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人工智能时代高等学校非计算机专业《程序设计基础》课程教学改革探究

时间:2022-05-16 09:10:03 浏览次数:

摘 要:几乎所有的高等学校非计算机专业在大一时都要选修一门《程序设计基础》课程,该课程是大学生进入计算机科学技术的敲门砖。本文通过对目前多数高校开展该课程的现状进行分析,同时将Python和其他编程语言(主要是C语言)进行比较,得出Python取代其他编程语言必是大势所趋,高等学校非计算机专业《程序设计基础》课程教学改革迫在眉睫。

关键词:程序设计基础 Python 教学改革 人工智能

计算机公共教学,从20世纪80年代开始,已经在我国高校中逐渐开展起来了,从最初的办公自动化软件、Dbase、FoxBase、FoxPro,到2000年左右由于计算机在各个领域知识和技能的普及,几乎所有高校都已经普及了计算机语言的课程,而C语言由于功能强大,代码量小,运行速度快,牢牢占据了《程序设计基础》课程首选的计算机入门语言。

随着科学技术不断地发展,新的时代呼唤着人工智能的人才。而“人工智能”的实践离不开“Python语言”的学习,因此,各大高校都在积极探索如何汲取原有《程序设计基础》的精髓,又要在新背景下构建新的课程内容。把Python语言纳入《程序设计基础》课程的时代的需要,是势在必行的。

一、高等学校非计算机专业《程序设计基础》课程现状

我国高校非计算机专业《程序设计基础》课程是一门大一必修的课程,一般理工科专业开设的是C/C++语言,而文科专业开设的是VB或Access。每种编程语言都有自己的特点和适用性。很多同学反映难学,读程困难,编程更是难上加难。

C/C++自从1978年问世以来,被广泛应用于系统软件和嵌入式软件的开发中,它的语法规则、思想对现在很多语言产生很大的影响。但也存在着开发周期长、危险性高、可移植性不强的缺点。

VB、Access语言是可视化语言,具有所见即所得,非常适合初学者。直观的视窗效果,学生很容易上手。但是使用具有较大的局限性,应用面狭窄,无法适应大数据的时代背景[1]。

二、人工智能时代选择Python的原因

Python是一门非常简洁优美的开源的编程语言,同时Python还是一门近乎“全能”的编程语言。可以使用Python进行数据采集、Web开发、数据分析与挖掘、科学计算、爬取网页、游戏开发等。随着近年来人工智能技术(AI)的迅速发展,大量以Python为开发语言的技术框架和思想越来越受各界的关注[2]。选择Python语言成为非计算机专业《程序设计基础》课程首选语言的原因如下:

1.门槛低、入门简单

由于《程序设计基础》课程是计算机技术的入门课程,学生一般具有很少甚至没有任何编程经验,而且C/C++语言编写程序比较自由,没有固定的语法结构形式,代码写起来细节较多,因此很多学生觉得很难,甚至有的学生就此放弃。根据我们多年授课的经验,虽然C/C++具有诸多优点,但并不适用没有任何编程经验的非计算机专业的学生。

Python重视程序的可读性、简洁性、和一致性,抽象化了很多内容,让开发者注重于业务逻辑而不是关心语法结构细节,代码少,不易出错,用尽量少的代码完成更多的工作,学生更容易上手[3],有利于提升学生学习的兴趣。

2.软件质量高、开发效率高、可移植性高[3]

Python是一种面向对象的动态类型语言。函数、模块、数字、字符串等都是对象,并且完全支持继承、重载、派生、多继承等特性,从而可维护性,可重用性更高。Python开发环境配置简单,解释执行,容易实现跨平台操作。Linux、Mac、Windows等都内置了Python,由于开源的代码,可直接在平台内进行修改,有利于Python的廣泛应用。

3.丰富强大的资源,提供了大量可用的专用库的驱动

Python拥有一个强大的标准库和很多功能丰富的第三方库,适用与多个领域,适合多专业学习[1]。Python还提供了丰富的API和工具,方便使用者扩充模块。当然Python编译器本身也可以被集成到其他需要脚本语言的程序内。

4.与时俱进

IEEE Spectrum编程语言排行榜一年发布一次,这个排行榜已经连续发布了6年。Python稳居榜首,且连续夺冠三年。原因是软件工程、人工智能的蓬勃发展,吸引了很多人的目光。Python越来越流行,被越来越多的开发者使用。

三、人工智能时代如何开展Python教学

1.设计科学的目标

仔细研究时代背景,对非计算机专业学生培养要遵从“科学化”。除了教授编程语言的语法结构外,更要注重培养学生的独立思考能力、创新能力、解决问题能力。结合不同专业特点进行教学,从而达到教育培养的“精准化”。

2.合理的课程内容

课程内容的设置要充分可虑人才培养目标、知识的连贯性、实践性。同时也要考虑Python语言如何促进人工智能的普及以及拔尖人才的培养等。

3.良好的教学手段

在Python学习上可以采用线上与线下的混合教学手段。线下多做一些设计模型训练,使学生增加兴趣,学会用经典的方法来解决问题。通过线上的慕课或微课辅导学生的实践环节,增进教与学的互动,提升教学效果。

结语

Python是科学计算和数据分析的重要工具,从云端、客户端、物联网终端,它的应用无处不在,是人工智能大数据首选的编程语言。因此高等学校非计算机专业《程序设计基础》课程改革势在必行,为当今社会培养更多的可造之才。

参考文献

[1]王润鸿,刘燕.基于Python的大学计算机公共课教学研究[J].电脑知识与技术,2019(12):149-150.

[2]陈剑雪.Python程序设计课程教学研究[J].Scientific Resea-rch,2018(12):9.

[3]白鱼秀.将Python作为入门程序语言的教学探究[J].微型电脑应用,2019(35):116-118.

推荐访问:教学改革 人工智能 高等学校 探究 程序设计

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