Python程序设计教程（工作手册式） 教案 王瑶 情景一 揭秘Python程序设计之谜

Python程序设计工作手册式教材教案专业名称：课程名称：Python程序设计任课班级：教师姓名：所属院系：职称：课时：64使用教材：

情景一揭秘Python程序设计之谜教学课题IDLE的下载安装和使用序号1课时2教学手段多媒体、板书、实训室教学方法讲授法、演示法、案例法教学课型□理论□实训√一体化□（其它）教学目标能力目标：掌握下载和安装IDLE的方法，熟练掌握IDLE的命令（交互）模式和程序(脚本)模式，熟练应用IDLE来编写、运行Python程序。知识目标：认识Python语言、了解Python发展历史、特性和应用范围。素质目标：接受新知识、自主学习的能力。教学重点IDLE的使用教学难点Python程序的调试运行教学过程设计备注一、课程概述介绍教师个人信息、联系方式等；介绍Python程序设计课程在计算机应用技术专业中的地位；介绍Python技术的应用领域；介绍Python程序设计课程的考核等。二、教学内容1、Python语言的发展历史python是1989年圣诞节期间，由荷兰人GuidovanRossum（吉多.范罗苏姆）在阿姆斯特丹，Guido为了打发圣诞节的无趣，决心开发一个新的脚本解释程序，作为ABC语言的一种继承。之所以选中Python（大蟒蛇的意思）作为该编程语言的名字，是取自英国20世纪70年代首播的电视喜剧《蒙提.派森的飞行马戏团》（MontyPython'sFlyingCircus）。python2.0于2000.10.16日发布，增加现实完整的垃圾回收，并支持Unicode。2018年3月，该语言作者在邮件列表上宣布Python2.7将于2020年1月1日终止支持。Python3.0于2008.12.3日发布，此版不完全兼容之前的Python源代码。不过，很多新特性后来也被移植到旧的Python2.6/2.7版本。Python的特点易于学习：Python有相对较少的关键字，结构简单，和一个明确定义的语法，学习起来更加简单。易于阅读：Python代码定义的更清晰。易于维护：Python的成功在于它的源代码是相当容易维护的。一个广泛的标准库：Python的最大的优势之一是丰富的库，跨平台的，在UNIX，Windows和Macintosh兼容很好。互动模式：互动模式的支持，您可以从终端输入执行代码并获得结果的语言，互动的测试和调试代码片断。可移植：基于其开放源代码的特性，Python已经被移植（也就是使其工作）到许多平台。可扩展：如果你需要一段运行很快的关键代码，或者是想要编写一些不愿开放的算法，你可以使用C或C++完成那部分程序，然后从你的Python程序中调用。数据库：Python提供所有主要的商业数据库的接口。GUI编程：Python支持GUI可以创建和移植到许多系统调用。可嵌入:你可以将Python嵌入到C/C++程序，让你的程序的用户获得“脚本化”的能力。3、IDLE的下载在Windows平台下载IDLE的步骤打开浏览器，访问Python官网/，单击“Downloads”菜单下的“Windows”版本如果需要下载其它历史版本，可以直接进入Downloads按钮，选择符合本地计算机系统和位数的Python版本即可。点击Download

后边的链接就可以直接下载了。4、IDLE的安装双击下载的文件，此时会弹出一个Python安装向导的窗口。勾上“AddPython3.9toPATH”，然后单击“Customizeinstallation”按钮。默认选择，单击“Next”按钮。在弹出的窗口中可以修改安装路径。安装成功之后，会弹出安装成功的窗口。5、让同学们在计算机上把Python的下载与安装实践操作一遍。6、IDLE的使用IDLE（IntegratedDevelopmentandLearningEnvironment）官方标准集成开发环境，从官网下载Python并安装后，同时就安装了IDLE。安装完成后，使用组合键“Win+R”打开运行窗口，输入“cmd”，打开命令提示符窗口，在窗口中输入“python”或“py”，此时如出现下图所示的信息，则说明Python已经成功安装。当然，我们也可以使用开始按钮，找到Python3.9下的IDLE（Python3.964-bit）官方标准集成开发环境，到如下图所示。”>>>”提示符表示Python已经做好准备，等待你向它发布命令，让它干活。7、让同学们在计算机上把IDLE的命令（交互）模式和程序（脚本）模式都实践操作一遍，加深印象。三、总结通过本次任务的学习和实践，我们了解了Python语言的发展历史、特点和应用领域，能够独立完成IDLE的下载与安装任务，并且能够熟练地掌握和使用IDLE的命令（交互）模式和程序（脚本）模式来完成基本的操作。