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1、非计算机类非计算机类 PythonPython 编程教学设计研究编程教学设计研究摘要：针对非计算机专业编程语言公选课教学问题，文章分析了 Python 语言作为其优先选择的原因，并针对非计算机专业学生特点结合 Python 语言特点重点从教学内容、教学方法方面进行了设计与探讨，提出了“分方向的理论与实践指导”的教学设计，有助于全面提升教学质量，使学生有机会掌握一门终身受用的程序设计语言。关键词：Python 编程；教学设计；非计算机专业；编程语言Python 是一门免费、开源的跨平台高级动态编程语言，可以处理系统运维、图形处理、数据库编程、多媒体编程、软件分析、Web 编程、科学计算与可视化、
2、机器学习、人工智能等，拥有众多狂热的支持者，使得各个领域的人员能快速实现和验证自己的思路与创意。Python 早就广泛应用到企业之中，早在 XX 年，Google 便已决心在快速开发方面使用 Python。近日，IEEESpectrum 发布了第四届顶级编程语言交互排行榜。因为有各种不同语言的排行，所以IEEESpectrum 依据不同的变量对流行度进行了排行。Python 击败 Java，C，C+等语言，跃居编程语言交互排行榜第一名。非计算机专业学习编程的目的并非为了培养专业的编程开发人员，而是一方面为了锻炼学生逻辑思维、扎实的问题分析能力；另一方面为了方便学生在各个领域进行研究实践。Pyt
3、hon 语言的优势在于资源丰富，拥有坚实的数值算法、图标和数据处理基础设施，建立了非常良好的生态环境，吸引了大批科学家以及各领域的专家使用。这也是非计算机专业学生学习 Python 编程的必要性。1 编程语言的学习对非计算机专业的重要性程序设计基础在非计算机专业开设情况我国大学针对非计算机专业开设的程序设计基础课程，使用 C 语言作为基础语言的较多。C 语言作为程序设计基础语言，能够让学生明白程序运行原理，计算机各个部件如何交互，程序在内存中是怎样的状态以及操作系统与程序有怎样的关系。但是对于非计算机专业学生来说，C 语言语法复杂，调试程序困难，学生缺少对计算机体系的整体认识，也无需了解计算机
4、底层知识，后续工作很难使用 C 语言来解决问题，所以并不适合教授给没有任何计算机认知背景的非计算机专业学生。Java 语言也是部分高校面向全校开设的程序设计基础编程公选课，是一门面向对象的编程语言，具有简单性、分布式、健壮性、可移植性、平台独立、动态性等特点。Java 语言广泛应用在 Android 应用、金融业应用的服务器程序、网站、嵌入式领域、大数据技术和科学应用等领域。但是对于非计算机专业学生而言，Java 语言学习成本比较高，工作后的应用场景较少，语言本身重点关注代码复用性和可移植性，这些特点说明 Java并不适用于非计算机专业学生1。非计算机专业选择 Python 的原因Python
5、 语言由荷兰人 GuidovanRossum 于 1989 年发明，第一个公开发行版发行于 1991 年，已经有 28 年的历史。Python 在设计上坚持了清晰划一的风格，这使得其成为一门易读、易维护，并且被大量用户所欢迎的、用途广泛的语言。Python 的设计哲学是“优雅” “明确” “简单” ，具有丰富和强大的库2。Python 语言是最接近自然语言的编程语言，代码简洁高效，对于没有编程经验的学生来说较易上手，学生无需纠结语法和程序编写方式，而是更快的抽象问题并提出解决方案，这样更容易激发学生的学习热情。非计算机专业涉及范围较广，Python 所能完成的工作也非常广泛，除了 Web 编程
