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基于Python的“大学计算机基础”课程教学设计

摘要为了培养非计算机专业大学生的计算思维能力，在“大学计算机基础”课程教学中引入程序设计内容已成各大高校的共识，但选择何种程序设计语言仍然观点不一。本文针对大一新生的实际情况，提出使用Python作为本课程的教学语言，并设计了具体的教学过程。实践表明，和C++等传统语言相比，Python语言可以更好地满足不同程度学生的学习需求。

关键词计算机基础教学大学计算机基础 Python 教学设计

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2016.11.058

1 “大学计算机基础”课程中的程序设计教学

“大学计算机基础”（Fundamentals of Computers）是根据教育部计算机基础教学指导委员会“1+X”培养要求开设的公共基础课程，是大学各专业一年级新生的第一门计算机课程，也是本科各学科专业学生必修的公共基础课程。早期的大学计算机基础课程主要讲授一些有关计算机的软硬件基础知识，以基本应用为主，并没有过于涉及程序设计的内容；但在2010年九校联盟（C9）发布“计算机基础教学发展战略联合声明”之后，为了能在课程中向学生传递计算思维的理念，必须在大学计算机基础课堂上适当增加基础的程序设计内容已经是各大高校的共识，以便使用简单的程序设计语言来描述抽象、自动化等计算思维理念。但在大学计算机基础课程中具体选择哪一种教学语言，各大高校产生了分歧。

有的高校根据后续程序设计课程的需求，选择了C语言、C++语言或Java语言作为教学语言，这几种语言虽然在工程界应用很广泛，但都存在着门槛高、学习曲线陡峭、上手难的问题，如果要想让学生基本能读懂使用上述语言描述的算法，需要的教学时间很长，一般要大概两个月，也就是说几乎50%的大学计算机基础教学时间都要用于语言教学，显然有些喧宾夺主。同时，由于大学计算机基础课程面向全校各专业学生，这些学生来自全国不同的省份，不同地区的教学模式和教学水平不同，学生在高中阶段接触计算机的时间早晚、深入与否有很大差异，造成大一入学时学生的程序设计基础参差不齐，给教学带来了一定困难。因此在大学计算机基础教学过程中，需要兼顾不同学生的接受程度，选择一种语法简单、又具有深度的程序设计语言就变得非常重要。Python是一种类似脚本语言的高级程序设计语言，入门语法简单，上手容易，并且广泛应用于科研和工程领域，无论对于初次接触程序设计的新生，还是具有一定基础的学生，Python都能够满足他们的不同的学习需求，目前已成为了我校“大学计算机基础”课程常用的教学语言之一。

2 Python语言的优势

Python是动态数据类型的、面向对象的、解释类型的高级程序设计语言，经过二十多年的发展已经非常成熟和稳定。它的语法简洁并且清晰，与其他大多数编程设计语言不一样，采用缩进来定义语句的层次。Python语言支持命令式编程、面向对象编程、函数式编程、泛型编程等多种编程方式。与Ruby、Perl等动态语言一样，Python语言具备垃圾回收功能，能够自动管理内存。Python经常作为脚本语言处理系统管理任务，而且比系统自带的脚本语言语法更简单、清晰。它拥有功能强大的第三方库，因此适合执行各种高级任务，比如完成GUI编程、游戏编程、网络编程等。Python交互式的命令行可以帮助用户立即体验其编码方式并得到反馈结果，不需要了解语言全貌，使用者可以独立地学习单个命令而不必编写完整程序。总之，Python语言继承了传统编译语言的强大性和通用性，同时也借鉴了简单脚本和解释语言的易用性。它在设计上的以下几个特?c有利于大学计算机基础课程教学：

（1）Python在设计上坚持了清晰划一的风格，代码易读、易学习、易维护。缩进格式要求严格，违反缩进规则的程序不能通过编译，以此来强制学生养成良好的编程习惯。

（2）Python是面向对象语言，提供了丰富的数据类型，函数、模板、数字、字符串都是对象，完全支持继承、重载、派生、多继承等特性，同时隐藏了底层内存管理、垃圾回收等细节，在教学上不仅内容完全满足课程教学需要，可以让学生在学习语言本身上节省很多时间和精力。

（3）Python语言是基于虚拟机机制的，可以在各个平台上安装使用。Python开发环境开源且数量众多，主流的操作系统如Linux、Windows都能很好地支持Python环境。在常用的Windows平台下，只需一个很小的开源安装包就可以构建Python的基础开发环境，降低了环境配置的难度，使得学生能够很快上手。

（4）Python允许以交互模式运行。在主流操作系统中可以在命令模式下直接运行Python交互环境，输入指令可以立刻获得运

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