结合Python教学培养学生的计算思维

发表时间:2020/12/31   来源:《中国教工》2020年第21期   作者:陈晓燕
[导读] 计算机基础课程是一门实用性较强的课程,其设置目的在于培养学生的计算机基本技能和计算思维,确保学生后续学习活动的顺利开展。
        陈晓燕
        浙江省苍南县金乡镇第二中学  325805

        摘要:计算机基础课程是一门实用性较强的课程,其设置目的在于培养学生的计算机基本技能和计算思维,确保学生后续学习活动的顺利开展。Python编程能有效培养学生的问题分析及解决能力,本文通过对Python和计算思维的介绍,明确Python与算法的核心地位,并揭示其重要性,期望实现学生计算机应用能力的可持续发展。
        关键词:Python;计算机思维;培养策略
        引言
        计算思维是一种运用计算机科学基本概念解决问题、设计系统和理解人类行为方式,涵盖计算机科学领域广度的一系列思维工具。”这种理论的提出成为众多学者的研究热点,现阶段很多国家已经完善了计算机和计算思维的融合。所以在计算机教学中培养计算思维是可行的,其对学生整体能力的提升是巨大的。
        1.Python计算思维培养
        对普通用户来讲,只需了解程序输入格式,不需了解结果。但当前背景下,若生对程序的了解只局限于使用功能和方法,会限制未来的发展,因此应强化对算法的认识,培养计算思维,从而提高问题解决的能力。计算思维主要反映对理解问题的计算特性,并借助程序设计自动求解。Python程序设计语言广泛应用于高级通用脚本编程中,具有模式多样、语言简洁、灵活通用等特点,有助于计算机基础课程学习的顺利开展。在Python语言的学习过程中,应重点解决程序设计的基本方法。程序设计主要借助自上而下的设计方法,以总问题开始,尝试把它划分成由许多小问题组合成的解决模式。通过应用同样的技术把小问题各个击破,从而顺利解决。在程序运行过程中,借助自下向上的测试,有助于更好地找出错误。因此,在程序学习过程中,应突出算法的设计,让学生意识到计算方法在问题解决中的重要性,从而培养其计算思维。
        2.提高学生核心竞争力
        经济全球化时代下,各个国家之间的联系越来越密切,经济全球化在促进经济快速发展的同时也带来了新的挑战,社会对于人才的要求越来越严格,尤其是要求人才需要具备一定的创新能力。当前社会上竞争十分激烈,学生毕业后,如果仅仅具备基础技能是不能成为社会需求的高素质人才的。高素质人才不但要具备高学历,还要具备很强的创新能力。因此,信息技术教学过程中,教师不但要培养学生基本的知识,还要让学生的创新能力和意识得到培养。通过学生创新能力的培养,提高学生的核心竞争力,更好地满足社会的需求。这样,学生在以后的学习和生活中就能够灵活使用课堂上学习的技能和知识,不但可以实现自身的进步和发展,还能促进社会的发展。
        3.增强教学效果
        众所周知,信息技术是一门实践性比较强且不断发展的科目,本身就具有一定的创新性。教学过程中,教师如果只是按照教材一板一眼地进行知识传授工作,不但不能吸引学生的兴趣和注意力,还会抑制学生的创新性,阻碍教学效果的进步。因此,信息技术课堂上,教师加强对学生创新性的重视,应用科学合理的教学手段培养学生的创新能力,不但能够满足新课改的教学要求,还能吸引学生兴趣,拓展学生思维,激发学生思考,提高学生问题解决能力,增强教学效果,为以后的学习打下坚实的基础。


        4.分析、归纳、总结,与学生探讨计算思维成果
        计算机的应用非常广泛,所以很多案例都可以引发学生兴趣,让学生去亲身操作和实践。在课堂上教师要放开手,鼓励学生多思、多练、自主探究获得新知识,每一次的尝试、每一次的思考都是对学生计算思维的提升。在课堂中老师要及时帮助学生查缺补漏,帮助其分析原因,总结经验。如果学生能够提出自己的想法和程序算法,按照自己的程序算法编程设计,那学生的计算思维达到了良好的效果,在以后的编程中必定水到渠成。在教学中教师一定要注意学生的情绪情感变化,如果观察学生的课堂积极性不高,或者编程步骤非常不顺利,应及时给与引导和帮助,必要时可以在进行知识的复讲。实现课堂活灵活现的教学攻略。计算机课堂与其他科目的课程其实差别很大,计算机课堂教师更应该进入到学生之中,把课程交给学生,培养学生自主学习、自主解决问题能力。
        5.Python和算法
        算法是计算机科学的重要组成部分。为了更好地培养学生的计算思维,需让算法融合成自己的思维习惯。计算思维在经营理财、时间规划及日常生活中至关重要。算法和编程语言间并无关联,且独立在编程语言之外,但二者并不是毫无关系。与之相反的是,算法是编程的第一步,算法与问题的解决方式有密切关联,如果算法离开了程序,那将会失去其本身价值。Python语言简单易操作,能为学生掌握各类算法奠定坚实基础,有助于其计算思维能力的提高。计算思维是运用计算机科学的基本理念,进行问题求解、系统设计以及理解人类行为。也就是说,计算思维是一种解决问题的思考方式,而不是具体的学科知识,这种思考方式要运用计算机科学的基本理念,而且应用前景广阔。
        6.Python和计算机硬件
        数据在程序运算过程中的传输都是以硬件为基础的。在计算机基础课程中,计算机硬件学习有CPU工作过程、输入输出系统、计算机工作原理等。在硬件知识学习活动中,计算思维主要是借助构造模型进行渗透,让学生从本质上研究计算机的工作方式及硬件组成,让其意识到计算机的产生在于计算的需要。为了更好地理解现代计算机工作原理,能凭借计算思维模拟冯诺依曼体系结构机器。在建模过程中,忽略CPU的设计工艺,把CPU的行为机制抽象出来,并根据行为模型,借助Python程序设计语言来描述,成为计算机能理解的模型,在抽象模型方面自动化执行程序,借此模拟计算机的工作过程。学生在整个建模和程序的实施过程中,以此还原其工作流程。要理解问题的本质,应梳理问题之间的因果关系、推导过程、并判断问题之间遵循的逻辑,进而直击问题本质。在这个期间,学生能更好地掌握计算机实现算法和工作过程,有助于其计算思维和问题探究能力的培养。
        结语
        新课改改革不断推进,信息技术教学过程中,教师不但要培养学生基本的理论知识,还要促进学生核心素养的提升。对于生来说,创新能力是其核心素养的重要组成部分,信息技术课堂上,教师要转变教学理念,为学生营造出充满趣味的教学氛围,提高学生积极性,突出学生的主体地位,更好地培养学生的创新能力,最终实现学生的全面发展,把学生培养成为社会需要的人才。
        参考文献:
        [1]朱云溪.计算机教学中学生计算思维的培养策略研究[J]电脑知识与技术,2019,12(01):185-186+188
        [2]任友群,隋丰蔚,李峰.数字土著何以可能:也谈计算思维进入中小学信息技术教育的必要性和可能性[J]中国电化教育,2016,(1):2-7
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