Python语言：程序设计课程教学改革的理想选择
一、计算思维培养视角下的程序设计课程 1.程序设计课程教学内容分析
我们选取非计算机专业本科生程序设计课程最主要的教学内容：C，Java，VB三种编程语言，以及本文建议开设的Python语言，逐一分析这些编程语言所阐述的计算思维外延。
（1）C语言。我国大学针对非计算机专业普遍开设C语言程序设计课程，其实际教学内容围绕数据类型、指针、内存、字符操作等开展。这些内容主要诠释“计算机系统结构时代”的计算思维外延，即计算机体系结构（计算机工作原理）的抽象和自动化。通过这种计算思维的培养，能够让学生掌握程序的高效运行模式。
然而，由于非计算机专业同学缺少计算机体系结构相关知识，也没有专业需求，即使通过C语言考试，也很难在后续计算机应用中使用该语言解决面对的计算问题。C语言更适合的教学对象是需要对程序运行效率依赖性高的群体，主要是计算机及部分信息类专业学生。
（2）Java语言。由于该语言是面向对象语言，其实际教学内容围绕类、对象、封装、继承、多态、接口等面向对象方法开展。这些内容主要诠释了“计算机网络时代”的计算思维，体现在计算机网络对异构性的支持（跨平台）和对鲁棒性（运行时）的需求。从计算思维本质角度，Java语言抽象了问题中的主体边界和主客体关系，通过面向对象概念，开展高效的代码复用。
同样，非计算机专业同学的培养目标并非专业程序员，并不需要关注
第 1 页
代码复用性和可移植性，且Java语言开发功能很少直接应用在个人应用中，学生学习后缺少应用场景，很难持续使用。Java语言适合的教学对象是需要编写高复用性或高可靠性代码的群体，主要是计算机专业学生。 （3）VB语言。该语言发展自早期的Basic语言，主要由微软公司支持和维护，用于开发Windows系统中的视窗应用。VB语言实际教学内容围绕窗体对象、按钮、文本框、图形界面、事件响应等开展，这些内容诠释了“计算机视窗”时代（与“计算机网络”时代在时间上重叠）的计算思维，体现在根植于视窗的语法设计体系。VB语言抽象了交互逻辑和响应关系，以及自动化逻辑间交互方式。
由于VB语言所开发的程序所见即所得，且继承VB语法的VBA（Visual Basic for Applica.tions）语言能够支持Word及Excel等办公软件的编程扩展，对非计算机专业同学有一定实际作用，因此，该语言的教学效果相对较好。VB语言最适合的教学对象是需要编写视窗应用的群体，主要是计算机及信息类专业学生。然而，必须看到，VB语言及后续的VB所开发程序仅限于Windows系统，属于微软公司专属商业开发工具，语言使用具有较大局限性，应用面狭窄。
（4）Python语言。这是一门发展了近30年的编程语言，是目前美国大学最受欢迎的程序设计语言。Python语言实际教学内容是分支、循环、函数等基本的程序逻辑关系及功能强大的函数库应用，它是目前最接近自然语言的通用编程语言。该语言只关心计算问题的求解，其轻量级的语法和高层次的语言表示表达了应用计算机解决问题的计算思维理念。 Python语言抽象了问题及解决方案，自动化问题求解，是“复杂信息
第 2 页
系统时代”利用计算机解决问题最直观的表达工具。从北京理工大学和美国多所高校的实际教学效果看，Python语言适合的教学对象是需要利用计算机解决各类计算问题的群体，这恰是大学程序设计课程的教学目的，涉及的本科生包括计算机专业和非计算机专业学生。 2.面向本科生开设Python语言的建议
表1汇总了4种程序设计语言的计算思维外延，从计算思维“抽象”和“自动化”两方面考虑，给出了各程序设计语言的理解。其中，“自动化”的狭义含义指程序逻辑的自动运行，而这里所指的“自动化”除了表达程序基本逻辑运行外，主要指通过“抽象”后，程序获得运行逻辑以外的收益。
与计算机专业理解并应用计算机系统结构、计算机网络等专业知识教学不同，面向非计算机专业计算机基础类程序设计课程的定位应该是：通过某一编程语言的教学传授利用计算思维解决一般计算问题的基本方法，并能够通过程序设计更好地利用计算机强大的计算性能。即：程序设计语言应该成为学生以计算思维将计算问题转变为计算机程序的有效手段。 计算机技术已经发展到“复杂信息系统时代”，普通计算机性能强大，对于一般计算问题，计算机的计算性能不再是求解问题瓶颈。因此，针对更广泛学生培养计算思维的实践，应该与计算机技术发展相适应，在这个技术“时代”更应关注问题的求解，超越对程序执行性能、代码高复用性或某一个特殊系统中视窗设计的关注，让学生真正掌握利用计算机解决计算问题的通用方法。
综上分析，结合计算思维时代性特点，我们提出面向非计算机专业本
第 3 页
Python语言：程序设计课程教学改革的理想选择-12页word资料
