最大限度保證Python程序的易讀性，Python語言采用了強制縮進的方式，有效保證了學(xué)生學(xué)習(xí)他人代碼的能力。

Python程序設(shè)計語言就是解決問題的主要工具。通過Python語言設(shè)計程序可以營造一個良好的情景。Python語言具簡單易學(xué)、易用、適用范圍廣的特性，可以促使學(xué)生把更多精力放在解決相關(guān)問題和思維能力的培養(yǎng)上，而不是把大量的時間浪費在學(xué)習(xí)語法知識和相關(guān)的內(nèi)容上。

2.2 Python程序設(shè)計語言的開發(fā)環(huán)境

大量實例表明，Python程序設(shè)計語言和C語言、C++語言、Java語言相比，具有安裝便捷，使用簡單友好的集成開發(fā)環(huán)境。近年來，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展的，各種計算機系統(tǒng)的編程愈發(fā)豐富，配置和功能越來越復(fù)雜。用戶需要花費更多的時間和精力才能掌握編程語言工具的精髓。忽略了程序設(shè)計語言本身的應(yīng)當具有的內(nèi)容，因此，很難把所學(xué)的編程語言和培養(yǎng)多元化人才思維能力和解決實際問題相互關(guān)聯(lián)起來。

2.3 類庫支持

Python程序設(shè)計語言和其他語言相比，其具有的優(yōu)勢還體現(xiàn)在類庫豐富和應(yīng)用范圍廣泛上。就我國目前Python程序設(shè)計語言發(fā)展的實際情況而言，其所擁有類庫在2016年底就超過了10萬個，充分滿足了計算機多元化人才思維能力培養(yǎng)的需求。

3 計算機多元化人才思維能力培養(yǎng)的四個過程

針對從沒有接觸過計算機程序培養(yǎng)的人員要進行零基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)和培養(yǎng)，大體上可以分為四個過程，具體如下：

3.1 認識Python程序設(shè)計語言階段

認識Python程序設(shè)計語言最短要為期2周，為學(xué)生介紹計算機基礎(chǔ)知識和Python程序設(shè)計語言基礎(chǔ)知識的同時，結(jié)合實際例子，讓學(xué)生理解IPO，形成“Python程序蠻有趣”的認知。并在課后讓學(xué)生自己動手執(zhí)行現(xiàn)有小程序，體驗Python程序設(shè)計語言的執(zhí)行結(jié)果，找到程序設(shè)計的樂趣，并最大限度上調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的成就感和自信心，為后期學(xué)習(xí)更難的知識奠定堅實基礎(chǔ)[1]。

3.2 會讀Python程序設(shè)計語言階段

此階段持續(xù)時間也要分2周進行，主要做法是帶學(xué)生拆解、修改例題，演繹解決問題的過程，既要讓學(xué)生學(xué)習(xí)Python程序設(shè)計語言語法點，也要引導(dǎo)學(xué)生自主探索Python程序設(shè)計，并逐步入手利用Python解決問題。此階段也要教會學(xué)生如何分解程序代碼，為后期自己編寫代碼奠定堅實基礎(chǔ)。

3.3 會寫Python程序設(shè)計語言階段

會寫Python程序設(shè)計語言階段主要的做法讓學(xué)生糾錯、對齊、進行增量式編程。使他們能夠達到理解邏輯流程與程序構(gòu)造、訓(xùn)練思維邏輯性和嚴謹性的目的。實例表明，就零基礎(chǔ)的學(xué)生而言，花時間在程序糾錯、對齊、增量式編程上非常重要。要讓每位學(xué)生都能充分認識到Python程序設(shè)計是一項認真嚴謹?shù)墓ぷ?，在編寫代碼時需具備較強的思維能力和判斷能力，逐步養(yǎng)成耐心編寫程序和糾正程序的素質(zhì)。而寫Python程序要從最簡單的問題開始，剛開始只編寫2～3行即可，并在課后要求他們修改一個現(xiàn)成的復(fù)雜的代碼，代碼數(shù)量控制在15～20行，通過修改復(fù)雜的程序可以為學(xué)生帶來智力挑戰(zhàn)和樂趣[2]。

3.4 會解決Python程序設(shè)計語言問題階段

當完成上述三個階段以后，學(xué)生基本上完成了Python程序設(shè)計的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、控制結(jié)構(gòu)、函數(shù)、迭代等內(nèi)容的學(xué)習(xí)。也會使用turtle庫、math庫、random庫等第三方庫實現(xiàn)程序設(shè)計的基本功能。并且能夠解決一些問題。因此，在此階段，教師要為學(xué)生提供更加復(fù)雜和專門的案例來進行學(xué)習(xí)和設(shè)計。教授他們更高級別解決問題的技巧和方法，逐步提高計算機多元化人才思維能力。

4 Python程序設(shè)計語言對計算機多元化人才思維能力的培養(yǎng)方法

4.1 應(yīng)用MOOC+SPOC+翻轉(zhuǎn)課堂

通過實例表明，在使用Python程序設(shè)計語言培養(yǎng)計算機多元化人才思維能力時，應(yīng)用MOOC+SPOC+翻轉(zhuǎn)課堂，可以為學(xué)生提供更多的學(xué)習(xí)資源，促使學(xué)生進行碎片化學(xué)習(xí)。比如：引進MOOC網(wǎng)開設(shè)的Python語言程序課程，并建立相應(yīng)的SPOC課程，如果學(xué)生在課前預(yù)習(xí)時遇到難以理解的程序設(shè)計問題，可以自己先在MOOC和SPOC上的視頻和課件資源中尋找答案，如果沒有找到相應(yīng)的答案或者對答案解釋一知半解，可在課堂上向老師提問，通過這樣的方式可以很大程度上提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。實例表明，此種新型的教學(xué)方式，不但有效改變了學(xué)生的學(xué)習(xí)模式，而且能夠很大程度上提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

