那门用Python讲授的程序设计课程能带给学生什么？

海洋饼干叔叔

发布于：2020年9月7日

Python

海洋饼干叔叔 @ 重庆大学

最近这几年，Python火上天了。历史上，即便是Python它菩提老祖C语言（Python解释器是用C语言写的），也从未那么火过，毕竟在C语言刚出来那个年代，计算机只有很有钱的人家（比尔盖茨他妈是IBM董事，社会活动家）才有，编程还是少数技术人员拥有的特殊技能。

Python火起来的最大原因是所谓人生苦短，我用Python。易学易用的特点使得编程不再是需要专业训练的特殊技能，下至高校教师，家里的小祖宗，上至家里管钱管厨房的领导，进行引力波探测的顶尖科学家，都可以使用Python来编程。什么？不信？我们选择一个特别的角度证明给你看：下面是各种牛掰语言的爹地合集，包括C++他爸Bjarne Stroustrup, Java之父James Gosling，PHP他爹Rasmus Lerdorf, Go语言之父Rob Pike，以及造就Python的伟大“河（去声）南“ 雷峰 - Guido van Rossum。猜猜这几张照片哪位是Python之父Guido van Rossum ?

languagefather

答案就是：头发最茂盛那位！

工业界为之疯狂，阿里https://edu.aliyun.com/course/505
微软https://www.bilibili.com/video/av69042526/
谷歌https://developers.google.com/edu/python/

都推出了自己的专属Python课程，急吼吼地想培训和吸引P8以上的有福报能加班的年轻人。好像不免费提供一点像样的Python课程，都不好意思说自己是负责任的国际大公司。

中国的教育界也疯了，先是浙江传出消息，管教育那帮人终于睡醒了，从高中课标里删除了老掉牙，没人用的Visual Basic, 用Python替代，顺带着把Excel, Access也踢出了课标，因为Excel, Access能干的活好像Python也能干。

然后，山东，上海，北京，重庆相继表示，我们也不能落后，除了往中学课标里加入Python内容外，还顺带把”先进的科学”直接送到“我们的祖国是花园”，小学六年级的《信息技术-Python入门》给大家感受一下。

看这架势，Python进入高考已是板上钉钉，以后的泱泱中华，要想再找出一个没学过编程的小朋友，真如大海捞针一般困难。

中小学都上了，大学自然也要上。无论是中国还是美国，Python正取代C/C++语言，成为大学最受欢迎的编程入门课程。大学里讲编程基础课的老师好像也松了一口气，终于不会因为C语言劝退诸多懵懵懂懂的小朋友了。要知道，C语言以”从入门到放弃“而闻名而世，特别当你选用早期的C语言书作为教材的时候。在那个年代，学习编程的大多是一些智商超群的人，所以彼时的作者高估了读者的智商，专门挑一些没什么大用处，然后又特别烧脑的断头路（比如i = i++ + ++i，i之前等于0，问之后等于几？），死路，带着萌新们一条道走到黑，，，成功降低了程序员市场的竞争烈度。这么说其实对当时的作者也不太公平，老先生的书，在当年已经算是很浅显的了，在向社会普及计算机及编程知识方面，功勋卓著。

所谓内行看门道，给大一，大二的小鲜肉们上菜，不能太马虎。上一门借Python之名的程序设计课程，显然不能只讲语法，那是舍本逐末之举。作者在某985大学教了15年编程（从C, C++一直教到Python），又同时在工业界当了15年程序员，还跨圈画了数年的电路图，还曾经对着三视图跟模具工程师、结构工程师讨论过公差配合，运动噪声消除，材料耐用性之类的“高深”问题，，，，，大着胆子，分享一下一家之言：

Python程序设计课应该带给学生什么？

1. 算法 - 用计算机解决问题的思维习惯

乔帮主（布斯）留下话：学习编程教你如何思考。孔夫子也说过，学而不思则罔。所以不管学生的层次（985，211，三本，专科，高职）如何，一定要在课程里带点算法以及使用算法解决问题的例子给他。包括但不限于下述示例，它们都是用Python写的，大部分都是带图，带动画的。（如果一直print, 老师学生都会疲倦）

assets

发现圆周率 - 使用投点方法，借助于均匀分布的随机数函数，重新估算圆周率

一对兔兔与函数的增长 - 讲述著名的斐波那契数列，以及函数的递归调用，嗯，再帮助学生回顾一下《高等数学》中无穷大的阶的不同在计算机里如何体现，我们把斐波那契数列与n², n³函数进行了作图比较，观察函数的增长速度

汉诺塔 - 递归求解的经典案例，古老的印度智慧

文本进度条 - 旧科技时代的回望

2. 语言 - 简单实用的语法

变量与数据类型、缩进、输入输出、条件分支、列表、名字绑定、循环、字典、函数抽象、文件的读写、高级的字符串处理这些都是必不可少的语言知识。但笔者认为，面向对象也是一种思维方式和设计哲学，不可或缺。所以，在程序设计课程里应该有面向对象的一席之地。

除此之外，异常处理、单元测试、类序列化、迭代器与生成器等则属于非必要的语法知识，其讲授可根据学生的层次，以及学习目标而定。

对于C/C++这类复杂的语言，即便是一个熟练的程序员，也大概只会使用到其中20%的特性，另外80%则几乎不用。对Python而言，情况好一些，在选择课程内容时，应该挑出那些实用的，常用的语法特性加以认真发挥，而对于那些生僻的，生僻且晦涩难懂的，不讨论为妙。

但是，对于那些重要的特性，比如range(), 比如切片语法，则一定要讨论清楚。作者相信：图比文字清楚，所以画很多的流程图来帮助解释数值列表与切片及其他关键的语法：

总之，语法的介绍要从实用出发，而不是“考试”出发，象 i++++ 这种类型的“劝退”语法，坚决不涉及。

3. 代码 - 优美的编程习惯示范

好的代码应该读起来跟散文一样优美。所以教材中给学生的示例代码大部分长这样：有行号，字体优美，匈牙利命名法则，连字体也精心选择的。

我们相信，学生会模仿老师的代码。老师的代码如果质量高，学生会潜移默化地学到优美，良好的编码风格和习惯。在书里面，我们还经常提及断言、单一职责原则、单元测试等简单的软件工程原则，希望在教授表面语法同时，顺便传递一点“内功”。

4. 实践 - 与专业相结合

我一个学新闻的，为什么要学编程？

我们法学院，开个毛线编程课！

我只想静静地做个医生，不行么？

隔壁数理学院，开编程课，为什么我们学土木的也要开？

这是非计算机专业的学生在学习编程时的常见抱怨。原因有二：

a. 课程内容与实践脱节，为教而教，为考试而学，学完就忘；

b. 课程里的案例与学生的专业没有关系，学生没有获得用编程方法解决本专业问题的体验。

为了解决这个问题，我们设计了很多示例，涉及数学、美术、文学、历史、信号处理、医学、经济学、游戏、科学计算、人工智能等众多学科门类和领域。众多不同专业的学习者，都可以在本书中找到与本专业相关的应用实例。放几个大家感受一下。这些示例，有难有易。事实上，考虑到部分示例的复杂性，我们并不指望大一年级的新生能够完全读懂，我们只是希望让明白，学好编程，对他的专业发展颇有助益。