Python程序设计-教案-单元一 认识Python

《Python程序设计》教案单元一认识Python教学内容搭建Python开发环境教学目标素质目标：增加学生对计算机的了解，让学生了解编程语言，培养学生对信息技术的兴趣,增强探索意识。培养学生耐心细致的良好习惯和规范意识。知识目标： 了解Python的产生与发展。了解Python特点和应用领域。掌握Python程序的开发流程。熟悉Python编码规范。 能力目标：能够搭建Python开发环境，并利用该环境编写和运行简单的Python程序。具有使用PyCharm编写和运行Python程序的能力。教学重难点教学重点：Python特点、Python工具、Python应用领域、Python开发环境的搭建教学难点：Python开发环境的搭建教学方法案例分析法、问答法、讨论法、讲授法、实训法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材教学设计教学过程主要教学内容及步骤设计意图课前任务【教师】布置课前任务，和学生负责人取得联系，让其提醒同学通过学习软件，完成课前任务请大家先对Python语言进行一下大致的了解，预习本任务相关内容。通过课前任务，使学生了解所学课程的重要性，增加学生的学习兴趣考勤

（2min）【教师】清点上课人数，记录好考勤【学生】班干部交假条培养学生的组织纪律性，掌握学生的出勤情况新课预热

（10min）【教师】自我介绍，与学生简单互动等【学生】聆听、互动【教师】通过微课视频形式介绍Python语言的应用领域Python是一门简单易学、跨平台、可扩展的高级编程语言，它在Web开发、网络爬虫、人工智能、数据分析、自动化运维、游戏开发、办公自动化等多个领域应用广泛。在TIOBE编程语言排行榜上，Python的排名逐年上升，与Java、C、C++一起成为全球四大流行语言。因此，学习Python是非常有必要的。【学生】聆听、记录、理解通过老师与学生的互动，并让学生了解这门课的知识点大致要求问题导入（8min）【教师】提出以下问题：我们都学过了C语言，请大家回忆一下，学习C语言的时候都需要注意什么？【学生】思考、分组讨论、每组推荐一人回答【教师】通过学生的回答引入要讲的知识通过类比，让学生掌握学习编程软件的要点，激发学生的学习热情传授新知

