非计算机专业语言程序设计的教学

　　这篇论文主要介绍的是非计算机专业语言程序设计的教学的内容，本文作者就是通过对非计算机专业语言的教学的内容做出详细的阐述与介绍，特推荐这篇优秀的文章供相关人士参考。

　　关键词：非计算机专业;程序设计;Python语言;教学体系;计算思维

　　随着移动互联、物联网、大数据、云计算等新概念和新技术的涌现，信息技术的应用正深刻改变着人类的思维方式，无处不在的计算思维成为人们认识和解决问题的基本能力之一，计算思维成为所有大学生应具备的素质和能力。2016年教育部高等学校大学计算机课程教学指导委员会颁布了《大学计算机基础课程教学基本要求》(以下简称《基本要求》)，《基本要求》明确了以计算思维为导向的大学计算机基础教学改革，提出构建“宽专融”课程体系，程序设计基础课程作为“宽转融”课程体系中的专业型课程成为了很多高校计算机基础教学课程体系中必选的课程之一。同时，《基本要求》首次建议将Python作为程序设计基础课程的备选程序设计语言。近年来，我校在计算机基础教学上也进行了一些改革尝试，在所有非计算机专业学生必修大学计算机基础课程的基础上，提供了选修课菜单供不同专业选择定制，选修课有包含程序设计基础课程的专业型课程和包含数字农牧业基础课程的交叉型课程，为不同专业的专业培养计划制定提供了更多的选择性和灵活性，程序设计基础课程是其中选择最多的课程之一。程序设计基础课程最初选择C和VisualBasic作为载体，随着Python语言和其相关技术的不断发展，国内许多高校非计算机专业开设了Python程序设计语言课程，我校也开始了在部分非计算机专业作为专业公共选修开设Python语言程序设计基础课程的尝试。

　　1Python语言与非计算机专业的程序设计基础教学

　　1.1非计算机专业开设程序设计课程的目的

　　非计算机专业的学生学习程序设计语言的基础与计算机专业的学生不同，他们仅了解计算机系统结构的基本知识，学习程序设计基础重在学以致用，解决具体专业问题，并不需要掌握底层是如何实现的。非计算机专业的学生的培养目标也不是专业的程序员，学习程序设计基础主要为了激发学生对程序设计的学习兴趣，逐步培养学生的计算思维，并以此为基础自学计算机知识，掌握用计算机技术解决专业问题的方法，拓展计算机技术与各自专业学科的交叉融合。程序设计基础课程作为计算机基础教学的专业型核心课程之一，主要是培养非计算机专业的学生运用程序设计的思维和技术解决问题的能力和方法，从而达到真正具有运用计算机技术解决各自专业问题的能力。作为非计算机专业的学生，学习该课程的重点是掌握程序设计的思想和方法，使学生能够学会运用计算机技术解决专业问题的通用方法。

　　1.2非计算机专业程序设计课程语言选择的要点

　　一直以来，我校非计算机专业程序设计基础课程教学基本采用C或VisualBasic语言。诚然，C和VisualBasic语言都是目前非常流行的程序设计语言，但非计算机专业的程序设计基础课程选用这两门语言有一定的局限性。由于C语言最初用于开发操作系统，所以该语言不仅表达基本的程序逻辑，还表达程序对硬件的高效利用，例如指针等数据类型的应用。C语言程序设计重在提高软件运行的性能和效率，这就要求学习和使用C语言要掌握计算机体系结构的相关知识，而非计算机专业的学生缺乏相应的知识体系支撑，程序开发的目的是满足专业应用的需求，因此，C语言对他们而言，入门门槛高，学习难度大，需求和目标不匹配。即使完成了C语言课程的学习，也很难在今后解决专业问题上发挥作用。VisualBasic语言重在开发Windows系统下的视窗应用，该语言在基本的程序逻辑以外，主要表达视窗系统中事件和控件等的人机交互关系。该语言虽然具有直观易学等特点，但因开发仅局限于Windows平台，应用面窄。随着移动互联的飞速兴起，各学科专业以Web为基础的开发应用前景更为广阔，该语言不能适应跨系统跨平台的开发应用。非计算机专业学生在完成了大学计算机基础课程学习后，已具有了一定的计算机系统知识基础和基本信息素养，有必要选择一门合适的程序设计语言学习来深入理解计算机技术方法，培养应用计算机技术分析解决问题的能力，为今后的专业应用打下基础。基于上述分析，非计算机专业选择的程序设计语言应具有以下特点：①简单易学，可以激发非计算机专业学生学习程序设计的兴趣，不再有畏难情绪;②重在应用开发的实现，学生主要学会用计算机解决问题，不需要关注系统结构的底层实现;③可实现跨平台的程序设计开发，以适应目前和未来计算平台和应用多样性的需要。1.3Python语言的特点与优势Python语言诞生于上个世纪90年代初，经过多年的发展，Python已经成为非常流行和热门的程序设计语言。目前，随着Python语言的飞速发展，国内很多高校逐步开设了Python课程，《基本要求》也首次将Python语言纳入到非计算机专业程序设计基础课程的备选语言。Python语言是一种高级通用的脚本编程语言，之所以越来越多的高校非计算机专业的程序设计基础课程首选其作为教学语言，主要基于以下的特点。(1)Python语言很简洁，语法也很简单。Python语言不存在类似C语言中指针或地址等设计计算机系统结构的元素，不必关心底层实现。Python语言是面向对象的轻语法程序设计语言，简单和简洁对非计算机专业的学生意味着入门容易，可以轻松上手，从而激发学习程序设计的兴趣。(2)与平台无关。用Python语言编写的程序可以不经任何修改地实现跨平台运行。(3)通用灵活。Python语言是一个通用编程语言，可用于编写各领域的应用程序，为不同专业的学生运用计算机解决问题都能发挥作用。(4)功能丰富的开放类库。除了Python提供的几百个标准库外，具有开源特性的Python语言还有十几万个第三方函数库，几乎覆盖计算机技术的各个领域，学生可以学习基于Python利用成熟的库解决专业领域的问题，例如数据采集、科学计算、可视化数据分析等等。