同时建议大家树立版权意识，通过官方网站下载正版软件，避免到陌生的网站和平台下载未经验证的软件。作业布置使用IDLE输出：“好好学习，天天向上！”教学反思教师总结本次课的知识点，重点强调Python语言的优点和应用领域，突出Python程序设计的重要性和应用性，从而提高同学们的学习兴趣。结合教学重点和难点，对所学知识进一步强化。情景一揭秘Python程序设计之谜主题输入与输出序号2课时2教学手段多媒体、板书、实训室教学方法讲授法、演示法、案例法教学课型□理论□实训√一体化□（其它）教学目标能力目标：在PyCharm集成开发环境中，编写程序实现用户信息的录入（包括用户名、密码、姓名、性别、年龄等），并将上述信息以格式化输出到控制台。知识目标：了解PyCharm的版本、功能和创建、运行Python程序的步骤。素质目标：接受新知识、自主学习的能力。教学重点使用PyCharm开发环境编写Python程序教学难点Python程序的调试运行教学过程设计备注一、复习上一节上课内容并引出本节上课内容Python语言的发展历史，Python的下载与安装，IDLE的使用；同学们上节课已经掌握了Python自带IDLE的两种应用模式，大家觉得如果使用这两种模式中的一种来开发一个应用程序，方便吗？有没有困难？显而易见，Python自带IDLE应用到真实的开发案例中就有些功能不足、捉襟见肘了。大致原因有：界面不友好、没有代码提示功能、自带的数据包很少等。论语有云：“工欲善其事,必先利其器”，本次课我们一起来学习让Python开发事半功倍的PyCharm。二、教学内容1、PyCharm的介绍PyCharm是一种PythonIDE，带有一整套可以帮助用户在使用Python语言开发时提高其效率的工具，比如调试、语法高亮、Project管理、代码跳转、智能提示、自动完成、单元测试、版本控制等。此外，该IDE提供了一些高级功能，以用于支持Django框架下的专业Web开发。PyCharm是由JetBrains打造的一款PythonIDE，同时支持GoogleAppEngine，PyCharm支持IronPython。这些功能在先进代码分析程序的支持下，使PyCharm成为Python专业开发人员和刚起步人员使用的有力工具。PyCharm分为专业版（Professional）和社区版（Community），这两种版本的区别是：专业版：功能全，适合专业开发人员，需要收费。社区版：部分功能，适合学生、教育者，免费。相比专业版，社区版缺少专业版中的Web开发，PythonWeb框架，Python的探查，远程开发等功能。2、PyCharm的下载打开PyCharm官网（/pycharm），单击“Download”。选择”Community”社区版，单击“Download”下载即可。3、PyCharm的安装下载完成后，双击安装包进行安装，单击“Next”按钮；单击"Browse…修改安装路径，建议不要使用中文字符，单击“Next”按钮。根据自己的实际情况勾选相应选项，单击“Next”开始安装；稍等片刻，出现安装成功提示，单击“Finish”，重启电脑完成安装。4、创建PyCharm项目第一步：双击桌面“PyCharmCommunityEdition2021.2”启动程序；勾选同意后单击“Continue”，单击“NewProject”按钮创建新项目。第二步：设置“NewProject”相应选项。第三步：在新建好项目上单击右键，创建Python文件。第四步：编写Python文件，在代码编辑区单击右键选择“Runcqcvc”或“Ctrl+F5”键，运行该文件。5、输入不同的数据类型input函数默认接收到的数据为都为字符串类型。如果需要输入不同的数据类型，那么就要做一个工作，将用户录入的字符串类型转为整型即可。6、输出转义字符中的特殊字符转义字符功能转义字符功能\n换行符，光标位置移到下一行开头\r回车符，将光标位置移到本行开头。\r后面的内容移到字符串开头，并逐一替换开头部分字符，直至将后面的内容完全替换\t水平制表符，即Tab键，一般相当于四个空格\b退格（Backspace）\’输出单引号\”输出双引号\续行符（在行尾时）\\输出反斜线符号Python支持格式化字符串的输出，%运算符通常被称为字符串取模运算符，可用于字符串格式化，最基本的用法是将一个值插入到一个有字符串格式符%x的字符串中。在字符串中把需要输出的变量值用{}来代替，然后用format()来修改使之成为想要的字符串，默认情况下按照从左往右的顺序自动进行替换；但也可以在大括号中写入序号让替换的值根据位置而改变；同时还可以使用关键字来实现一一对应的赋值替换，其中数字的精度通过在大括号前加冒号，格式为{:.xf}如果x为整数则没有意义。