（30min）一、Python的产生与发展【教师】讲解Python的产生与发展Python的创始人为荷兰人吉多·范罗苏姆(GuidovanRossum)。1989年圣诞节期间，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)。1991年，第一个Python编译器(同时也是解释器)诞生。它是用C语言实现的，并能够调用C语言的库文件(.so文件)。从一出生，Python已经具有了：类(class)，函数(function)，异常处理(exception)，包括表(list)和词典(dictionary)在内的核心数据类型，以及模块(module)为基础的拓展系统。最初的Python完全由Guido本人开发。Python得到Guido同事的欢迎。他们迅速的反馈使用意见，并参与到Python的改进。Guido和一些同事构成Python的核心团队。2000年10月，Python2.0版本由BeOpenPythonLabs团队发布，加入了内存回收机制，奠定了Python语言框架的基础。2008年12月，Python3.0版本在一个意想不到的情况下发布了，对语言进行了彻底的修改，此版本没有完全兼容之前的Python2.0，Python也因此分为了Python3.5派系和Python2.7派系两大阵营。2011年1月，Python被TIOBE编程语言排行榜评为2010年度语言。2014年11月，发布消息称Python2.7将在2020年停止支持并且不再发布2.8版本。2018年7月，Python在TIOBE编程语言排行榜升至第四名。2022年8月，Python在TIOBE编程语言排行榜升至第一名。【学生】聆听、记录、了解二、Python的特点【教师】讲解Python的特点Python的优点：1.简单2.易学3.免费、开源4.高层语言5.解释型语言6.可移植性7.可扩展性8.面向对象9.拥有丰富的库10.规范的代码11.高级动态编程Python的缺点：1.运行速度慢2.加密难3.缩进规则严格4.多线程灾难能。【学生】聆听、记录、理解【教师】布置题目下列选项中，不属于Python语言特点的是（）。A．开源B．面向过程C．可移植性D．丰富的库（2）以下关于Python技术特点中，描述错误的是（）。A．与其他大多数编程语言相比，Python更简洁B．Python可以调用C语言编写的代码C．Python语言是解释性语言，因此执行速度比编译性语言要慢D．Python主要用于底层开发【学生】完成题目【教师】随机点名回答三、Python的应用领域【教师】讲解Python的应用领域Python支持广泛的应用程序开发，包括文字处理、Web应用和游戏等。从国内的百度、阿里、腾讯，到国外的Google、NASA、YouTube、Facebook，Python的企业需求逐渐上升，各公司都在大规模使用Python完成各种开发任务。1.桌面GUI软件开发2.网络应用开发3.2D/3D图形处理,游戏开发4.文档处理和科学计算5.Web应用开发6.网络爬虫7.操作系统管理、服务器运维的自动化脚本8.人工智能。【学生】聆听、记录、理解四、Python的开发工具【教师】介绍Python的开发工具Python开发工具根据其用途不同可分为两种，一种是Python代码编辑器，一种是Python集成开发环境（integrateddevelopmentenvironment，IDE），使用IDE可以极大地提高Python开发人员的编程效率。IDLE是Python自带的IDE，具备基本的IDE的功能。安装Python的同时会自动安装IDLE，它包含交互式和文本式两种模式。PyCharm是一款非常优秀的PythonIDE，它带有一整套可以帮助用户在使用Python开发时提高效率的工具，如Project管理、调试、语法高亮、代码跳转、智能提示、自动完成、单元测试、版本控制等。VisualStudioCode（简称VSCode）是微软开发的免费代码编辑器，兼容Linux、MacOSX和Windows平台，通过安装Python插件，VSCode可以变身为一款轻量级的PythonIDE，且可自动识别Python安装和库。具有代码高亮、自动补全、debug、调试、单元测试等丰富的功能。【教师】强调以下问题集成开发环境是用于提供程序开发环境的应用程序，一般包括代码编辑器、编译器、调试器和图形用户界面等工具，集成了代码编写功能、分析功能、编译功能、调试功能等。【学生】聆听、记录、理解通过播放微课视频和ppt介绍，使学生了解Python中的产生与发展通过ppt介绍，使学生了解Python的特点通过课堂练习，使学生及时掌握和检测掌握知识点的程度，并通过提问提高学生的注意力通过小案例，使学生了解Python的应用领域，并使学生了解python的就业方向，激发学生的积极性通过开发工具演示，使学生初步了解Python常用的集成开发环境任务实施（20min）【教师】带领学生完成任务一✈【教师】提出任务人类社会的重要组成部分之一是语言，它不仅是一种交流方式，也是人们表达思想和情感的工具。计算机编程语言是一种特殊的语言，它可以把人类的思想转换成计算机可以理解的指令，从而实现人们和计算机之间进行有效沟通，因此，它的重要性不言而喻。本任务首先学习Python的产生与发展、应用领域和语言特点，然后带领大家搭建Python开发环境，学习Python的下载、安装，了解Python程序的开发工具。【学生】思考、讨论一、进行任务分析：下面共同在Windows中安装Python和PyCharm来搭建Python开发环境的方法，从而开始Python编程之旅。二、安装Python：1．安装步骤1：访问/downloads/windows/，在打开的下载页面中选择“StableReleases”→“Python3.11.0-Oct.24,2022”→“DownloadWindowsinstaller(64-bit)”选项。【教师】强调以下问题下载安装程序时，应根据操作系统类型（32位或64位操作系统）选择合适的版本进行下载。步骤2：双击下载好的python-3.11.0-amd64.exe文件，在打开的对话框中勾选“Addpython.exetoPATH”复选框（将安装路径添加到系统环境变量Path中），然后选择“Customizeinstallation”选项。【教师】强调以下问题如果安装时没有勾选“Addpython.exetoPATH”复选框，那么系统就无法自动完成环境变量的配置，读者须在安装完成后手动配置环境变量，将Python的安装路径添加到环境变量中。步骤3：在打开的对话框中选择Python提供的工具包，一般保持默认的全部选中，然后单击“Next”按钮。步骤4：在打开的对话框中单击“Browse”按钮选择安装目录，最后单击“Install”按钮。等待安装完之后，会弹出安装成功的窗口，单击“Close”按钮关闭对话框即可。2．验证打开命令提示符（cmd）窗口，执行“python”命令。如果出现类似教材中图1-8所示结果，说明Python安装成功。三、安装PyCharm：1．安装步骤1：在打开的下载页面中单击“Community”下的“Download”按钮，下载社区版。步骤2：双击下载好的PyCharm-community-2022.2.3.exe文件，根据安装提示进行操作。【教师】强调以下问题在“InstallationOptions”界面中应勾选所有复选钮。安装完成后，需要设置一些基本参数并转换成中文界面（即安装中文包）。2．设置步骤1：启动PyCharm，打开“PyCharmUserAgreement”对话框，勾选“IconfirmthatIhavereadandacceptthetermsofthisUserAgreement”复选框，然后单击“Continue”按钮。步骤2：打开“WelcometoPyCharm”对话框，在左侧选择“Customize”选项，在右侧“Colortheme”的下拉列表中选择“IntelliJLight”选项。步骤3：在界面左侧选择“Plugins”选项，在搜索框中输入“Chinese”，然后在下面列表中选择“Chinese（Simplified）LanguagePack/中文语言包”选项，单击“Install”按钮。步骤4：安装完成后，单击“RestartIDE”按钮，在打开的对话框中单击“Restart”按钮。步骤5：重启后，便可进入PyCharm中文界面。【学生】观看效果，思考通过任务实施环节，让学生将所学知识与实践相结合，培养学生的实操能力实操练习（15min）【教师】布置任务下载并安装Python集成开发环境按照要求完成任务【教师】巡堂辅导，及时解决学生遇到的问题；安排每组做得最快、最好的学生辅导其他学生进行操作，并解答其遇到的问题通过实操练习使学生巩固所学知识，并以学生为主体，针对学生接受能力的差异性，让优秀学生带动其他学生掌握知识课堂小结

