《Python程序设计基础》教学大纲

《Python程序设计基础》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：21150261课程性质：专业选修课学分：2学分学时：32学时（理论32学时）先修课程：高等数学、线性代数等后续课程：毕业设计适用专业：电缆工程开课单位：电缆工程学院一、课程说明《Python程序设计基础》是电缆工程专业学生的一门专业选修课。本课程主要学习Python语言的语法知识、编程思想和Python程序的调试方法，为后续课程学习和将来工作打下一定的基础。本课程注重Python编程技能、面向对象程序设计和调试能力的培养，使学生能够综合运用所学知识，熟练掌握阅读和分析程序的方法和技巧，熟练掌握调试Python程序的方法；养成良好的程序设计风格，能够使用Python语言解决电缆工程领域实际应用问题，最终掌握发现问题、分析问题和解决问题的能力及自学新知识的能力。二、课程目标通过本课程的学习，使学生达到如下目标：课程目标1：掌握Python的特点、环境安装及应用、变量、数据类型、运算符和内置函数，掌握列表、元组、字典和字符串等序列结构的用法，熟练使用顺序、选择和循环结构。课程目标2：掌握函数的使用和文件及目录的操作，熟悉Python语言中的异常处理结构，理解面向对象编程思想，能够根据实际问题进行面向对象程序设计。课程目标3：培养学生的编程思维、程序设计能力和创新能力，能够使用Python语言进行电缆工程领域实际应用系统的开发。培养良好的职业规范及工程素养；追求精益、勇于创新的工匠精神；善于学习、积极探索的创新意识；团队协作、终身学习精神。三、课程目标与毕业要求《Python程序设计基础》课程教学目标对电缆工程专业毕业要求的支撑见表1。表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支撑强度3.设计/开发解决方案3.3能够在设计开发环节中体现创新意识，并考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。课程目标1：掌握Python语言中的变量、数据类型、运算符和内置函数，熟练使用选择语句和循环语句，掌握列表、元组、字典和字符串等序列结构的用法。课程目标2：掌握函数的使用和文件及目录的操作，熟悉Python语言中的异常处理结构，理解面向对象编程思想，能够根据实际问题进行面向对象程序设计。M5.使用现代工具5.2能够选择和使用恰当的仪器、信息资源，工程工具和专业模拟软件等，用于电缆工程领域复杂工程问题的分析、计算与设计。课程目标3：培养学生的编程思维、程序设计能力和创新能力，能够使用Python语言对机械电子产品对象建立模拟及预测模型。M注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。四、教学内容、基本要求与学时分配教学内容、基本要求与学时分配见表2。表2教学内容、基本要求与学时分配教学内容教学要求，教学重点难点理论学时对应的课程目标1Python概述1.1Python的发展历程1.2Python的特点1.3Python的应用领域1.4Python开发环境的安装与使用1.5第一个Python程序教学要求：（1）了解Python的发展历程；（2）理解Python语言的特点；（3）掌握Python开发环境IDLE的安装与使用。重点：Python语言的特点；开发环境IDLE的安装与使用。难点：开发环境IDLE的安装与使用。21、32程序设计基础2.1程序基本结构2.2输入和输出2.3常量2.4变量2.5字符串2.6基本运算2.7常用系统函数教学要求：（1）掌握程序的基本结构；（2）掌握输入输出的应用；（3）理解和应用Python中的常量和变量；（4）掌握字符串的概念及相关操作。重点：Python程序的基本结构；Python中的常量和变量；字符串的相关操作。难点：字符串的相关操作。41、33序列结构3.1列表3.2元组3.3字典3.4集合教学要求：（1）掌握列表的基本操作和常用方法；（2）掌握元组的基本操作和常用方法；（3）理解元组与列表的区别；（4）掌握字典的基本操作和常用方法；（5）掌握集合对象的创建与删除。重点：列表对象的创建与删除；列表元素的访问；列表的常用方法；元组对象的创建与删除；字典对象的创建与删除，字典元素的访问；集合对象的创建与删除。难点:元组与列表的区别。41、34.