谭杰文

【摘要】发展人工智能是国家对未来发展需要的思考，高中阶段引入Python课程是国家未来发展人工智能学习和建立人工智能高地的重要途径，尝试用不同的方式在高中信息技术课中引入Python编程课程，总结出一些比较行之有效的教学方法，并形成常规的教学手段，提高高中阶段Python编程课程的教学质量，提高高中学生的计算思维和利用程序解决问题能力，是教育现代化中发展人工智能学习一种革新的手段。

一、引言

新课标将计算机编程和算法学习放到了高一必修模块，这凸显了目前国家对于计算机编程和算法学习的重视。在2017年国家制定的《新一代人工智能發展规划》中，要求逐步开展全民智能教育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程、逐步推广编程教育、建设人工智能学科，打造人工智能创新高地。“Python”作为当前和人工智能最亲近的语言，理所当然成为开设人工智能科目课程的必然选择。浙江省、北京市、山东省三地已经把”Python“纳入中小学信息技术课程和高考内容体系，广东省最新的信息技术教材《数据与计算》，也涉及大部分的Python知识内容。因此，中学开展“Python”课程学习，刻不容缓。

二、当前高中学生对编程知识认知的现状分析

目前，从小学阶段到高中阶段，只有到了初中阶段才开始开设有VB编程课内容，而其中内容的覆盖面也比较少，只涉及到一些基本的语法基础和理论，高中阶段也并没有开设难度更高、内容更多的编程课程，因此当前的高中学生对于编程知识方面的理解相对是比较陌生的，对于编程解决问题和人工智能等概念也相对笼统。

三、在高中班别中引入“Python”学习的几种方式尝试

1.照本宣科，直接讲述引入方式：

直接向学生讲述“Python”是一种解释型语言、是一种高级编程语言，介绍这种语言功能强大，免费、开源;类库极其丰富，不管是传统的Web开发、软件开发、数据分析、网络爬虫、机器学习等很多方面都能胜任。然后向学生介绍她的搭建环境、所使用的IDE软件有哪些，如何编写代码及运行代码。通过前面的基本介绍后，按照常规学习编程的方法，开始向学生讲授”Python“的变量类型及运算符等知识。

2.提出问题用Python解决问题方式引入：

问题1：想知道自己的体重指数吗？输入体重和身高数据，通过计算输出体重指数值。把输出的体重指数和BMI表对比，查看不同人群的体重指数属于“偏低”、“正常“ 超重”、“ 肥胖”中的哪一种。

教师在学生面前用Python编写程序代码，用Input函数和Float函数完成数据输入和转换，然后通过体重指数计算公式计算出当前数据的体重指数数值，用Print函数输出体重指数结果数值。程序编写调试完成后，教师先让几个学生指定身高和体重数据，在教师电脑上运行程序得到输出数值，将输出的数值和BMI表进行比较，得到结果。然后教师把Python程序文件和BMI表文件发到学生电脑上，让学生自己亲身尝试使用这个程序，让他们寻找不同人群不同输入数值会得到什么样的测试结果。

问题2：猜数字游戏，输入一个数，判断输入数是否和系统随机生成数相等，如果不相等，输出此输入数是大于或者是小于随机数，继续重复输入判断，如果相等，则输出祝贺语句和输入总次数，程序结束。

教师在学生面前编写程序代码，利用Python的Random库的Randint函数生成一个随机整数，然后用Python while循环语句判断输入数和随机数是否相等，输出结果。程序编写测试完成后，教师在电脑上运行程序，让学生猜数字，直到正确猜到随机为止;然后教师把程序文件发到学生电脑上，让学生单独体验，最后，让同学之间相互猜数字，看谁能最快猜到。

3.通过绘制图形激发兴趣引入：

通过Python中的Turtle库，用这个库绘制多种不同的图形，教师向学生展示Python Turtle库画图的能力，具体操作如下：

第一个实践操作：教师首先打开Python自带的IDLE，利用import 指令导入turtle库，让学生指定圆的半径， 用circle函数画圆、加入steps参数画多边形。然后让学生打开Python的IDLE，输入import turtle 指令后用circle函数画圆、画多边形。

第二个实践操作：教师在IDLE文件菜单中新建文件，编写利用turtle库画图代码，并用input函数通过输入参数指定圆的半径和填充颜色，程序调试完成后保存，把程序文件发到学生电脑，让学生打开并按F5运行，让他们输入自己喜欢的颜色和圆的半径，查看运行效果。

第三个实践操作：教师利用for循环语句编写一个画五角星的程序，并用input函数通过输入参数指定五角星大小、坐标位置和填充颜色，程序调试完成后保存，把程序文件发到学生电脑，让学生运行程序，输入他们自己喜欢的颜色、五角星位置和大小。查看运行效果。

四、通过以上几种不同方式引入Python课程后的小结

1.用第一种方式引入Python编程课，看到学生对编程语言有点难以理解，对编程学习积极性不大。继续用这种方式上几节课后，有些学生学习热情低落，甚至个别出现厌倦情绪， 学习的效果比较差。

2.第二种方式引入Python编程课，能勾起学生的求知欲;编程只用短短几行代码就能解决问题，消除了他们对编程的敬畏感，提起了他们对学习编程的兴趣，学习编程的积极性也大大提高，在之后几节课用同样的方式上课，他们学习编程的热情很高，学习效果也不错。

3.用第三种方式引入Python编程课，学生好奇、好玩的心理让他们对Python编程产生浓厚的兴趣，学习的积极性也很高，之后学习Python编程的课堂氛围也很好。

五、总结

对于学生来说，学习编程的第一课非常重要，通过几个班用不同的上课方式发现，只要开始的时候能够学生的学习积极性调动起来，接下来的课程就会容易很多，学生学习编程的氛围就会活跃起来，大家可以共同探讨编程学习上遇到的问题，互相帮助。如果第一课没有调动起学生的对编程学习的积极性，那么接下来课程学习中，有些学生会出现一点抗拒的情绪，兴趣不高，课堂比较冷清。

最后，我们发现，对于学习Python编程，普通高中的学生只是被动的学习者，他们需要教师通过不的教学方式去激发他们自身对Python编程学习的兴趣和积极性，从第一课的引入到后面基础知识的学习，必须要调动他们对Python编程学习的积极性。另外，教师Python课中，有层次地、适当地向他们灌输如何利用计算机解决问题的基本思想和方法，并用Python编程语言解决一些相应的实际应用问题，他们对编程语言的理解会更好，他们对问题的解决能力、计算思维、信息素养、编程能力都得到了很大提高。