高中新课标下Python课程对学生计算思维的培养_许露.pdf

DOI:1019392/jcnki1671-7341202306005高中新课标下 Python 课程对学生计算思维的培养许 露扬州大学附属中学江苏扬州225007摘要:随着信息技术教育课程的不断发展，在第八次新课改完成之后，教育部明确提出要将培养学生的计算思维作为信息技术课程中的重点目标。在高中信息技术课程之中，Python 编程语言能够有效地将信息技术内容与实际操作相结合，使学生能够通过 Python 编程更好地锻炼自身的计算思维。本文从 Python 编程语言为研究对象，分析了 Python 编程语言对于高中学生计算思维培养的必要性。同时，也对新课标下未来高中 Python 课程优化的路径进行了全面阐述。希望通过本次研究，能够有效促进新课改下高中信息技术课程的全面发展，提升学生的整体计算思维能力。关键词:高中新课标;Python 课程;计算思维高中阶段是学生素质教育的关键时期，各项课程的设计要以时代发展为步伐，充分将立德树人理念融入素质教育之中，更好地将课程设计与学生的思维相结合，促进学生的全面发展。因此，作为高中阶段的信息技术教师，应当在课程开设过程中，积极地根据现代科学技术的发展情况，紧密结合教育内容，及时调整教育目标，更好地达到新课改要求。当前，在新课标中已经将 Python 编程语言融入了高中信息技术课程之中，这对于提升学生整体的计算思维具有重要的意义。作为教师，也要紧密结合 Python 编程语言的内容，充分在课上让学生提升数字化整合能力，有效培养计算思维。1 计算思维概述计算思维，是新课标下学生在信息技术课程之中需要掌握的关键素养之一。通常而言，计算思维是人类在进行一系列活动过程中的总称，其能够灵活使用计算机相关的基础概念来进行难题的求解以及行为的判定等各项活动，最终实现将复杂的问题逐渐简化，成为便于解决的问题。在计算思维培养的过程中，主要在课程设置方面需要培养三大层次，分别是计算思维意识、计算思维方法以及计算思维能力。在信息技术课程之中，对于这三种层次需要在不同的阶段进行循序渐进的讲授，这样才能更好地、有针对性地提升学生的整体计算思维能力。随着现代科技的不断发展，大数据时代下，计算思维在生活的方方面面都有所体现，尤其在 IT 行业之中，计算思维已经被灵活使用在人工智能相关的程序之中。在高中信息技术课程之中，作为学生需要掌握四项关于计算思维的主要能力:一是信息处理能力。在学习之中能够及时地对于各类数据进行收集、汇总，进行一定的判断，同时也能够做好信息的传递、数据的分享。二是计算思维能力。在日常学习中，能够及时地将一些问题具体化，同时通过建模或者数据处理的方式进行问题的解决。三是数字学习能力。能够在日常学习之中巧妙运用各大平台的资源，进行数字资源的有效学习，实现个人技能的稳步提升。四是秩序与预见能力。在使用计算方法获取相关问题答案的过程中，能够遵守虚拟世界以及现实世界中对于秩序的要求，可以在维护自身安全以及他人安全的前提下，对于潜在的问题进行预见，更加灵活地使用新技术解决未来的各项问题。2 Python 编程语言的发展Python 是现代程序设计发展过程中最受欢迎的设计语言之一。Python 编程语言诞生于 1989 年，当时著名的荷兰设计者吉多范罗苏姆为了更好地发现圣诞节的趣味，从而开发了一项脚本解释程序。后期，随着 Python 编程语言的不断发展，其从最初用于编写自动化脚本的初级程序，已经逐渐发展为大型项目的开发程序。Python 编程语言与其他的编程语言有所不同，其从诞生至今得到了社会各界的广泛关注，而且在日后的发展中不断进行着革新。随着时间的不断发展，很多高校更是发现了 Python 在教学中的应用价值，很多高校的教师纷纷将Python 融入课程授课之中。通过相关数据发现，当前在美国前 100 名高校之中，已经有七成以上的高校开设了Python 编程课程。