“双主体育人”理念下Python程序设计教学实践

【摘 要】针对Python程序设计在初中教学中存在编程枯燥无味、学生计算思维与创新思维难以启发和培养的问题，本文以“花样滑冰——for循环结构”为例，阐述了如何在“双主体育人”理念下设计Python程序设计教学案例，改进教学模式，落实学科核心素养，为Python程序设计课程在中小学的进一步推进提供新思路。

【关键词】双主体育人;Python程序设计;案例

【中图分类号】G434 【文献标识码】A

【论文编号】1671-7384（2022）09-050-02

案例背景

由于Python语言简单、易学、应用范围广，被广泛地应用到中小学信息技术课堂中。但是Python属于纯文本编程，枯燥无味，编写程序易出错，学生经常陷入调试程序的泥淖中。解决这一问题的关键在于要坚持以学生为主体、教师为主导的“双主体育人”理念[1]，根据学生身心发展特点进行教学设计和课程实施。

案例描述

1.激趣导入：冰墩墩花样滑冰

在导入环节，教师请学生分享冬奥会最感兴趣的冰雪运动，学生积极回答各种冰雪运动。接着教师引导学生回答本届冬奥会上我国奥运代表队获得的奖牌数量以及第九枚金牌的获得者——隋文静和韩聪的双人花样滑冰，以此培养学生的爱国主义情怀。随后教师播放冰墩墩挑战花样滑冰视频，以此激发学生的学习兴趣，并引出本节课的主题“花样滑冰——for循环结构”。

2.程序分析：初步感知Python程序

教师请学生打开文件，运行程序，根据冰墩墩滑行轨迹思考“forward（200） left（90）”这两句代码的含义。学生通过运行程序，观察图像变化来猜测代码的含义，初步感知Python程序的魅力。

3.程序探讨：理解计算机解决问题的过程

在该环节，教师引导学生思考如何使冰墩墩滑行的轨迹为正方形，同时在教室里动态模拟冰墩墩滑行正方形的步骤，引导学生用自然语言或者流程图描述以上步骤，并转化成计算机能够识别的Python语言，在程序中利用顺序结构完善代码，运行调试。教师通过直观的演示和问题的分解帮助学生理解计算机解决问题的过程。

4.自主探究：初步认识for循环

教师指出以上环节利用顺序结构令冰墩墩滑行出正方形需要重复四次，如果要重复一百次、一千次这种方法必然不可取，从而引出for循环语句。接着教师请学生根据微课和学案自主学习for循环语句知识，并且修改程序，实现冰墩墩滑行正方形的轨迹。同时，教师引导学生思考for语句中的哪部分内容决定循环的次数，如果想让冰墩墩滑行出两个正方形，又可以怎么修改程序？通过自主探究，学生对知识有了初步的感知。教师通过微课、学案等脚手架为学生搭建自主学习的环境，提高学生自主学习的能力。

5.角色演示：深入理解for循环

在学生自主探究for循环结构的基础上，教师先深入地讲解for循环语句的格式，再邀请四名学生上台，分发号码牌，分别充当列表中不同的元素，生动地模拟循环结构的执行过程。角色演示将抽象概念具体化，加深了学生对循环变量和循环结构的理解，也培养了学生的计算思维。

6.自由创作：多彩滑行轨迹

在该环节，教师启发学生如何利用for循环设计优雅的方形螺旋线。学生通过反复的实践和观察，总结出角度、距离对形状样式的影响，再根据自己的需求，为冰墩墩设计形状各异的滑行轨迹。这也培养了学生的计算思维和数字化学习与创新能力。

7.点评分享：碰撞思维火花

学生完成创意作品之后，通过互评、自评和教师点评等分别从思想、形状和程序等角度分享自己的作品，体会成功的喜悦，感受运用信息技术解决问题带来的快乐。

8.总结提升：巩固升华

教师请学生总结本节课内容，引导学生思考for循环还能解决生活中的哪些问题，如机器人送餐、传送带送物品、批量生产等。最后学生在线完成课堂习题，教师即时分析并评价学生的掌握情况。

结果显示，92%的学生对本课内容掌握得比较扎实，6%的学生掌握得一般，2%的学生掌握得较差。本节课的授课对象是在中山市随机选取的一所中学的一个初二班级，教师课前通过调查了解到该年级段学生还未接触过Python程序设计课程。根据学生的课堂表现以及反馈结果显示，大部分学生对本课内容产生了浓厚的兴趣，对知识的掌握也比较扎实。

案例反思

1.注重思政元素的融合

教育部印发的《高校思想政治工作质量提升工程实施纲要》中提出，“大力推动以‘课程思政’为目标的课堂教学改革，实现思想政治教育与知识体系教育的有机统一”[2]。中学阶段是塑造学生思想品德的关键时期，因此，融入思政元素的课程设计不分学科。信息技术课属于实践课，教师在授课的过程中往往重操作轻理论，思政元素的渗透更是少之又少。本教学案例以“冬奥”为背景，以花样滑冰为主线，课堂中不仅传授冬奥知识，还传播中国精神，潜移默化地培养了学生的爱国主义情怀和民族自豪感。整个教学设计将思政元素贯穿始终，自然而不刻意，润物无声地涵养着学生。

2.注重高阶思维的培养

初中阶段使用Python文本编程语言，强调能读懂、欣赏算法，以及使用语言完成特定问题的能力（视课程主线的需要），通过实现算法（包括数值计算、查找与搜索、数据处理、模拟过程、反馈控制等）学习和掌握编程，要避免将编程及编程语言本身（如语言要素、特征、程序）作为教学目标和重难点。因此，教师在授课的过程中一味地讲解编程语法格式，则很容易陷入讲语言、讲格式的泥淖之中，从而忽略对学生高阶思维的培养。如何避免这种现象？笔者认为在授课的方式上应该以启发式、探索式为主，构建探究式问题，提升学生的创造性思维。本教学案例，学生对for循环知识的构建均是建立在自主学习、实践探究的基础上，学生通过不断地观察程序、运行程序、修改程序来掌握程序之间的逻辑关系。

3.贯彻“双主体育人”理念

“双主体育人”的教学理念要求以学生为中心，充分考虑学生的身心发展特点，以学生兴趣为导向。笔者在设计课例时，考虑到纯文本编程比较枯燥无味，如果将结果可视化，即编写一条语句，通过运行即可动态展示出执行结果，必然会引起学生兴趣。综上考虑，笔者选用turtle海龟画图来实现代码的可视化。此外，笔者还将海龟图标换成冰墩墩滑冰图标，再融入冬奥冰雪背景，这样冰墩墩花样滑冰的动图就随着代码的编写跃然于纸上。学生能即时将自己输入的代码转化成对应的图像，兴趣盎然。

教师在教学过程中需要不断地根据课堂的生成情况及时调整授课方法。笔者发现以学生为主体、教师为主导的课堂更具高效性。程序设计内容应该注重培养学生自主探究和深度学习的能力，只有通过主动探究学习，知识才能被内化，计算思维才能更好地得以培养。

注：本文系广东省中小学“百千万人才培养工程”专项科研项目课题“初中信息技术人工智能模块的项目教学实践研究”（项目编号：BQW2021JCL003）阶段性研究成果

参考文献

芦咏莉，黄利华，何建雯，帅筱悦.“双主体育人”理念下的研学课程建设——以北京第二实验小学校本课程为例[J]. 中小学信息技术教育，2021（12）： 83-85.

中华人民共和国教育部.高校思想政治工作质量提升工程实施纲要[R/OL].（2017-12-05）[2022-07-08].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A12/s7060/201712/t20171206_320698.html.