樹莓派Python編程在中職計算機教學中的運用

何懷根

[摘? ? ? ? ? ?要]? 隨著信息技術的廣泛應用，Python編程已經成為我國中職計算機專業學生必修的課程之一。然而，現階段我國中職學校在教學方法和教學資源等多方面都有著很多的制約，如，教學方法單一、教學資源短缺等問題，以致于多數中職學校的計算機課程教學，普遍停留在程序設計基本概念、基礎知識以及簡單的程序設計案例分析上。當然，部分中職學校在計算機課程教學內容上增加了編程數據結構和算法分析的相關知識，借此不難看出，這樣的教學目的主要是針對計算機等級考試的。然而，這樣的教學方式雖然可以在一定程度上幫助學生完成計算機程序設計類考試，但無法將學生培養成具備解決實際問題的優秀人才。鑒于此，主要對樹莓派Python編程在中職計算機教學中的運用進行了探究分析，以期為中職計算機教學質量提高提供微薄的力量。

[關? ? 鍵? ?詞]? 樹莓派;Python編程;中職計算機;運用

[中圖分類號]? G712? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2019）35-0222-02

樹莓派的出現為學生設計出了一款微型電腦支持Python等多種編程的開發，教師將樹莓派Python應用到中職計算機教學中的價值非常重要。鑒于此，中職計算機教師在實踐教學中，要想將樹莓派python編程運用到課堂教學活動中，可以從下面這幾點著手開展教學。

一、何為樹莓派

樹莓派Raspberry Pi，縮寫RPI或者RasPi/RPi，中文被譯名為“樹莓派”，是一個信用卡大小、基于Linux的“卡片電腦”?！皹漭伞敝饕菫閷W生學習計算機編程教育而設計的，由英國劍橋某實驗室經過長達6年時間的鉆研設計而成的，于2012年的2月份公開并發布接受預定。詳細來說，“樹莓派”是由網卡、CPU、GPU、內存、USB2.0接口、影像輸出、音源輸出、板載存儲、網絡接口、外設、額定功率、電源輸入、總體尺寸、操作系統組成的。其中，“樹莓派”卡片主板周圍有兩個USB接口和一個網口，既可以連接鍵盤、鼠標，又可以了解網線，在此基礎上“樹莓派”還擁有視頻模擬信號的電視輸出接口等?？傊?，上述部件全部整合在一張比信用卡大的主板上，具備所有PC的基本功能，只需要使用者在使用前接通電視機和鍵盤，就可以執行電子表格、文字處理、玩游戲等諸多功能。

二、樹莓派的使用現狀

研究證明，樹莓派在國外的許多學校已經開始普及。具體而言，國外的學校主要是將樹莓派運用到了中小學計算機編程教育教學中，主要操作流程以教師“教”、學生“學”、師生“制”三個步驟為主。從2012年開始，樹莓派基金協會和英國劍橋大學以及英國計算機協會等多家機構，在通過不斷開展各種教學活動和研討中，為樹莓派在教學活動中的應用鋪墊了扎實的基礎。之后，在我們國家也有人注意到了樹莓派在計算機編程教育教學中的作用，于是，有人提出將樹莓派運用到各個學校的計算機課堂教學中，這些學校包含大學、高職、中職、高中、初中、小學。但是，現今多數學校普遍只是利用樹莓派對現有的計算系統進行改進，如對參數水質檢測儀控制系統、雷電預警系統、物聯網應用技術、高清視頻播放器的設計與實現等。這些系統的設計知識都是借助了樹莓派某一方面的特性，但是均沒有將樹莓派的實際用途發揮出來。雖然這樣，但是短短幾年的時間全球已經售出幾百萬個樹莓派，且樹莓派被廣泛地運用到了我們的教育教學、工控、機器人、物聯網、智能家居等多個領域。但是，樹莓派在我國教育教學中的應用還是處于初級階段，應用的范圍不是特別的廣泛。

三、樹莓派在中職計算機類課程教學中的優勢

（一）提高學生的實踐動手能力

在傳統中職計算機教學中，學生在開展程序設計類課程實踐操作時，教師普遍只是引導學生根據計算機上相應的編程軟件，將書本上現有的程序輸入并運行。當然，部分教師也會為學生提供一些相應的程序，在此基礎上引導學生根據自己所提出的要求，運用所學知識編程代碼輸入、運行、修改。這樣單一的教學使學生很容易產生倦怠感。換言之，這樣的實踐過程，學生只能進行簡單的代碼書寫，無法將這些代碼和生活相結合。但是，樹莓派的出現不僅可以促使學生在實際操作中充分地利用自己的想象力，還能借助樹莓派的元器件編制出自己想象的東西。

（二）提升學生的內心滿足

基于樹莓派的程序設計課程，學生不僅能以樹莓派為中心，還可以在此之上添加多種傳感器以及其他元器件，從而形成多姿多彩的實踐成果。這樣的成果，學生不僅可以看得著、用得著，還可以借助這樣的實踐活動獲得內心的滿足感，從而激發他們學習計算機的興趣，為他們今后的計算機學習奠定扎實的基礎。

（三）培養學生的創新精神

中職計算機教師在開展樹莓派編程設計環節中，除了可以為學生講解現實課堂內容，還可以培養他們的創造能力。在完成課堂內容后，學生可以根據教師講解的內容將自己的內心想法與之相結合，充分發揮學生的創新能力。具體而言，學生只要敢想，就可以在樹莓派的基礎上添加自己的創意，完善自己的作品，不斷發散他們的思維，激發他們的創新精神。

