《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：05147171课程性质：专业必修课学分：2学分学时：32学时（理论32学时，实验0学时）先修课程：高等数学、C语言、大学计算机基础等课程后续课程：测控数据采集与处理、课程设计、毕业设计适用专业：测控技术与仪器开课单位：电气工程与自动化学院一、课程说明《Python程序设计基础》是测控技术与仪器本科专业的专业必修课。本课程主要任务是讨论基于Python的程序设计相关理论与设计方法。通过本课程的学习，使学生全面了解Python技术历史、现状与发展趋势；系统掌握Python基本概念、编程思想以及程序设计技术，具备熟练的Python编程技能和面向对象软件设计技术思想；能够熟练地综合应用Python技术和面向对象的思想编写程序解决实际应用问题，提高程序设计水平和计算机应用能力；能胜任企业软件研发任务。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：能熟练应用Python的各个数据类型、程序结构、函数、模块、包等功能设计简单应用程序；能应用面向对象编程思想设计高内聚、低耦合的Python应用程序；能根据系统功能要求，利用Python开发上位机监控系统，解决工程实际问题。课程目标2：能够结合相关领域数据分析原理及方法，利用Python及相关模块，设计开发相应的服务端程序，实现复杂工程问题的数据分析及预测，并能解释产生该现象的原因。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》课程教学目标对测控技术与仪器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4.研究：能够基于科学原理并采用科学方法对复杂测控工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据，并通过信息综合得到合理有效的结论。4.2能够基于科学原理并采用科学方法对单一或复杂测控系统等选择研究路线、设计实验方案；课程目标1：能熟练应用Python的各个数据类型、程序结构、函数、模块、包等功能设计简单应用程序；能应用面向对象编程思想设计高内聚、低耦合的Python应用程序；能根据系统功能要求，利用Python开发上位机监控系统，解决工程实际问题。M5.使用现代工具：能够针对复杂测控工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，包括对复杂工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。5.3能够开发或选用现代工程工具对测控系统及其关键环节进行设计、模拟和仿真，对测控领域复杂工程问题进行预测和模拟，并理解其局限性。课程目标2：能够结合相关领域数据分析原理及方法，利用Python及相关模块，设计开发相应的服务端程序，实现复杂工程问题的数据分析及预测，并能解释产生该现象的原因。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。H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1.理论部分理论部分的教学内容、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实验学时对应的课程目标1.Python入门1.1Python简介1.2开发环境搭建1.3程序结构及编程规范1.4输入/输出函数教学要求：了解Python发展、特点、版本和应用等基础知识；熟悉开发环境建立、运行方式、程序结构和编码规范；掌握输入/输出函数使用方法。重点：Python开发环境搭建；程序结构和编程规范；输入和输出函数使用方法。难点：Python开发环境搭建；输入和输出函数使用方法。212.Python基础2.1数据类型2.2常量和变量2.3运算符和表达式2.4程序调试2.5典型案例教学要求：熟悉常用基本数据类型及其使用方法；掌握Python中常量和变量的本质、使用和存储机制等；掌握常用运算符使用方法；掌握在不同开发环境中调试程序的方法和步骤；掌握使用Python基础知识解决实际问题的方法和步骤。重点：常用基本数据类型及其使用方法；Python中常量和变量的本质、使用和存储机制等；常用运算符使用方法；利用Python基础知识解决实际问题的方法和步骤。难点：Python中常量和变量的本质、使用和存储机制；使用Python基础知识解决实际问题。213.程序设计结构3.1程序设计结构概述3.2顺序结构3.3选择结构3.4循环结构3.5典型案例教学要求：熟悉常用程序设计结构类型和作用；掌握各种程序设计结构的使用方法；掌握嵌套程序设计结构的使用方法；掌握使用程序设计结构编程解决实际问题的方法。重点：各种程序设计结构的使用方法；嵌套程序设计结构的使用方法。难点：嵌套程序设计结构的使用方法；使用程序设计结构编程解决实际问题。414.组合数据4.1组合数据概念4.2列表4.3元组4.4字典4.5集合4.6嵌套组合数据4.7典型案例教学要求：熟悉常用组合数据的类型和作用；掌握常用组合数据的使用方法；掌握使用组合数据解决实际问题的方法。重点：掌握常用组合数据的使用方法。难点:使用组合数据解决实际问题。41、25.函数5.1函数定义及调用5.2函数参数5.3特殊函数5.4装饰器5.5变量作用域5.6典型案例教学要求：熟悉函数的定义和调用方法；掌握函数参数类型和使用方法；掌握装饰器的作用和使用方法；掌握变量的类型和作用范围；掌握使用函数解决实际问题的方法。重点:函数定义；函数参数；特殊函数；装饰器；变量作用域。难点:装饰器；使用函数解决实际问题。41、26.面向对象程序设计6.1面向对象概念6.2类与对象6.3类的成员与方法6.4类的继承与多态6.5抽象类与抽象方法6.5典型案例教学要求：熟悉面向对象的基本概念；掌握类和对象的定义和使用方法；掌握类的成员和方法类型及使用方法；掌握类的继承、多态的作用及使用方法；掌握使用面向对象的编程思想解决实际生活问题的方法。重点:类的成员和方法访问方法；类的继承与多态方法。