而在我国，针对 Python 课程的开设时间较晚，2013 年，我国也逐渐开始在高中教育阶段渗透Python 编程课程。该课程也通过以点带面的形式，被推广31科技风 2023 年 2 月科教论坛到了我国广大地区的高中之中。直到 2018 年，我国在新一轮的课程改革过程中，将 Python 应用课程编入了高中新课标之中。这也意味着国家对于 Python 课程的不断关注，同时显示了 Python 课程对于学生发展的重要作用。3 Python 在高中学生计算思维培养中的必要性31 学生计算思维培养的辅助手段随着新课标修改完成，Python 课程被列入高中信息技术课程之中，学生在学习过程中从以往的基础知识学习转变为对于程序设计知识的学习。该转变能够有效增强学生对于课程学习的专业性，提升计算思维能力。在新课标修改过程中，国家明确指出，学生在计算思维培养过程中需要有效的辅助手段，而 Python 课程能够有效运用数字化的工具感，帮助学生进行数字化学习，解决生活中的实际问题。同时还可以紧密结合计算机相关知识，做好课程内容的了解，不断培养学生解决问题的实践能力。因此，Python 课程的开设能够有效成为学生计算思维培养的辅助手段，帮助学生更好地在日常学习过程中增强思维的灵活性。32 多元化的 Python 程序设计需求在信息时代，Python 程序设计语言能够有效应用到各类场景之中，并且设计语言非常简单，还包含了丰富的第三方资源，能够有效帮助学生在高中学习过程中轻松了解编程的方法以及提高编程的效率，更好地提升逻库辑思维能力。随着信息化的高速发展，程序设计已经成为当前人才所需要的必备技能。因此，高中学生对于 Python 程序的设计更是提升自身综合能力的一种写照。对着科技的快速发展，Python 的运用已经面向了各行各业，其使用价值不仅体现在日常生活的程序设计上，同时在高科技领域也应用广泛。因此，在教学过程中，教师需要加强对于Python 课程教学的不断创新，通过学习 Python 设计，帮助高中学生在未来的发展之中，顺应时代发展的潮流，为我国人工智能、航天航空等高新技术行业的发展，贡献自己的一份力量，凸显个人的价值。33 高中课程与 Python 程序设计的契合性在高中阶段，由于 Python 程序设计课程较为简化，能够清晰地展现编程过程中的方方面面，以至于对于高中生而言，Python 程序设计课程的学习能够充分与高中阶段的学习特点相匹配。并且，对 Python 程序设计的学习很多时候需要用到计算机语言，而此类语言与高中阶段的英语学习是互通的，因此高中生在学习 Python 程序设计的过程中会显得轻车熟路，更加容易上手，这便有效地帮助学生能够更好、更加准确地理解 Python 程序设计过程中的一些问题，更好地去解决实际的难处。因此，在高中课程中加入Python 程序设计能够有效实现课程与学生自身学习能力的匹配，增强学生自身的计算思维。4 新课标下高中 Python 课程优化路径在高中信息技术课程之中，增强创新与实践能力是该课程的主要目标。因此，如何正确地将 Python 课程放置于课程之中，帮助学生更好地提升信息意识，增强计算思维便显得尤为重要。以下将从四个方面去阐述在新课标下高中 Python 课程优化的相关路径。41 以“思维教学”引导学生能力提升在高中学习中，教师对于 Python 程序的教学需要突出思维指导的优势，在授课中要紧密结合不同模块之间的难易性进行分类指导，进而在教学中让学生能够在掌握理论知识的基础上熟悉各类模块的作用，加深对于程序语言的理解。但是，受到编程知识本身的特性影响，学生在学习编程中都会产生不同程度的厌倦心理，认为学习过程比较无味。针对这种情况，教师便需要将思维教学融入课程之中，采取创设情境等方式，让学生更好地在设计程序的过程中感受到解决问题的益处。例如，在实际的授课过程中，教师可以先带领学生进行游戏的设计，通过游戏的编程让学生提高对于程序设计的积极性，进而再根据需要去开展一些程序的设计。