四、基于樹莓派在中職計算機教學中的運用——以Python為例

（一）小組合作學習

小組合作學習顧名思義就是教師在教學過程中，將學生按照學習能力、性格、性別、課堂綜合表現等，將他們分成幾個不同的學習小組，在此基礎上為各小組學生布置相應的學習任務，引導其在組內共同完成同一個任務。鑒于此，中職計算機教師在開展實踐教學時，可以將小組合作學習與教學內容相結合，借助小組合作學習培養學生的團結協作精神。

例如在教學《網上交流》一課時，為了讓班級學生可以了解交流方式的變化，懂得常見交流的方式及其特點，并可以通過在線交流，感受網絡交流的快捷，在教學前，我先是將學生按照“組內異質，組間同質”的原則，將學生分成幾個不同的學習小組，在此基礎上為學生導入了這樣的一個引子，如：“同學們，我們生活在一個信息時代，每天都會有各種新的事物出現。你們知道古人是如何傳遞信息的嗎？現在我們傳遞信息的方式有哪些呢？”

隨著我問題的提出，學生迅速被我提出的問題激起了共鳴，他們迅速開始在組內探討，在巡視各組學生探討過程中，我聽到F組的申某在組內對陳某和杜某說：“大家都說說吧?！盕組的申某是一名可以調動課堂氛圍的男生，陳某是一名內向的女生，平時在課堂上很少發言，杜某是一名有著扎實計算機基礎的男生。

陳某和杜某在聽到申某的提問后說：“古人傳遞信息的方式有‘烽火‘長跑等?！?/p>

申某在聽到他們的回答后說：“古人傳遞信息的方式有‘漂流瓶‘信鴿等?！?/p>

此時，我有聽到Y組的孫某對組員說：“現在我們傳遞信息的方式有信件、網絡?！?/p>

Y組的孫某剛回答完，他組內的王某說：“還有報刊、電話?！?/p>

在聽到各組學生七嘴八舌地回答后，我適當地將自己融入他們其中，并說：“Y組的付某回答得非常棒。今天我們要學習的內容即‘網絡交流，那么大家知道網絡語言是如何交流的嗎？”接著，我引導各組學生借助樹莓派在組內安裝一個安卓Python。

在巡視各組學生操作過程中，我看到F組的申某在組內對杜某說：“你計算機基礎比較扎實，你說我們應該如何借助樹莓派安裝一個安卓Python呢？”

杜某說：“我們應該先打開樹莓派系統說明窗口?！?/p>

杜某說完這句話后對申某和陳某說：“你們同意我的說法嗎？”

申某說：“同意，那我們接下來是不是要輸入該系統的賬號密碼？”

陳某說：“不錯，在打開樹莓派系統后，就會出現一個輸入密碼的提示?！?/p>

杜某在聽到陳某和申某的回答后，動手操作，在完成這一系列指令后，他們在命令行中輸入了安卓Python。此時，班級中的其他組學生也完成了我布置的任務。由此，我們不難看出這樣的教學，除了可以激發學生的合作探究精神，還可以調動他們計算機學習的積極性，從而取得顯著的教學成果。

（二）創設問題情境

問題情況顧名思義就是指教師在教學中，根據學生的實際學習情況，選取合適的教學內容，有目的、有意識地向學生提出問題，引導他們思考。鑒于此，中職計算機教師在開展教學過程中，可以根據學生的實際學習情況，選取適合他們的教學內容，在此基礎上向他們提出問題，促使他們可以積極、主動地參與到計算機學習中。

例如在教學樹莓派安裝安卓系統6.0時，我先是向學生提出問題，如：

（1）“樹莓派安裝安卓系統6.0需要準備什么工具和原料？”

（2）“樹莓派安裝安卓系統6.0的方法和步驟有哪些？”

隨著我問題的提出，張某積極地站起來說：“老師，樹莓派按照安卓7.0需要樹莓派3一臺、8G以上高速SD卡一張、讀卡器一個、無線鼠標一個、Android 6.0鏡像?！贝藭r，劉某踴躍地站起來說：“樹莓派安裝安卓系統6.0的方法和步驟是：首先，需要我們將樹莓派鏡像下載下來，用命令bzip 2解壓生成樹莓派鏡像軟件;其次，將SD卡接入電腦，查看接入時的設備名稱，之后使用dd命令將其寫入/dev/sdc中，寫成后，卸掉SD卡，完成鏡像寫入工作;再次，需要我們將樹莓派3用HDMI線與顯示器連接，插入鍵盤、鼠標無線接收器;最后，需要我們在此基礎上將刻好的SD卡插入樹莓派3卡槽，接通電源線，開始系統運行?！?/p>

通過這樣的學習，學生除了懂得了樹莓派安裝安卓系統6.0的方法，還可以活躍他們的大腦，促使其可以全身心地參與到計算機學習中。

總之，中職計算機教師在實踐教學中，借助樹莓派作為課堂教學的基礎工具，不僅可以為學生的計算機學習提供廣闊的動作操作空間，還可以促使他們以更加積極的態度參與到學習中，從而將學生的主體作用充分地發揮出來。此外，教師通過在計算機教學中使用樹莓派python編程，除了促使學生可以更加清晰地理解與計算機程序設計相關的知識，還可以幫助學生更加清晰地了解樹莓派python編程，從而提高他們的自主學習和自我教育能力，推動其協作學習意識，為我國培養出更多的計算機優秀人才。

參考文獻：

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◎編輯 馬燕萍