7、让同学们在计算机上把PyCharm的下载安装与使用实践操作一遍，老师对同学们的操作进行指导和答疑。三、总结通过本次任务的学习和实践，掌握了PyCharm的下载安装与使用、输入与输出函数的使用方法。并且能够熟练地使用输入函数完成信息的录入以及数据类型的转换、使用输出函数进行格式化输出。同时理解在程序编写过程中代码规范的目的和意义，不仅仅可以增加程序的可读性和可维护性，更重要的是可以促进团队合作、降低维护成本、有助于程序员自身的成长。作业布置使用PyCharm输出：“书山有路勤为径，学海无涯苦作舟”教学反思教师指出学生实践中可能出错和已经出错的地方，结合教学重点和难点，对所学知识进一步强化。情景一揭秘Python程序设计之谜主题第三方库的安装序号3课时2教学手段多媒体、板书、实训室教学方法讲授法、演示法、案例法教学课型□理论□实训√一体化□（其它）教学目标能力目标：掌握两种安装第三方库的方法。知识目标：了解标准库与第三方库的区别、常用的第三方库名和功能。素质目标：接受新知识、自主学习的能力。教学重点第三方库的安装教学难点常用的第三方库名和功能教学过程设计备注一、复习上一节上课内容并引出本节上课内容我们使用Python来编写程序完成特定的功能，如果所有功能都重新开发的话，势必会延长开发的周期，增加开发的成本。其中Python的特点之一就是因为其本身具有丰富而且强大的库的第三方库，从而使编程效率大大提高。我们只需要完成第三方库的安装，再导入后调用，即可实现具体功能。二、教学内容1、第三方库简介Python有两个库，分别是标准库与第三方库。标准库是随着Python安装的时候默认自带的库；而第三方库则需要下载后安装到python的安装目录下。强大的标准库奠定了python发展的基石，丰富和不断扩展的第三方库是python壮大的保证。可以说不断丰富并完善的Python库才是Python真正的魅力所在。我们可以把第三方库理解为一个黑匣子，它将编程过程中需要实现的功能进行归类，再对某一类功能进行开发后封装，以第三方库的形式表现出来。使用者不用关心它的内部逻辑和实现过程，只需要去寻找、掌握什么样的库可以帮助我们实现具体的功能，然后根据库的使用方法直接导入对应第三方库后再调用即可，常用的第三方库名和功能如下表所示。库名功能库名功能NumPy数据分析和计算基础库Flask轻量级Web开发框架Matplotlib二维数据可视化WeRoBot微信机器人开发框架PIL图像处理SymPy数学符号计算工具Scikit-Learn机器学习和数据挖掘Pandas高效数据分析和计算RequestsHTTP协议访问及网络爬虫Networkx复杂网络和图结构的建模和分析Jieba中文分词PyQt5基于Qt的专业级GUI开发框架BeautifulSoupHTML和XML解析器PyOpenGL多平台OpenGL开发接口WheelPython第三方库文件打包工具docoptPython命令行解析PyInstaller打包Python源文件为可执行文件PyGame简单小游戏开发框架DjangoPython最流行的Web开发框架Flask轻量级Web开发框架2、通过PyCharm安装第三方库双击桌面“PyCharmCommunityEdition”快捷方式打开项目，单击“File”——“Settings”，在打开的对话框中单击“Project：xx”左边的小箭头符号(xx是新建的项目名称)——再单击“PythonInterpreter”。此时可以看到已经安装成功的第三方库以及版本。安装第三方库单击对话框右侧的“+”号，在弹出的“AvailablePackages”对话框中，左上方搜索栏中（放大镜后）输入你要安装的第三方库名（这里我们以安装numpy为例），PyCharm会自动搜索输入的库名，此时左侧显示与该库名类似的第三方库；右上方显示当前库的信息和版本号、右下方可以选中复选框选择你需要下载的版本（如果不勾选则默认为最新版本）如图1-27所示，最后单击“InstallPackage”开始自动安装，具体安装时间同第三方库的大小和网络速度有关。安装结束后，返回“Settings”，会看到新安装的第三方库和安成功提示信息。3、通过pip命令安装第三方库首先使用组合键“Win+R”打开运行窗口，输入“cmd”，打开命令提示符窗口，在窗口中输入“piplist”查看已安装的包，如果出现了WARNING提示，说明pip版本需要更新，只需要将提示信息后的更新命令复制后粘贴到提示后，回车确认即可完成更新。