人工智能Python语言课程的教学探索与实践

黄梅

【摘  要】Python由荷兰数学和计算机科学研究学会的Guido van Rossum 于1990年代初设计，它是一门编程语言，用于和计算机沟通，是人工智能最便捷的语言。它提供了高效的数据结构，能简单有效地面向对象编程。它应用广泛，如人工智能、人脸识别、语音助手、科学计算、机器人等前沿科技，还能做软件应用和操作硬件。基于Python语言的特性，使它成为多数平台上写脚本和快速开发应用的编程语言。

【关键词】Python编程;流程图;模块;能力

Python是一种面向对象的解释型计算机程序设计语言，具有丰富和强大的库，它的特点：简单易学、免费开源、高层语言、可移植性强、面向对象、可扩展性、可嵌入型、丰富的库、规范的代码等，但学生掌握起来还是很困难，新教材（四川版）七、八年级每一册都融入了Python编程内容，对培养学生创新、合作、分享的能力具有积极的意义，现将我这两年Python编程教学实践谈一下我的感受。

一、Python语言中的语句有固定和规范的格式。这一点必须让学生熟练掌握，以便融会贯通。Python语言语法特点：

1、第一条语句一定要顶格写在最左边，不能有空格。如果有空格，学会看错误提示。

2、错误提示中的^，指错误发生的地方。

3、Python是大小写敏感的语言，如：print不能写成Print。

4、第一行语句前面可以有空行。

5、行首要对齐。

针对这些特点，就需要非常严谨的细致的习惯，一开始写的时候就不够规范，很多学生在调试运行的时候遇到问题，缺乏耐心和细心，发现不了问题，心里有些急躁。如：print（‘你好！Python），学生普遍存在的问题：括号（）、单引号（‘）或双引号（“”）都需在英文半角状态输入;单引号、双引号和括号必须成对出现。学生稍不注意就出现语法错误。为了减少错误，我教给学生最不易出错的方法：叫学生先在英文半角状态下输入print（‘）或print（“”），再在中文状态下输入括号里的“你好！”，最后切换到英文状态下输入“Python”，通过运用这种方法，学生几乎不出错了，解决了学生在录入程序的语法错误，学生的自信心增加了，学生调试程序成功之后，学习兴趣就更浓。

二、Python是一门编程语言，和所有编程语言一样，都要经历编程的一般过程：分析问题、设计算法、编写程序、调试运行。七、八年级有的学生掌握的很快，但还是很难达到灵活运用，有的学生看起来写程序很快，但实际上写出来的代码漏洞百出，甚至有的同学就是照着导学案上抄代码。这种看起来很高效的方式实际上是没有动脑的表现。为提高教学效果，上课的时候我着重指出了部分同学的问题，让他们根据所学知识，回归到编程一般过程中来，先分析问题，找到切入点，通过计算，得出结论，让学生画出流程图，再一步步编写程序，经过调试运行，最终完成任务，这样就能达到事半功倍的效果。

三、创设Python编程趣味化学习氛围，激发学生学习兴趣。心理学家告诉我们：凡是因为好奇而受到奖励的学生，一定愿意继续进行新的探索，从而促进其产生创新的思想。教学中建立平等、和谐的师生关系，尊重学生的爱好和人格，鼓励学生发表自己独立的见解，提出质疑，为学生提供创造的空间和机会。尊重学生的观点，不强求统一，确保学生创新的积极性。教学中运用信息技术创设思维、想象空间，培养学生的创新能力，鼓励学生从不同角度、不同方面去思考问题，从而产生新的理解、假设和结论，产生独到见解。Python语言教学，难在对程序语句的理解，流程图的绘制，严格的语法格式。简单粗暴的教学，学生会觉得枯燥无味，对此，适当在教学中让学生去体验Python趣味游戏、编程效果，3D动画等，多样化的教学方式，让学生在娱乐中逐渐了解Python编程的过程和效果，激发求知欲，产生更浓厚的兴趣。

四、引导学生应用Python基础知识来解决实际问题。从教学实际看：让学生真正重视Python语言教学的学习，必须要有具体的任务来驱动，布置任务后，让学生以小组为单位通过“问题分析——设计算法——编写代码”三大步骤来自主探究来试着完成任务，然后输入程序并进行调试。结合生活实际例子来进行教学，如：在教学print（   ）和input（   ）语句时，设计和电脑进行人机对话的例子（请问你叫什么名字？）、计算一年有多少天的运算程序等。在教学密码正误if...else语句时，先让学生调试书上的密码程序，然后举一反三设计一个比较大小的程序，涉及到一些函数如float（   ）、int（   ），让学生了解一些函数的功能，也实现了知识的拓展。这样学生即利用所学知识解决了实际问题，又能调动学生的学习积极性。

五、利用Python中用turtle模块画图，激发学生编程的兴趣，提升创新能力。turtle模块的功能强大，为帮助学习turtle模块，Python编程内置了turtle模块的功能演示文件，看看演示效果，会让我们对turtle模块的功能有更为直观的体会。在教学中将生活中的画画与Python中画画联系起来，使学生有一个循序渐进、自我知识建构的过程。通过联系生活中画画的经验进行自主学习。如：编程画花朵，有的学生还是不进行实践，懒得动手，这样只是想明白了，不落实到实际操作，很不利于学生能力的提升，我鼓励一些学生模仿导学案写代码，这样也能享受到写完代码运行成功的乐趣，在解决画花朵问题的过程中学生可以独立思考、小组合作。通过完成任务，培养动手能力、逻辑思维能力，激发学生使用Python进行编程的兴趣。

六、课前准备充分，课中承上启下，内容生动实际，增加学生的成就感。在充分掌握学情的基础上，在课堂容量设计中要留有余地，在教学组织设計中要有引导性，在教学过程中要寓教于乐。如在学习条件控制if...else语句教学时，事先准备好本节课的教学资料，将上课要用到的Python基础知识和编程中要运用到的素材和帮助材料发给学生，便于学生自学使用，对所学内容先有一个初步了解。课前再将计算2个商品总价格的不完整程序发给学生，让学生补齐，这样即是对上节课学习内容的复习巩固，也是对学情的一个充分了解，同时这个程序也用于后续if语句的学习当中。课中学生从“判断密码正误”，拓展到“比较两个数的大小”，再联系生活实际到自己“当老板收银”，再到策划促销打折手段，计算打折价格……把一个简单枯燥的程序，转变成比较感兴趣的网购结算程序，由浅入深，有助于培养学生坚强的意志和敢于挑战创新的能力。

总之，学习Python编程，需要学生从基础语句开始，慢慢让他们更深入了解Python语言的更多语句格式和巧妙用法。对书中的每一章节，我们都要对将要讲述的语句和函数进行了详细的讲解，同时还要设计一些拓展练习和思考题，让他们去实践，对语句和函数就会有更深刻的理解。在我看来，学习Python的最大动力其实是兴趣。正如伟大的科学家爱因斯坦所说：“兴趣是最好的老师”。只有对编程具有浓厚的兴趣，才会有学习动力，激发学生的创新意识，培养学生的创新思维，提高学生的创新能力。

参考文献：

[1]Python 教程四川教育出版社2020年

[2]Python破冰人工智能从入门到实战

[3]李金 编程基础、科学计算及数据分析 北京机械工业出版社2018

[4]李博文 Python编程应用挑战赛 小栈AI教育研究中心