同时，在设计的过程中也要注重程序的趣味性和实用性，这样才能在学生提高自身编程能力的过程中提高计算思维。在思维教学中，对于计算思维的培养主要分为三个步骤，分别是输入处理和输出，这也是培养学生学会编程的基础思路。教师需要在授课过程中结合编程的具体内容以及课本的专业知识进行全面的讲解，通过思想以及实践指导，帮助学生树立正确的解决问题的方向，更好地提升学生解决问题的能力。同时也要通过思维教学的方式，让学生感受思维变化的过程以及步骤，这样才能更好地让学生在内心构建出思维导图，形成良好的思维概念，促进对于软件的使用，最终形成良好的计算思维能力。42 以“多元教学”构建科学课程模式随着新课标的修改，虽然 Python 程序设计课程已经被列入了高中信息课程之中，但是以往也有很多学校已经开设过类似的程序设计课程，但是由于缺乏规范，导致课程开设的效果一直不理想。因此，为了更好地促进 Python 课程的教学，作为教师和学校，应该积极落实多元化的教学模式，构建科学的课程方法。为了防止在学生学习代码过程中出现枯燥乏味以及学习效果、教学效果较差的情况，教师应当做好教学教研工作，在教学设计过程中积极开展41科教论坛科技风 2023 年 2 月立体化教学，将知识的学习作为基础阵地，创设多元化的学习方法、学习方式，将编程的内容向学生生活的方方面面进行延伸，更好地提高学生对于编程的学习兴趣。同时，也要根据不同层次的模块开展分阶段的教学，更好地用层次化教学凸显课程授课的科学性以及多元性。43 以“问题探究”搭建课堂教学平台在课堂授课过程中，信息技术课程的教学也需要注重学生在课堂上的问题探究。针对 Python 课程的发展，教师需要在课程授课之中凸显 Python 课程的主体地位。在具体的授课环节可以尽量减少陈述理论知识的时间，而将更多的时间放在给予学生的启发以及引导上，让学生能够主动针对问题开展合作探究以及自主学习，这样才能有效锻炼学生的思维能力。同时，在教学设计上，教师也要积极地开展备课工作，让学生在复习旧知识的同时，可以利用已经学会的实践知识进行论证，通过程度的调试不断提升学生的自主学习能力。并且，在日常教学中，教师也可以采取任务布置、任务闯关的方式，让学生自行开展实践活动，利用这种问题探究的教学方式能够让学生在编程过程中进行思维模式的转变，更好地加深对于 Python 课程设计的理解，进而有利于后续的学习。44 以“科学评价”深化课堂教学管理良好的监督评价对于学生课堂学习效果的保持具有重要的作用。在 Python 课程设计学习过程中，教师需要设置科学的评价体系，从学生日常的作业到实践学习的效果，再到年终的考试等，都要进行全面的评价。同时，课后也要紧密结合学生学习的内容进行跟踪，对学习的问题及时提出疑问。日常教学中，教师可以通过抽查的方式对学生的设计作业进行检查，对学生的预习情况进行简单了解，掌握学生的学习基本情况。针对于日常反映较多的难点，教师也要及时对问题的根源进行思考，为学生做好全面、细致的讲解。在问题的解决上，教师要发挥引导作用，帮助学生更好地去寻找解决问题的思路，提升学生的思维能力。并且，在评价体系的建设方面，教师需要结合日常授课中的 Python 课程知识，结合不同单元、不同模块的内容设计测试题目。在测试完成后，及时对学生的做题情况进行分析，了解学生的共性错误，结合关键性问题对学生进行解答，并针对于不同学生的做题情况予以科学的评价，使学生能够按照教师指导的学习方法开展后续的学习。结语随着新课程标准的出台，Python 课程已经成为当前高中信息技术课程中的重点之一。学生通过 Python 设计的学习，一方面能够有效地掌握当前必备的编程知识，同时也能提升个人的信息技术综合能力。因此，在新课标中推进 Python 课程设计刻不容缓。作为教师，更是要发挥教育的主导作用，积极做好信息技术课程的设计教学工作，以“思维教学”引导学生能力提升，以“多元教学”构建科学课程模式，以“问题探究”搭建课堂教学平台，以“科学评价”深化课堂教学管理。本文以 Python 编程语言为研究