Python程序设计基础教程（微课版）-教学大纲

《Python程序设计基础教程》教学大纲建议学时：56学时（44理论+12上机）课程教学目标及要求Python是一种计算机程序设计语言，是一种动态的、面向对象的脚本语言，随着版本的不断更新和语言新功能的添加，越来越多被用于独立的、大型项目的开发。Python应用的地方非常广泛，包括数据挖掘、科学计算、图像处理、人工智能等。本课程的目的是使学生理解Python编程的核心思想，掌握使用Python进行应用程序设计的基本方法和技能，注重培养学生编程能力、分析问题和解决问题的能力。通过本课程的学习，使学生能够：1、了解Python编码规范，能够编写出优雅的Python程序；2、熟练使用Python的函数式编程模式；3、熟练运用Python内置函数与运算符、列表、元组、字典、集合、字符串等基本数据类型以及推导式、切片、序列解包等语法来解决实际问题；4、熟练掌握Python选择结构、循环结构、异常处理结构的语法和应用，能够编写鲁棒性较强的程序；5、熟练掌握函数设计与面向对象程序设计有关内容，具备一定的代码复用和设计复用能力；6、熟练掌握常见文本文件操作；7、了解不同领域的Python扩展模块并能够解决科学计算、GUI、数据分析、数据可视化等领域中的实际问题；8、具有一定的代码调试与集成能力；9、具有较强的学习能力、资料查阅能力和代码阅读能力；10、具有一定的代码优化与安全编程意识和能力。培养严谨的学习态度和责任感，着力提升学生的信息素养、创新意识和创新能力，面向未来培养高素质人才，为培养未来国家软件人才打基础。适用学科专业计算机科学与技术、软件工程基本教学内容与学时安排（一）基本教学内容第1章Python概述与环境配置【内容】Python概述Python下载与安装Python扩展包管理Python编程方式Python集成开发环境【基本要求】了解：Python历史和现状、特点、应用领域、常用IDE理解：Python的编程方式掌握：Python安装步骤，pip工具使用方法，IDLE和PyCharm基本使用方法【重点与难点】重点：配置Python环境难点：程序的运行方式、开发环境和运行环境配置【课程思政】了解计算机软件从业人员应当具备的职业道德守则，为进军软件行业做准备；了解软件行业的最新发展，树立爱国情、报国志；引导学生通过软件行业发展前景，引发学生对未来的职业愿景，激发学生对社会主义核心价值观的认同感。第2章Python语法基础【内容】2.1Python源程序的格式框架2.2运算符与表达式2.3基本输入输出函数2.4模块【基本要求】了解：Python源程序的格式框架掌握：Python变量的定义和使用、基本输入输出函数的使用、模块的导入方法【重点与难点】重点：格式框架、变量使用、input()/print()、模块导入难点：input()和print()的使用、对象引用和共享、身份运算符【课程思政】熟练掌握和运用标识符的命名规则，告诫学生在上课学习、日常生活和将来的工作岗位中一定要遵守相应的制度与规定，并用以约束和指导自己的行为，以后才能成为合格的社会公民；通过理解运算符优先级，引导学生认识到事情处理要分轻重缓急，凡事都要有条理，合理安排，优先解决最紧迫的事情，同时要处理好最重要的事情和最紧急的事情的关系；通过输入/输出函数的严格格式要求，引导学生养成严于律己、宽以待人的处事原则。【上机内容】实验一：Python编程基础练习（1）熟悉搭建Python开发环境及配置；（2）掌握Python基本语法：变量、运算符与表达式、基本输入输出、模块导入；（3）掌握turtle模块的使用。第3章Python控制结构【内容】选择结构循环结构异常【基本要求】了解：程序设计知识初步、程序的错误理解：程序的控制结构及break和continue循环控制语句掌握：单分支/双分支/多分支结构、遍历循环/无限循环等常用循环结构、异常处理与程序调试【重点与难点】重点：程序的控制结构及break和continue循环控制语句难点：异常处理与程序调试【课程思政】选择结构：教育学生在人生的道路中，尊重事实、合理选择，引导学生树立正确的世界观、人生观、价值观，要因时因地做出最适合自己的选择；循环语句：教育学生循环的本质是一直重复，但并不是无条件的重复，从而体现“量变引起质变”的马克思哲学观，培养学生持之以恒，百折不挠，不断打磨专业能力的品质和工匠精神；异常：教育学生失之毫厘谬以千里，培养学生做事细心严谨、精益求精的工匠精神，引导学生生活中遇到困难或者异常时，要积极想办法，不钻牛角尖，要懂得未雨绸缪。【上机内容】实验二：Python控制结构练习掌握Python选择结构、循环结构的使用；掌握Python异常的处理方法；掌握内置库：time/datetime/random库的使用。