树莓派Python编程在中职计算机教学中的运用

何怀根

[摘           要]  随着信息技术的广泛应用，Python编程已经成为我国中职计算机专业学生必修的课程之一。然而，现阶段我国中职学校在教学方法和教学资源等多方面都有着很多的制约，如，教学方法单一、教学资源短缺等问题，以致于多数中职学校的计算机课程教学，普遍停留在程序设计基本概念、基础知识以及简单的程序设计案例分析上。当然，部分中职学校在计算机课程教学内容上增加了编程数据结构和算法分析的相关知识，借此不难看出，这样的教学目的主要是针对计算机等级考试的。然而，这样的教学方式虽然可以在一定程度上帮助学生完成计算机程序设计类考试，但无法将学生培养成具备解决实际问题的优秀人才。鉴于此，主要对树莓派Python编程在中职计算机教学中的运用进行了探究分析，以期为中职计算机教学质量提高提供微薄的力量。

[关    键   词]  树莓派;Python编程;中职计算机;运用

[中图分类号]  G712                 [文献标志码]  A              [文章编号]  2096-0603（2019）35-0222-02

树莓派的出现为学生设计出了一款微型电脑支持Python等多种编程的开发，教师将树莓派Python应用到中职计算机教学中的价值非常重要。鉴于此，中职计算机教师在实践教学中，要想将树莓派python编程运用到课堂教学活动中，可以从下面这几点着手开展教学。

一、何为树莓派

树莓派Raspberry Pi，缩写RPI或者RasPi/RPi，中文被译名为“树莓派”，是一个信用卡大小、基于Linux的“卡片电脑”。“树莓派”主要是为学生学习计算机编程教育而设计的，由英国剑桥某实验室经过长达6年时间的钻研设计而成的，于2012年的2月份公开并发布接受预定。详细来说，“树莓派”是由网卡、CPU、GPU、内存、USB2.0接口、影像输出、音源输出、板载存储、网络接口、外设、额定功率、电源输入、总体尺寸、操作系统组成的。其中，“树莓派”卡片主板周围有两个USB接口和一个网口，既可以连接键盘、鼠标，又可以了解网线，在此基础上“树莓派”还拥有视频模拟信号的电视输出接口等。总之，上述部件全部整合在一张比信用卡大的主板上，具备所有PC的基本功能，只需要使用者在使用前接通电视机和键盘，就可以执行电子表格、文字处理、玩游戏等诸多功能。

二、树莓派的使用现状

研究证明，树莓派在国外的许多学校已经开始普及。具体而言，国外的学校主要是将树莓派运用到了中小学计算机编程教育教学中，主要操作流程以教师“教”、学生“学”、师生“制”三个步骤为主。从2012年开始，树莓派基金协会和英国剑桥大学以及英国计算机协会等多家机构，在通过不断开展各种教学活动和研讨中，为树莓派在教学活动中的应用铺垫了扎实的基础。之后，在我们国家也有人注意到了树莓派在计算机编程教育教学中的作用，于是，有人提出将树莓派运用到各个学校的计算机课堂教学中，这些学校包含大学、高职、中职、高中、初中、小学。但是，现今多数学校普遍只是利用树莓派对现有的计算系統进行改进，如对参数水质检测仪控制系统、雷电预警系统、物联网应用技术、高清视频播放器的设计与实现等。这些系统的设计知识都是借助了树莓派某一方面的特性，但是均没有将树莓派的实际用途发挥出来。虽然这样，但是短短几年的时间全球已经售出几百万个树莓派，且树莓派被广泛地运用到了我们的教育教学、工控、机器人、物联网、智能家居等多个领域。但是，树莓派在我国教育教学中的应用还是处于初级阶段，应用的范围不是特别的广泛。

三、树莓派在中职计算机类课程教学中的优势

（一）提高学生的实践动手能力

在传统中职计算机教学中，学生在开展程序设计类课程实践操作时，教师普遍只是引导学生根据计算机上相应的编程软件，将书本上现有的程序输入并运行。当然，部分教师也会为学生提供一些相应的程序，在此基础上引导学生根据自己所提出的要求，运用所学知识编程代码输入、运行、修改。这样单一的教学使学生很容易产生倦怠感。换言之，这样的实践过程，学生只能进行简单的代码书写，无法将这些代码和生活相结合。但是，树莓派的出现不仅可以促使学生在实际操作中充分地利用自己的想象力，还能借助树莓派的元器件编制出自己想象的东西。

（二）提升学生的内心满足

基于树莓派的程序设计课程，学生不仅能以树莓派为中心，还可以在此之上添加多种传感器以及其他元器件，从而形成多姿多彩的实践成果。这样的成果，学生不仅可以看得着、用得着，还可以借助这样的实践活动获得内心的满足感，从而激发他们学习计算机的兴趣，为他们今后的计算机学习奠定扎实的基础。

（三）培养学生的创新精神

中职计算机教师在开展树莓派编程设计环节中，除了可以为学生讲解现实课堂内容，还可以培养他们的创造能力。在完成课堂内容后，学生可以根据教师讲解的内容将自己的内心想法与之相结合，充分发挥学生的创新能力。具体而言，学生只要敢想，就可以在树莓派的基础上添加自己的创意，完善自己的作品，不断发散他们的思维，激发他们的创新精神。