　　2Python程序设计课程教学设计思路

　　2.1课程定位和教学目标

　　在深入学习和研究《基本要求》中Python程序设计语言基础课程典型方案的基础上，借鉴其他高校非计算机专业Python程序设计课程的成功经验，结合我校非计算机专业学生的学情，确定了我校非计算机专业Python程序设计课程的定位和教学目标。Python程序设计课程是大学计算机基础教学课程体系中专业型的公共选修课程。本课程的教学目标是：以培养解决问题的能力为出发点，以Python语言和程序设计方法为主要内容，使学生初步具备运用Python语言解决各类实际计算问题的开发能力，进而培养学生的计算机思维。

　　2.2课程教学内容组织

　　根据课程的教学目标和Python语言的特点，在组织课程教学内容时，不再采用传统的程序设计语言教学以语法结构为主线，围绕编程语言组织教学内容的方法。Python语言是面向对象的轻语法程序设计语言，教学内容选取和组织时可以降低语法的关注度，以实例引领Python语法元素的学习，解析程序设计的思路和方法。在我校本课程作为非计算机专业公选课，总学时为48学时，其中理论授课32学时，实验16学时。教学内容分为3个模块，分别为基础入门、能力培养和拓展应用，将课程要掌握的语言知识要点和程序设计能力分解到各模块中。作为程序设计的入门教学，教学的重点放在前两个模块上。在Python程序设计教学改革上，北京理工大学进行了大胆的尝试，并取得了显著的成果，我们课程的教材采用了该校编写的《Python语言程序设计基础》，按照教学内容模块的设计选取实例组织教学内容，详见表1。

　　2.3教学模式与方法

　　“课堂讲授-上机操作”传统教学模式下，学生只能被动地接受，缺乏学习的主动性，容易失去学习兴趣。为了激发学生的学习主动性和学习兴趣，我们将传统课堂教学和在线教学相结合，鼓励学生尝试利用碎片化时间学习线上的优质课程资源，并进行课堂翻转，将课堂的讲授为主转换为研讨为主，积极进行混合式教学模式的探索。中国大学MOOC课程上北京理工大学的“Python语言程序设计”是与我们所选教材配套的在线资源，在以该资源为主要资源的基础上，针对基础好、学习能力强的学生，可以再推荐南京大学的“用Python玩转数据”等优秀的线上课程资源。计算思维的培养不是靠概念的讲解可以实现的，进行教学方法的改革，在传授知识的同时，注重发展学生的能力，通过培养学生用计算机解决实际问题能力，才能达到逐步养成计算思维模式的目的。在教学中，模拟解决实际问题的模式，以教学实例为待解决的问题，采用问题求解驱动式的方法进行教学，课前提出问题，自主学习;课堂分析问题，展开研讨，给出解决问题的方案;课后拓展问题的解决方案。

　　3结语

　　我校非计算机专业的Python语言程序设计基础课程尚在起步阶段，在课程的教学改革上进行了一些尝试和探索，取得了良好的教学效果，受到了开课专业学生的欢迎。课程的教学改革还有待进一步深入，首先，在利用现有线上课程资源的基础上，要尽快创建适合课程需求的SPOC;其次，改变现在教学案例、教学模式方法不区专业的同一化的现状，研究分析各专业的专业特点和需求，开发适合不同专业需求的教学案例。今后，将继续以学生为主体，以计算机思维的培养为导向，积极探索本课程的教学改革，提高教学质量，培养适应时代信息素养需要的人才。

　　参考文献：

　　[1]教育部高等学校大学计算机课程教学指导委员会.大学计算机基础课程教学基本要求[M].北京：高等教育出版社，2016.

　　[2]嵩天，礼欣，黄天羽.Python语言程序设计基础[M].北京：高等教育出版社，2017.

　　[3]嵩天，黄天羽，礼欣.面向计算生态的Python语言入门教学方案[J].计算机教育，2017(8)：7-12.

　　[4]刘卫国，奎晓燕.Python语言程序设计教学体系建设[J].计算机教育，2017(8)：13-17.

　　[5]冉娟，张钢.独立学院非计算机专业Python程序设计课程教学改革探索[J].计算机教育，2017(9)：15-20.

　　作者：许朝侠 单位：河南牧业经济学院