（3min）【教师】简要总结本节课的要点本次课是Python的先导课，要求大家了解了解Python的产生和发展，掌握Python的特点及应用，并重点掌握Python开发环境的安装。【学生】总结回顾知识点总结知识点，巩固学生对Python中的产生与发展、特点、应用领域以及搭建Python开发环境相关知识的印象作业布置

（2min）【教师】布置课后作业（1）利用本节课所学知识点，在自己的电脑上安装Python开发环境；（2）预习任务二，熟悉PyCharm集成开发环境。【学生】完成课后任务通过课后作业复习巩固学到的知识，提高实际操作能力教学反思本次课讲授的主要是Python中的产生与发展、特点、应用领域以及搭建Python开发环境知识点，通过知识点的学习和实践，让学生对Python有个基本认识，学生对本次课的学习兴趣也很高，取得了不错的教学效果。教学内容开发第一个Python程序教学目标素质目标：增加学生对计算机的了解，让学生了解编程语言，培养学生对信息技术的兴趣,增强探索意识。培养学生耐心细致的良好习惯和规范意识。知识目标： 了解Python的产生与发展。了解Python特点和应用领域。掌握Python程序的开发流程。熟悉Python编码规范。 能力目标：能够搭建Python开发环境，并利用该环境编写和运行简单的Python程序。具有使用PyCharm编写和运行Python程序的能力。教学重难点教学重点：Python程序开发流程和编码规范、Python程序方法和PyCharm编写教学难点：编写Python程序教学方法案例分析法、问答法、讨论法、讲授法、实训法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材教学设计教学过程主要教学内容及步骤设计意图课前任务【教师】布置课前任务，提醒同学通过学习软件，完成课前任务请大家先对C语言中的开发流程和编写规范进行回顾，预习本任务相关内容。【学生】完成课前任务通过课前任务，使学生了解本次课知识点的重要性，增加学生的学习兴趣考勤

（2min）【教师】清点上课人数，记录好考勤【学生】班干部交假条培养学生的组织纪律性，掌握学生的出勤情况新课预热

（10min）【教师】与学生简单互动，复习回顾上次课的内容等【学生】聆听、互动通过老师与学生的互动，并让学生了解这节课的知识点大致要求问题导入（5min）【教师】提出以下问题：我们都学过了C语言，请大家思考一下，C语言程序开发流程是怎样的？【学生】思考、举手回答【教师】通过学生的回答引入要讲的知识通过问题导入的方法，引导学生主动思考，激发学生的学习兴趣传授新知