顺序结构程序设计4.1Python程序的编码规范4.2赋值语句4.3数据的输入输出4.4顺序结构程序举例教学要求：（1）掌握Python程序中的缩进、注释和语句分行等代码规范；（2）掌握简单赋值和复合赋值的应用；（3）掌握数据的标准输入输出和格式化输入输出；（4）掌握顺序结构程序设计。重点：Python程序中的缩进、注释和语句分行等代码规范；简单赋值和复合赋值的应用；标准输入输出和格式化输入输出；顺序结构程序设计。难点：格式化输入输出。21、35.选择结构程序设计5.1条件表达式5.2条件运算符5.3选择结构的实现5.4选择结构程序举例教学要求：（1）掌握比较运算符、逻辑运算符、成员运算符、身份运算符和内置测试函数等的使用；（2）掌握条件运算符的应用；（3）熟练掌握if语句、if-else语句和if-elif-else语句的应用；（4）掌握选择结构程序设计。重点：比较运算符、逻辑运算符、成员运算符、身份运算符和内置测试函数等的使用；简单赋值和复合赋值的应用；条件运算符的应用；if语句、if-else语句和if-elif-else语句的应有；选择结构程序设计。难点：选择结构的嵌套。41、36.循环结构程序设计6.1While循环6.2for循环6.3循环控制语句6.4循环的嵌套6.5循环结构程序设计举例教学要求：（1）熟练掌握while循环语句、for循环语句的用法；（2）理解break与continue语句的区别；（3）熟练使用两重循环解决简单问题。重点：while循环语句；for循环语句；break与continue语句的作用。难点：break与continue语句的区别；循环的嵌套。41、37.函数7.1什么是函数7.2函数的定义和调用7.3函数的参数7.4函数的返回值7.5函数的类型7.6函数的嵌套调用7.7变量的作用域7.8递归函数和匿名函数7.9日期时间函数7.10随机函数教学要求：（1）掌握函数的定义和递归调用；（2）理解形参和实参的概念、参数的传递和参数的类型；（3）掌握函数的返回值和函数的类型；（4）理解函数的嵌套调用；（5）理解局部变量与全局变量的作用域；（6）掌握递归函数、匿名函数的应用；（7）掌握日期时间函数、随机函数的应用。重点：函数的定义和递归调用；参数的传递，位置参数、默认值参数、关键参数和长度可变参数的用法；函数的返回值和函数的类型；局部变量与全局变量的作用域；函数的嵌套调用。难点:函数的嵌套定义和递归调用。42、38.面向对象编程8.1面向对象程序设计基础8.2类的定义和实例化8.3数据成员与成员方法8.4属性8.5继承8.6多态8.7特殊方法和运算符重载教学要求：（1）理解面向对象程序设计的概念；（2）熟练掌握类的定义和对象的创建及使用；（2）掌握定义私有成员与公有成员的方法；（3）掌握类变量、实例变量、实例方法、静态方法和类方法的定义；（4）理解掌握类的继承、多态和__init__()构造方法的实现。重点:类的定义，对象的创建和使用；私有成员与公有成员；类变量与实例变量；实例方法、类方法和静态方法；继承与多态。难点:self参数，__init__()构造方法，静态方法和类方法，多态。42、39.文件9.1打开和关闭文件9.2读写文本文件9.3读写二进制文件9.4用文件存储Python对象教学要求：掌握文件的打开和关闭函数的应用；掌握文件的读、写、追加、二进制模式和文件对象的常用方法；（3）掌握文本文件的读写操作；（4）掌握二进制文件的读写操作；（5）熟悉用文件存储Python对象。重点:文件的打开和关闭函数的应用；文件的读、写、追加、二进制模式和文件对象的常用方法；文本文件的读写操作；二进制文件的读写操作。难点:文本文件、二进制文件的读写操作22、310.错误和异常处理10.1错误、异常的概念与表现形式；10.2常见错误异常；10.3处理异常；教学要求：（1）理解错误、异常的概念与常见的表现形式；（2）了解Python常见的错误异常；（3）掌握try、finally、和with等关键字的异常处理结构。重点：错误、异常的概念与常见的表现形式；Python常见的错误异常；try…except结构、try...except...else结构、带有多个except的try结构和try…except…finally结构。难点:try…except结构、try...except...else结构、带有多个except的try结构和try…except…finally结构。22、3合计32五、教学方法及手段本课程以课堂讲授为主，采用启发式、讨论式、互动式和案例教学等教学方法，促进学生积极思考，开发学生的潜能，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力。