第4章序列、集合和字典【内容】4.1序列4.2集合4.3字典【基本要求】了解：序列、集合和字典的特征理解：序列、集合和字典的使用场景掌握：序列、集合和字典对象的创建和操作方法【重点与难点】重点：序列、集合、字典的使用难点：切片操作、字典的使用【课程思政】列表、元组：引导学生体会个体与集体的关系，一个集体的成功，离不开许多人奉献，只有每个人都努力发光发热，集体才会爆发出大能量；集合：引导学生认识自我的独特性，肯定自己的与众不同之处，积极发挥个人优势；字典：引导学生思考未来，键是目标方向，值为努力结果，启示学生明确目标，用行动填充价值，成就人生。【上机内容】实验三：Python组合数据练习掌握Python组合数据类型的基本操作；掌握Python组合数据的排序方法；掌握内置函数：sum()/len()等的使用。第5章自定义函数【内容】5.1函数概述5.2函数的定义与调用5.3函数返回值5.4参数传递5.5变量作用域5.6高阶函数【基本要求】了解：匿名函数；闭包理解：函数基本概念、返回值的含义、参数传递的方法、变量作用域的影响掌握：函数的定义与使用方法、lambda表达式的用法、map()等高级功能函数的使用方法【重点与难点】重点：函数定义、参数传递、变量的作用域难点：返回值作用、任务的分解及程序的模块化【课程思政】通过函数的功能封装特点，引导学生体会“化繁为简，分而治之”的道理，培养学生的工程项目分析能力、组织管理能力，同时也可以加强学生的团队合作能力，增强团结、合作意识和统筹意识，分工合作，克服困难。【上机内容】实验四：Python自定义函数的运用掌握自定义函数定义和调用；掌握函数参数传递的方法；掌握map()/filter()等高阶函数的使用方法。第6章Python文件操作【内容】6.1文件概述6.2文本文件操作6.3CSV文件操作6.4目录操作【基本要求】了解：文件编码、文本文件与二进制文件理数：数据处理及文件与目录操作的基本方法掌握：文件打开、读写和关闭，文本文件与CSV文件格式的读取与写入【重点与难点】重点：文件打开、读写和关闭难点：文件读写【课程思政】通过文件的“输入-数据处理-输出”的过程，引导学生体会“厚积薄发”的道理，注重文化修养、道德修养、计算思维、编程思维、逻辑思维、辩证思维等的“输入”，为社会“输出"人生价值，为国家发展贡献力量。
【上机内容】实验五：Python文件操作练习掌握文本文件、CSV文件的读写操作；掌握内置库：os/shutil库对目录的管理方法；掌握第三方库：Matplotlib/jieba/wordcloud库的使用。第7章Python面向对象编程【内容】7.1面向对象程序设计概念7.2类的定义与对象的使用7.3封装7.4继承7.5多态【基本要求】了解：类和对象的含义、面向对象编程的三大特征理数：类的不同属性/方法的应用场景、魔术方法掌握：类的定义与对象的使用、派生子类的方法、多态的使用【重点与难点】重点：类的定义、对象的使用、派生类设计难点：实例属性、对象初始化、多态的含义【课程思政】通过封装类、组织对象完成功能的过程，引导学生的团队意识，了解成员间沟通交流的艺术，学会团队协作共赢；通过类的继承，教育学生继承长辈的优秀品质并努力创新，弘扬中国优秀文化传承，使学生更加文化自信；通过类的组合，使学生体会整体与部分的辩证哲学思维。
【上机内容】实验六：Python面向对象编程练习（1）掌握Python类的定义；（2）掌握Python对象的创建、初始化和使用；（3）掌握Python派生子类的方法。第8章PythonGUI编程【内容】8.1PythonGUI编程概述8.2tkinter布局8.3事件绑定8.4tkinter库常用控件【基本要求】了解：窗口、控件、事件等核心组件在GUI设计中的作用理解：事件处理机制在GUI编程中的应用掌握：tkinter模块中创建的基本窗口方法、添加和管理控件的方法、处理控件事件的方法【重点与难点】重点：GUI程序基本原理、控件的使用难点：事件绑定与处理【课程思政】通过学习如何将不同的界面元素有效组合，引导学生理解团队协作的重要性；通过设计直观、易于操作的界面，引导学生学生在技术实现中考虑用户需求，培养对用户和社会的关怀。第9章Python应用数据库编程【内容】9.1sqlite3编程概述9.2sqlite3常用API【基本要求】理解：使用sqlite3模块开发数据库应用的一般流程掌握：sqlite3模块基本API的使用方法【重点与难点】重点：sqlite3API的使用难点：游标对象的使用、查询结果的遍历【课程思政】通过学习如何正确地使用sqlite3模块管理数据，引导学生遵守相关法律法规，保护数据安全；通过强调数据的准确性和完整性，引导学生培养对工作的严谨态度和责任感。（二）教学学时安排序号课程内容理论讲授实践性环节合计上机讨论参观1Pyt