（30min）一、Python程序的开发流程【教师】讲解Python程序的开发流程Python程序的开发从确定任务到得到结果一般要经历以下几个步骤，如教材P图1-23所示。需求分析：对要解决的问题进行详细的分析，弄清楚问题的要求，包括需要输入什么数据，要得到什么结果，最后应输出什么等。算法设计：对要解决的问题设计出解决问题的方法和具体步骤。编写程序：按照Python语法规定，利用文本编辑器或集成开发环境编写Python程序，生成Python源文件（*.py）。运行程序：Python解释器解释并执行源文件，得到运行结果。编写程序说明书：如同正式的产品都有产品说明书一样，正式提供给用户使用的程序，也必须向用户提供程序说明书。【教师】强调以下问题运行程序后能得到运行结果并不能说明程序是正确的，还需要对运行结果进行分析，分析其是否合理。而且不能只看到某一次结果正确，就认为程序没有问题，需要多设计几组数据，检查程序对不同数据的运行情况。【学生】聆听、记录、理解二、Python的编码规范【教师】讲解Python的编码规范1．注释为了提高程序的可读性，源程序都应加上必要的注释。Python允许有多种注释方式，常用的包括单行注释和多行注释两种。1）单行注释：在所需注释的行前面加上英文#号，或者鼠标选中所需注释的行，使用快捷键“ctrl+/”进行操作。单行注释也可以放在一行中的其他内容的右侧，以“#”开始以后的内容为注释。例如：#程序开始print('helloPython')#这是单行注释2）多行注释：以三重引号（单引号或双引号）开始，同样以三重引号结束的多行注释。也可以按住鼠标左键，选中所需注释的全部行，按住“ctrl+/”快捷键。例如:'''print("HelloPython")print("HelloPython")print("HelloPython")'''print("Python多行注释符：三对单引号已成功注释")"""print("HelloPython")print("HelloPython")print("HelloPython")"""2.缩进Python最独特的一点就是依靠代码块的缩进来体现代码之间的逻辑关系。例如，对于选择结构来说，行尾的冒号以及下一行的缩进表示一个代码块的开始，而缩进结束则表示一个代码块的结束。在Python中最好使用4个空格进行悬挂式缩进，并且同一级别的代码块的缩进量必须相同。例如：x=10 #x赋值为10y=20 #y赋值为20ifx>y: #如果x大于yprint(x) #输出x的值else: #如果x小于等于yprint(y) #输出y的值【教师】强调以下问题在Python中使用缩进时不提倡使用“Tab”键，更不要“Tab”键和空格混用。3．语句换行Python建议每行代码的长度不要超过80个字符。对于过长的代码，建议进行换行。换行有两种方式：1）可以在行尾使用续行符“\”来表示下面紧接的一行仍属于当前语句。例如：test='https://www.python.'\'org/downloads/'\'windows/'上面的代码等价于下面的语句：test='/downloads/windows/'2）根据Python会将圆括号中的行隐式连接起来这个特点，可以使用圆括号包含多行内容。例如，上述语句又可用以下形式表示：test=('https://www.python.''org/downloads/''windows/')4.使用必要的空格与空行使用必要的空格与空行增强代码的可读性。一般来说，运算符两侧、函数参数之间、逗号后面建议使用空格进行分隔。而不同功能的代码块之间、不同的函数定义以及不同的类定义之间则建议增加一个空行以提高程序的可读性。【学生】聆听、记录、理解通过教师的讲解和演示，使学生了解Python程序开发流程、编码规范、使用PyCharm编写、Python程序方法任务实施（15min）【教师】带领学生完成任务二✈【教师】提出任务学在日常生活中，按照一定的程序和步骤，做好各项工作，有助于提高效率和工作质量。规范流程不仅可以帮助我们有效地完成日常工作，还可以让我们更好地理解事物之间的联系，从而更好地把握事物的发展规律。学习Python程序的开发流程和编码规范，可以使代码更优雅、清晰，提高代码的可读性，降低Python程序的维护难度。本任务将带领大家使用PyCharm开发第一个Python程序。【学生】思考、讨论一、进行任务分析：下面介绍使用PyCharm编写和运行第一个Python程序的方法。使用PyCharm编辑器编写Python程序可分为以下几个步骤：步骤一：运行PyCharm,选择NewProject,创建一个新的Python项目，名字为MyFirstProgram。在打开的“CreateProject”对话框，添加项目相关信息，如图1-24所示。Location表示该项目的保存路径，Baseinterpreter用来指定Python解释器的版本。在“Newenvironmentusing”下拉列表中选择默认的“Virtualenv”选项,在“Baseinterpreter”中选择Python安装目录下的python.exe，取消勾选“Createamain.pywelcomescript”复选框，然后单击“Create”按钮。【教师】小拓展Virtualenv是一个虚拟环境管理器，它可以创建多个虚拟环境，为不同项目提供独立的Python运行环境，以解决不同项目间多版本的冲突问题。在不继承全局安装包的情况下，在Virtualenv环境中安装所需包时，会自动安装到该虚拟环境下，不会对其他项目环境有任何影响。步骤二：右击项目，在菜单栏中选择New，再选择PythonFile，新建一个Python文件，如图1-25所示。步骤三：在弹出的对话框中输入主文件名为HelloPython，敲回车，就创建了一个扩展名为.py的Python程序文件(扩展名自动添加)。如图1-26所示。【教师】强调以下问题Python程序的源文件扩展名为“.py”。如果要在PyCharm的项目中导入已经编写好的源文件，可以将源文件放到项目文件夹根目录下，这样源文件可显示在项目中。步骤四：在新建的HelloPython.py文件里，输入以下代码，并在空白处右键