难点:使用面向对象的编程思想解决实际生活问题。61、27.模块、包和库7.1相关概念7.2常用标准模块7.3常用第三方库7.4自定义模块7.5典型案例教学要求：了解模块、包和库的基本概念；掌握常用标准库模块的使用方法；掌握常用第三方库的功能和常用模块的使用方法；掌握自定义模块方法；掌握使用标准库模块和常用第三方库中的模块解决科学计算、数据分析等实际问题。重点:常用标准库模块的使用方法；常用第三方库的使用方法。难点:用标准库模块和常用第三方库中的模块解决科学计算、数据分析等实际问题。418.正则表达式8.1语法8.2字符串处理8.3典型案例教学要求：了解正则表达式的基本概念；常用使用正则表达式模块中常用函数的使用方法；掌握使用正则表达式解决实际问题的方法。重点:正则表达式中常用函数使用方法；常用正则表达式。难点:使用正则表达式解决实际问题。21、29.文件访问9.1概述9.2文本文件访问9.3二进制文件访问9.4典型案例教学要求：了解文件和文件访问的基本概念；掌握访问文本文件和二进制的常用函数的使用方法；掌握解决实际中文件访问的方法。重点:文本文件和二进制文件访问。难点:解决实际中对文件访问问题。21、210.上位界面编程10.1初识图形用户界面10.2Tkinter编程基础与组建10.3对话框教学要求：掌握上位界面编程设计开发流程，包括需求分析、硬件软件设计、功能实现、测试调试等环节。重点:上位界面编程软件设计、功能实现。难点:上位界面系统设计、功能实现。21、2合计32五、教学方法及手段线下教学为主，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，增强学生主人公意识，将学习转化为内在动力。六、课程资源注：每门课程需推荐优秀参考书3本以上（不包括教材），本学科国内或国际权威期刊5种以上（至少包括外文期刊1种），网络资源2项以上。1.推荐教材：作者（译者）.书名.出版社.出版时间．（1）王雷春等.《Python程序设计-从基础入门到实战应用》[M].北京:电子工业出版社,2019.2.参考书：作者（译者）.书名.出版社.出版时间．（1）周元哲.Python3程序设计基础[M].北京:机械工业出版社,2019．（2）张基温.新概念Python程序设计[M].北京:机械工业出版社,2019．（3）董洪伟.Python3从入门到实战[M],北京:电子工业出版社,2019．3.期刊：作者.文题.刊名，年，卷号（期号）．或者：刊名，主办单位（1）仪器仪表学报,中国仪器仪表学会．（2）计算机学报,中国计算机学会、中国科学院计算技术研究所．（3）软件学报,中国科学院软件研究所、中国计算机学会．（4）仪表技术与传感器,沈阳仪器仪表工艺研究所．（5）Measurement,Elsevier.（6）IEEETransactionsonInstrumentationandMeasurement,IEEE4.网络资源：网站名，访问路径或者：作者.文题.更新和修改日期.访问路径．（1）Python官网./．（2）Python教程./wiki/1016959663602400．（3）Python程序设计./course/BIT-268001．七、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4。表4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12过程性考核作业10%（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。√√55课上表现10%（1）根据课表现质量单独评分，满分100分；（2）每次课堂表现单独评分，取所有课堂表现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。√√55测验20%（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）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。√√1010期末考核60%期末试卷：（1）卷面成绩100分，以卷面成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。（2）主要考核对编程语言基础知识的理解程度，以及利用基础知识进行综合设计能力等。（3）考试题型为：填空题、选择题、判断、简答题、分析设计题等。大作业：（1）大作业成绩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。（2）主要考核对编程语言基础知识的理解程度，以及利用基础知识进行综合设计能力等。（3）考核题型为综合分析编程设计题。√√3030合计：100分5050八、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、课上表现、测验、期末考试等方式对学生进行考核评价。考核基本要求：考核总成绩由期末试卷成绩和过程性评价成绩组成。其中：期末考核可以以期末试卷形式，成绩为100分（权重60%），试题类型为填空题、选择题、简答题、分析设计题等类型，试卷中基本知识、基本理论、基本技能的试题分值不超过60%，综合应用题、分析题不低于40%；期末考核也可以大作业形式开展，其中大作业考核题型一般为综合类设计编程题，可以以分组形势展开。作业、课上表现、测验等过程性评价成绩为100分（权重40%）；过程性评价和考试试题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5。表5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≥60x<60作业25作业完整，思路清晰，准确率大于90%，字迹工整。作业完整，准确率大于80%，字迹工整。不交作业2次以内，准确率大于70%。不交作业4次以内，准确率大于60%。不交作业5次以上，准确率小于60%。课上表现25材料、回答准备充分，理解透彻，能够熟练讲解相关知识点，课堂气氛活跃。材料、回答准备较充分，理解较透彻，能够较好讲解