6、、图形处理、计算机视觉、软件分析、物联网管理、科学计算与可视化等领域，一些意想不到的领域 Python 也能涉及。例如 Python 也能够用于电影视觉特效的制作，其中就包括了星球大战某些电影特效的制作，从集体渲染到批量处理再到影片合成，Python将所有步骤都紧密黏合在了一起。XX 年， “人工智能”首次被列入政府工作报告，Python 也借助人工智能（ArtificialIntelligence，AI）和数据科学，攀爬到了编程语言生态链的顶级位置。随着 AI 应用的发展，数百万之众的教师、公司职员、工程师、翻译、编辑、医生、销售、管理者和公务员将裹挟着各自领域中的行业知识和数据资源，涌入
7、Python 和 AI 大潮之中，深刻地改变整个IT，或者说数据科技（DataTechnology，DT）产业的整体格局和面貌。2 非计算机专业 Python 编程教学设计对于非计算机专业学生，学习编程语言是很有挑战性的，学生专业不同，思维方式也不相同。为了引发学生学习兴趣，达到较好的教学效果，教师要转变课堂上的角色，让学生成为课堂的主角3。针对该课程和学生特点，提出“分方向的理论与实践指导” ，学生可以有重点、有目标地进行学习。教学目标计算机编程延伸到非计算机专业，对学生的掌握计算机理论知识和实践技能要求较高。 “程序设计基础”作为入门课程，除了教授学生一门编程语言的概念、语法及使用，还要教
8、会学生编程思想、分析问题和解决问题的能力。教学内容非计算机专业 Python 编程教学涵盖的基本内容包括：基础知识、Python 序列、流程控制语句、函数、面向对象程序设计等。后续应当着重针对学生的学习方向或者兴趣点，有针对性地讲解 Python 的标准库和扩展库，并以案例或者项目的形式展现 Python 在各个领域中的应用。通常，不同学校的公选课的学时不同，32 学时或者 48 学时。无论多少，学生都无法只利用上课时间达到最佳的学习效果，所以课下的自主学习尤为重要。在学习每个知识点后，教师安排部分课下自主学习的内容，以帮助学生更充分地掌握所学内容，并安排大量与实际工作学习相关案例。教学方法除
9、了讲授法、案例法等传统教学方法，教师应当充分分析学生特点，并时刻观察学生的反应。教师在引入新概念、新理论时要以学生学习或者生活中熟悉的内容为切入点，自然并具有逻辑性，能够解决问题，引发学习积极思考问题。实践是编程语言学习必不可少的过程，通过实践夯实理论知识，并亲自动手操作解决实际问题。教师应当分专业引导学生参与课题或项目中的部分模块，给学生创造更多机会去实践，学生完成课题或项目后，充分体验到编程的乐趣，从而更好地激发学生学习兴趣。拓展学生视野由于学生专业不同，教师应当充分备课，了解 Python在各个领域中的突出应用，并学习相关领域中的应用背景与相关知识。如果能将所学知识带入实际情境中，学生用
10、于解决工作和学习中遇到的各类非通用计算问题，理解并实践计算思维3。在拓展学生视野的过程中同时增进了教与学的相互促进，教师与学生都积极参与到教与学的互动中，提升了教学效果。随着互联网与传统行业深度融合以及人工智能的火热，前沿性、基础性、交叉性的学科研究越来越多，有利于培养学生的创新意识和开拓精神。3 结语身为教育工作者，从教与学的理论上思考编程语言公选课的教学问题。笔者认为， “分方向的理论与实践指导”能够培养学生基于自身学习、研究方向，学好用活书本知识，更重要的是与实践应用相联系，有利于培养学生的创新能力、探究精神和创新思维能力。本文提出了面向非计算机专业学生开设 Python 编程教学入门的必要性，并针对该编程语言特点阐述了“分方向的理论与实践指导”的教学设计，这是编程公选课教学适应高素质人才培养要求的一种尝试。只有在教学过程中，联系本校学生实际情况，不断创新、改革，才能使教学设计达到更好的效果，为社会培养真正有用的人才。参考文献1王立翔.基于计算思维的 python 语言课程教学改革刍议J.教育现代化，XX（15）：12-13.2嵩天，黄天羽，礼欣.Python 语言：程序设计课程教学改革的理想选择J.中国大学教学，XX（2）：42-47.3狄博，王晓丹.基于 Python 语言的面向对象程序设计课程教学J.计算机工程与科学，XX（36）：122-125.