4.2 創(chuàng)新實驗，提高學(xué)生計算思維能力

為更好地培養(yǎng)計算機多元化人才思維能力，提高其解決問題的能力，Python程序設(shè)計語言課程從第5周開始，就要圍繞各類庫展開應(yīng)用，并設(shè)計一些綜合性實驗。比如：設(shè)計基于Python、Arduino、MAX30100的空氣質(zhì)量相關(guān)數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)實驗，通過Arduino和MAX30100把相關(guān)的數(shù)據(jù)導(dǎo)入Python程序中，然后通過Python程序來分析采集的數(shù)據(jù)[3]。

4.3 學(xué)生助教，激發(fā)學(xué)生對課程的參與度

通過學(xué)生助教的方式，可以激發(fā)學(xué)生對學(xué)習(xí)課程的參與度。教師在學(xué)校中選擇2～3名學(xué)習(xí)能力比較強的學(xué)生擔(dān)任助教。在分擔(dān)教師壓力的基礎(chǔ)上，縮短學(xué)生和學(xué)生，學(xué)生和教師之間的距離。此種培養(yǎng)方式，不但增強了學(xué)生的榮譽感，而且能夠帶動其他學(xué)生積極主動地參與到學(xué)習(xí)中[4]。

4.4 細節(jié)入手，貼近所需

相關(guān)專家表示，學(xué)習(xí)興趣是提升學(xué)習(xí)效率的催化劑。在Python程序設(shè)計語言相關(guān)課程開始階段，通過對學(xué)生進行一系列的調(diào)查，詢問學(xué)生選擇Python程序設(shè)計語言學(xué)習(xí)的主要原因，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，其中90%的學(xué)生因興趣愛好選擇了Python程序設(shè)計語言課程。在具體教學(xué)過程可以從以下兩個方面入手：第一，注重細節(jié)。在講解新知識和概念性公式理論時，通過幽默的比喻或者故事進行簡單的講解，這樣學(xué)生就不會覺得練習(xí)選擇結(jié)構(gòu)以及字符串處理這樣的編程例題枯燥乏味；第二，貼近所需。課程中對于Python庫以及例題的選取，盡可能貼近學(xué)生所需，從而提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣[5]。

5 結(jié)束語

本文結(jié)合理論實踐，深入分析了Python程序設(shè)計語言對計算機多元化人才思維能力的培養(yǎng)，并得出以下幾點結(jié)論：

Python程序設(shè)計語言具有簡單易懂、操作簡單等特點，在計算機多元化人才思維能力的培養(yǎng)中具有獨特的優(yōu)勢。

Python程序設(shè)計語言對計算機多元化人才思維能力的培養(yǎng)要循序漸進，通過認識Python、會讀程序、會寫程序、會解決問題四個階段入手才能把原本枯燥乏味的Python程序設(shè)計語言課程變得更加簡單易懂，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

將Python特有的計算生態(tài)資源和優(yōu)秀案例與學(xué)生的專業(yè)或者興趣相結(jié)合，可以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力，逐步引導(dǎo)學(xué)生自主探索Python程序設(shè)計，從而達到多元化人才思維能力培養(yǎng)的目的。

[1]狄博，王曉丹．基于Python語言的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計課程教學(xué)[J]．計算機工程與科學(xué)，2014，36(S1)：122-125．

[2]嵩天，黃天羽，禮欣．Python語言：程序設(shè)計課程教學(xué)改革的理想選擇[J]．中國大學(xué)教學(xué)，2016(02)：42-47．

[3]王一賓，裴根生．基于Qt的Python代碼迷惑器的設(shè)計與實現(xiàn)[J]．安慶師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2017(03)：56-61+71．

[4]王明松，錢靜媛．基于Python語言的面向?qū)ο笳n程實踐教學(xué)探討[J]．電腦知識與技術(shù)，2017，13(04)：136-137．

[5]劉衛(wèi)國，奎曉燕．Python語言程序設(shè)計教學(xué)體系建設(shè)[J]．計算機教育，2017(08)：13-17．

Discussion on the Python Programming Language in ThinkingAbility Training of Computer Talents

Li Yuxiang Yu Zhanghong Li Keqiang Ren Changquan
(Hebei Normal University of Science and Technology,Qinhuangdao 066004,Hebei)

Combining theory with practice,this paper expounds the advantages of Python programming language in thinking ability of diversified talents in brief,analyzes the current development situation,and analyzes the cultivation methods with corresponding examples,hoping to provide some reference for related personal.

Python programming language;computer;diversified talents;thinking ability

G642

A

1008-6609(2017)10-0017-03

李玉香(1964)，女，河北懷來人，本科/碩士，教授，研究方向：計算機應(yīng)用、計算機課程與教學(xué)。

2017年度河北省人力資源和社會保障課題“大數(shù)據(jù)背景下Python語言不同層次人才適應(yīng)性研究”，基金編號：JRS-2017-3084；秦皇島市社科聯(lián)2017年社會科學(xué)重點應(yīng)用性課題“大數(shù)據(jù)背景下MATLAB、R語言、Python應(yīng)用型大學(xué)建設(shè)適應(yīng)性比較研究”，基金編號：201705038。