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Python教学探讨——以“简易收银系统”的设计与实现为例

发表时间：2021/6/10 来源：《教育研究》2021年6月作者：周建华

[导读] 高中阶段学习计算机编程语言已经成为一种趋势，云南省在2020年开始把Python语言纳入到高中信息技术新增的内容之中，给目前的教学带来了许多新的变化和挑战。如何快速的开展教学?本文通过“简易收银系统”的教学实践，以任务驱动式教学法，把系统需要解决的问题分解到每一节课中，让学生在实践中循序渐进的体验程序设计的基本流程，在完成每个小模块的基础上层层深入，达到解决总任务的目标，取得了良好的教学效果。

云南省大理市大理第一中学周建华 673100

【摘要】高中阶段学习计算机编程语言已经成为一种趋势，云南省在2020年开始把Python语言纳入到高中信息技术新增的内容之中，给目前的教学带来了许多新的变化和挑战。如何快速的开展教学?本文通过“简易收银系统”的教学实践，以任务驱动式教学法，把系统需要解决的问题分解到每一节课中，让学生在实践中循序渐进的体验程序设计的基本流程，在完成每个小模块的基础上层层深入，达到解决总任务的目标，取得了良好的教学效果。
【关键词】高中信息技术；python教学；案例探究
        学习计算机编程语言的重要性不言而喻，目的是让学生了解计算机解决问题的一般过程，掌握Python语言的基本知识，体验程序设计的基本流程，熟知计算机的编程思维。如何来实现既定的教学目标？本文通过创设生活中的购物收款情境，设计了“简易收银系统”教学案例供大家参考。
        一、Python教学现状分析
        Python语言是近几年很流行的计算机编程语言。笔者在边学边教过程中遇到了很多困惑，面临的问题主要有以下几方面：课时不足，学生在课堂上学习Python花费的时间不足24小时，在这么短的时间内了解一门计算机语言是非常困难的。学生基础薄弱，在义务教育阶段暂时没有开设编程方面的内容，所以零基础学Python又是学生面临的另一大挑战。教师初识Python，准备不足。大部分教师第一次接触Python语言，自己也需要大量的学习和编程实践。教学中难以把握教学的深浅，教材中的个别案例晦涩难懂，案例之间又缺乏连续性，所以在突破教学重难点方面面临了较大的困难。
        二、创设情境，确定需要解决的问题和任务
        本人在深入学习了人民邮电出版社出版，美国Eric Matthes著的《Python编程从入门到实践》[1]一书，结合教材和教学实践深受启发。针对Python《算法的程序实现》这部分内容，设计了“简易收银系统”的教学案例，利用学生日常购物时收款的场景，激发学习兴趣。
        任务驱动式教学法旨在为学生提供真实的情景，让他们围绕任务去体验实践、感悟和学习，在编程实践中教学效果更佳。案例中需要解决的总任务：用Python语言实现简易收银系统的编程开发。首先把总任务细分成多个小任务，然后把每一个模块的知识点对应到容易掌握的小任务当中，一个小任务完成了，学生就会获得成就感、满足感，从而激发他们的求知欲。
        依据前期的算法设计，教师提供帮助下带领学生探索出简约而清晰的子任务：1.用print函数输出欢迎信息；2.初始化商品总价；3.用字典来存放商品信息，包括商品编号和价格；4.用while循环连续接收商品编码的input输入。如果商品编码在字典中，价格累加后输出商品数据及当前应付总额；如果商品编号不在字典中，则输出“找不到商品”提示信息；如果用户输入“quit”时，flag赋值为False，输出购物总价并退出程序；5.if-elif-else分支结构中涉及到数据类型的转换、关系运算、算数运算。

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        三、自主探究，完成任务。
        模块化的Python教学思想引领全局，以“任务为主线，教师为主导，学生为主体”来逐步探究知识点和任务模块之间的联系，引导学生逐个实现分解的任务。编程最有用的办法就是先编写行之有效的代码，然后几节课之间串联起来，在小模块的基础上做进一步的改进和升级。案例设计的连续性和系统性就显得尤为重要，始终把主任务贯穿于整个Python的教学过程中，这也符合Python的设计理念“简单胜于复杂”，在潜移默化中教会学生编程。
        任务融入到具体的知识点，基础中体现变化。在具体的教学实践方面，第一节课设计了一个print（"Hello Python World！"）的小程序。紧接着引导学生给出第二个print("欢迎来到简易收银系统")，这样做的目的就是让Python编程和实际问题结合起来，学生在实践探究中完成小任务，同时也是知识点的迁移和拓展。
        以此类推，在学习赋值和变量的模块时，商品总价初始化sum=0引入到本节。在学习数据类型的转换时，如int(goods[good])。input函数做简单的改变为good=input("请输入商品编码：退出请输入'quit:'")，这就完成了从输入再到给变量赋值的过程。继续加入关系运算可为if good=="quit":，顺势就可以引出if-elif-else分支结构的学习。字典模块用于存放商品信息goods={'1':'10','2':'20'}，引入成员资格运算符in，用if good in goods:完成商品数据校验，商品总价引入累加模型sum=sum+int(goods[good])。
        小任务的串联和升华，教师则提供所需的资源和线索，倡导学生展开讨论和交流，在反复纠错和问题点拨中给予学生最大的帮助。整合前期各阶段的小任务，补充和修正学生解决当前问题的方案，最终完成代码的编写和调试。
        四、效果检测与反思
        注重对学生在完成任务的过程和结果作出评价。课堂观察学生的小任务完成情况，做好记录和及时反馈，对有困难的学生要给予及时的帮助和指导。自主探究学习时，尽可能的提供更多的学习资源和辅导，和学生共同探讨解决问题的多种途径和方法。在自主学习、知识探究、技能拓展、协作学习方面表现突出的给予表扬和展示的机会。
        打好基础才是关键。一个简单的任务需要反复多次才能完成，尤其是在语法规则、代码的编写和调试方面花费了大量的时间和精力。所以前期的教学内容不宜安排太多，每行代码的注释很重要，先学会读懂代码，再来编写，切莫操之过急，让学生有更多的时间去体会编程的魅力。
        通过简易收银系统的编程实践，学生在完成任务中习得了用计算机解决问题的能力，核心素养计算思维也得到了落实。模块化的编程思想和任务驱动式教学结合在一起，学习Python变得有趣、有意思，让我们在学习中有进步，探索中有提高，做一个快乐的Python学习者和教授者。
【参考文献】
[1]Eric Matthes.袁国忠.Python编程从入门到实践[M].北京:人民邮电出版社,2016.