将pip更新以后，使用“pipinstall第三方库的名”就可以自动下载并安装第三方库了。如果在命令行末尾看到有“Successfullyinstalled”信息即安装成功，操作过程如图1-30所示。最后使用“piplist”命令进行安装验证如下图所示，如果想要卸载已经安装过的第三方库使用“pipuninstall库名”即可卸载。4、注意事项1.某些第三方库之间是有依赖关系的，可以使用“pipshow库名称”进行查看；2.使用pip命令安装第三方库，有时速度较慢，可以在“pipinstall第三方库名”后加一个“-i”参数，后面可以指定国内的一个镜像源，用这个方法可以更加快速的安装好第三方库。（pipinstallnumpy-i/simple）三、总结通过本次任务的学习和实践，我们了解了第三方库重要的意义、常用第三方库的名称和功能、Python官方第三方库的地址和国内镜像链接，掌握了安装第三方库的三种方法：能够独立通过PyCharm、pip命令和下载whl文件到本地离线安装第三方库，同时还掌握了第三方库的查询、更新和卸载的方法。强大的标准库奠定了python发展的基石，而不断丰富和扩展的第三方库则是python的魅力所在，目前第三方库已有几十万种，很多第三方库不仅功能强大而且还十分健壮，值得我们借鉴和学习。这正如牛顿所说：“如果说我比别人看得更远些，那是因为我站在了巨人的肩上”。作业布置安装第三方库Python-docx、xlrd、xlwt和Python-pptx教学反思情景一揭秘Python程序设计之谜主题人机交互序号4课时2教学手段多媒体、板书、实训室教学方法讲授法、演示法、案例法教学课型□理论□实训√一体化□（其它）教学目标能力目标：能够根据需要划出流程图，并且输入用户信息后能够格式化输出。知识目标：了解IPO程序设计模式、常用流程图符号以及代码注释的两种形式。素质目标：接受新知识、自主学习的能力。教学重点根据要求绘制流程图，并完成四则运算教学难点格式化输出教学过程设计备注一、复习上一节上课内容并引出本节上课内容人机交互技术（Human-ComputerInteractionTechniques）是指通过计算机输入、输出设备，以有效的方式实现人与计算机对话的技术。人机交互技术包括机器通过输出或显示设备给人提供大量有关信息及提示请示等，人通过输入设备给机器输入有关信息，回答问题及提示请示等。人机交互技术是计算机用户界面设计中的重要内容之一。本次任务需要完成两个综合练习，一是输入数字后进行四则运算（画出流程图）、二是输入用户信息后格式化输出（增加注释）。二、教学内容1、IPO程序设计模式程序设计的关键是对问题进行分析和处理，需要弄清楚问题的输入数据是什么？需要得到什么结果？重点是如何根据输入数据获得输出结果，也就是如何对输入数据进行处理，获得最终结果，这个处理数据的过程，称之为算法。通常将程序设计分为三个步骤：即输入数据、处理过程（算法）、输出结果，称之为IPO程序设计模式。I：（Input）输入数据，用到的标准输入设备，就是鼠标和键盘；P：（Process）处理过程（算法），指中央处理器对储存在内存中的数据进行处理；O：（Output）输出结果，通常用到的标准输出设备，就是显示器。比如，用户在键盘上输入任意两个数字，经过求和运算，最后把结果输出到屏蔽上，就是一个IPO程序设计模式。2、Python流程图符号流程图是一种用于表示算法或代码流程的框图组合，它以不同类型的框代表不同种类的程序步骤，每两个步骤之间以箭头连接起来。在程序开发中使用流程图，有助于规划高效的程序结构、便于他人交流同时也是撰写指导文档不可缺少的内容。Python常用流程图符号如下图所示。3、代码注释代码的注释是程序设计中不可缺少的，良好的注释可以增加程序的可读性，也方便程序员后期对代码进行维护。Python代码的注释有两种形式，一种是单行注释，一种是多行注释，首先我们来看一下单行注释。(1) 单行注释：以“#”开始，表示本行是注释行，也就是“#”之后的内容是注释信息，当程序执行时，这部分内容会被忽略。代码如下所示：#用户输入成绩score=float(input(“请输入成绩:”))在Pycharm中，可以使用快捷键批量添加单行注释，直接选中要添加注释的语句，使用组合键“Ctrl+/”即可批量注释多行。但是如果使用Python官方集成开发环境，要批量添加多行注释的话，就要使用第二种注释方法：三引号。(2) 多行注释：用三个单引号“’’’”或者是三个双引号“"""”将注释的内容括起来。多行注释通常用来为Python文件、模块、类或者函数等添加版权、功能描述等信息，代码如下所示：'''这段程序的功能是：判断输入成绩是否大于等于60，是则输出及格。'''score=float(