四、基于树莓派在中职计算机教学中的运用——以Python为例

（一）小组合作学习

小组合作学习顾名思义就是教师在教学过程中，将学生按照学习能力、性格、性别、课堂综合表现等，将他们分成几个不同的学习小组，在此基础上为各小组学生布置相应的学习任务，引导其在组内共同完成同一个任务。鉴于此，中职计算机教师在开展实践教学时，可以将小组合作学习与教学内容相结合，借助小组合作学习培养学生的团结协作精神。

例如在教学《网上交流》一课时，为了让班级学生可以了解交流方式的变化，懂得常见交流的方式及其特点，并可以通过在线交流，感受网络交流的快捷，在教学前，我先是将学生按照“组内异质，组间同质”的原则，将学生分成几个不同的学习小组，在此基础上为学生导入了这样的一个引子，如：“同学们，我们生活在一个信息时代，每天都会有各种新的事物出现。你们知道古人是如何传递信息的吗？现在我们传递信息的方式有哪些呢？”

随着我问题的提出，学生迅速被我提出的问题激起了共鸣，他们迅速开始在组内探讨，在巡视各组学生探讨过程中，我听到F组的申某在组内对陈某和杜某说：“大家都说说吧。”F组的申某是一名可以调动课堂氛围的男生，陈某是一名内向的女生，平时在课堂上很少发言，杜某是一名有着扎实计算机基础的男生。

陈某和杜某在听到申某的提问后说：“古人传递信息的方式有‘烽火‘长跑等。”

申某在听到他们的回答后说：“古人传递信息的方式有‘漂流瓶‘信鸽等。”

此时，我有听到Y组的孙某对组员说：“现在我们传递信息的方式有信件、网络。”

Y组的孙某刚回答完，他组内的王某说：“还有报刊、电话。”

在听到各组学生七嘴八舌地回答后，我适当地将自己融入他们其中，并说：“Y组的付某回答得非常棒。今天我们要学习的内容即‘网络交流，那么大家知道网络语言是如何交流的吗？”接着，我引导各组学生借助树莓派在组内安装一个安卓Python。

在巡视各组学生操作过程中，我看到F组的申某在组内对杜某说：“你计算机基础比较扎实，你说我们应该如何借助树莓派安装一个安卓Python呢？”

杜某说：“我们应该先打开树莓派系统说明窗口。”

杜某说完这句话后对申某和陈某说：“你们同意我的说法吗？”

申某说：“同意，那我们接下来是不是要输入该系统的账号密码？”

陈某说：“不错，在打开树莓派系统后，就会出现一个输入密码的提示。”

杜某在听到陈某和申某的回答后，动手操作，在完成这一系列指令后，他们在命令行中输入了安卓Python。此时，班级中的其他组学生也完成了我布置的任务。由此，我们不难看出这样的教学，除了可以激发学生的合作探究精神，还可以调动他们计算机学习的积极性，从而取得显著的教学成果。

（二）创设问题情境

问题情况顾名思义就是指教师在教学中，根据学生的实际学习情况，选取合适的教学内容，有目的、有意识地向学生提出问题，引导他们思考。鉴于此，中职计算机教师在开展教学过程中，可以根据学生的实际学习情况，选取适合他们的教学内容，在此基础上向他们提出问题，促使他们可以积极、主动地参与到计算机学习中。

例如在教学树莓派安装安卓系统6.0时，我先是向学生提出问题，如：

（1）“树莓派安装安卓系统6.0需要準备什么工具和原料？”

（2）“树莓派安装安卓系统6.0的方法和步骤有哪些？”

随着我问题的提出，张某积极地站起来说：“老师，树莓派按照安卓7.0需要树莓派3一台、8G以上高速SD卡一张、读卡器一个、无线鼠标一个、Android 6.0镜像。”此时，刘某踊跃地站起来说：“树莓派安装安卓系统6.0的方法和步骤是：首先，需要我们将树莓派镜像下载下来，用命令bzip 2解压生成树莓派镜像软件;其次，将SD卡接入电脑，查看接入时的设备名称，之后使用dd命令将其写入/dev/sdc中，写成后，卸掉SD卡，完成镜像写入工作;再次，需要我们将树莓派3用HDMI线与显示器连接，插入键盘、鼠标无线接收器;最后，需要我们在此基础上将刻好的SD卡插入树莓派3卡槽，接通电源线，开始系统运行。”

通过这样的学习，学生除了懂得了树莓派安装安卓系统6.0的方法，还可以活跃他们的大脑，促使其可以全身心地参与到计算机学习中。

总之，中职计算机教师在实践教学中，借助树莓派作为课堂教学的基础工具，不仅可以为学生的计算机学习提供广阔的动作操作空间，还可以促使他们以更加积极的态度参与到学习中，从而将学生的主体作用充分地发挥出来。此外，教师通过在计算机教学中使用树莓派python编程，除了促使学生可以更加清晰地理解与计算机程序设计相关的知识，还可以帮助学生更加清晰地了解树莓派python编程，从而提高他们的自主学习和自我教育能力，推动其协作学习意识，为我国培养出更多的计算机优秀人才。

参考文献：

[1]孙建中.Python语言编程在计算机理论教学上的应用探索[J].信息与电脑（理论版），2019（3）.

[2]陈剑雪.Python程序设计课程教学研究[J].南方农机，2018（24）.

[3]李学锋，郑毅.基于Python的计算机网络实验设计与教学探索[J].福建电脑，2018（12）.

[4]杨赞玄.Python语言编程在计算机理论教学上的有效应用[J].数字通信世界，2018（8）.

◎编辑 马燕萍