同时，提供大量线上资源，包括技前沿资源（论坛、微信公众号、网页等），充分利用多媒体和互联网资源，以线上自学为辅，线下教学为主，增强学生自学能力，培养学生科技前沿敏感度，帮助学生养成终身学习的习惯。优化教学手段，以实际工程项目为例，针对不同水平层次的学生开展“案例引导、层次递进”的教学，优化教学方法，转变以往教师为主的教学方式，对学生进行分组，开展引导式、讨论式等方式，逐渐转为以学生为主体的教与学，增强学生利用专业知识解决实际工程问题的能力，提高学生团队协作意识和能力。六、课程资源库1.推荐教材黄蔚.Python程序设计[M].北京：清华大学出版社,2020.2.参考书（1）曹少中等.Python编程基础与实践教程[M].北京：科学出版社,2021.（2）董付国.Python程序设计(第3版)[M].北京：清华大学出版社,2020.（3）唐大仕.Python程序设计[M].北京：电子工业出版社,2020.（4）王圆.Python程序设计[M].北京：清华大学出版社,2021.（5）林川,秦永彬.Python程序设计[M].北京：清华大学出版社,2021.3.期刊（1）办公自动化,中国仪器仪表学会办公自动化学会.（2）计算机教育,清华大学.（3）工业控制计算机,中国计算机学会.（4）电子技术与软件工程,中国电子学会.4.网络资源（1）Python官网:https://www.P．（2）伯乐开发网:http://P.（3）Python中文学习大本营:http://www.P.（4）Python教程:/wiki/1016959663602400．（5）Python程序设计:/course/BIT-268001．（6）博客园:/.（7）CSDN:/.七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由过程性考核成绩和期末考核成绩两部分构成，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表3。表3课程考核对课程目标的支撑考核环节占比考核/评价细则课程目标123过程性考核作业12（1）主要考核学生对各章节知识点的掌握程度及相关知识的自学程度，满分100分；（2）每次作业单独评分，取所有作业成绩的平均值作为此环节的最终成绩；（3）以最终成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√552课堂表现12（1）根据课堂出勤情况和课堂回答问题情况进行考核，满分100分；（2）以平时考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√552小组任务8（1）主要考核学生对各章节知识点综合应用能力、自学能力及创新能力，满分100分；（2）每次小组任务单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩；（3）以最终成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√332阶段测试8（1）主要阶段性考核学生对本阶段知识的掌握程度，满分100分；（2）每次测试单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩；（3）以阶段测试成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√332期末考核60（1）期末考核方式为大作业；（2）大作业成绩为100分，以大作业成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。主要考察学生用所学知识独立解决、创造性解决问题的能力，对学生的业务能力进行综合评估。考试题型为综合类型，针对特定的测量任务设计相应的Python程序方案。√√√202020合计：100分363628八、考核与成绩评定1.考核方式及成绩评定考核方式：本课程主要以作业、课堂表现、小组任务、阶段测试和大作业等方式对学生进行考核评价。考核基本要求：考核总成绩由期末考核成绩和过程性评价成绩组成。其中：期末考核成绩为100分（权重60%），考核形式为大作业；过程性评价成绩为100分（权重40%），通过作业、课堂表现、小组任务和阶段测试等方式来进行；过程性评价和期末考核分值分配应与教学大纲各章节的学时基本成比例。2.过程性考核成绩的标准过程性考核方式重点考核内容、评价标准、所占比重见表4。表4过程性考核方式评价标准考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60