《Python程序设计》课程教学标准、授课计划

《Python程序设计》课程教学标准课程名称：Python程序设计/PythonProgramming课程代码：526010004课程类别：公共基础课学分：2总学时：32（其中：授课学时：24实践学时：8）考核方式：考试适用专业：经济学院、会计学院、管理学院等相关专业开课学期：第2学期开课单位：数据科学与计算机学院一、课程概述1.课程描述本课程是经济管理会计类专业的公共基础课，它以大学计算机基础作为先修课程。该课程定位于Python程序设计基础，通过由浅入深学习Python基础方面的知识，实现编程能力的培养。通过本课程的学习，使得学生能够理解Python的编程模式（命令式编程、函数式编程），熟练运用Python运算符、内置函数以及列表、元组、字典、集合等组合数据类型和相关操作来解决实际问题。熟练掌握Python分支结构、循环结构、函数设计与使用，掌握Python读写文本文件，培养学生的代码优化与安全编程意识。Python作为开源和生态语言的代表，语法简洁优雅，拥有丰富的标准库和扩展库，可采用多种编程方式，是各行各业融入“互联网+”时代必备掌握工具。2.课程价值本课程旨在能够帮助学生使用Python解决实际应用问题，能够较正确地使用Python进行程序的设计，能够掌握程序设计的基本方法和基本理论。培养学生计算思维能力、创新能力和发现问题、分析问题和解决问题的能力，激发学生的学习积极性、自主性，提高学生的信息素养，培养学生在信息化社会里更好地运用计算机的基本技能。二、课程目标1.思想道德目标（1）培养学生树立正确的人生观、价值观，具备积极向上的正能量，具有不畏困难，迎接挑战的精神，具有爱国主义情怀；（2）能够使用Python解决实际应用问题，正确地使用Python进行程序的设计。（3）能够掌握基于信息技术的团队协作方式，培养团队合作精神；（4）会查阅有关高级程序设计国家标准和手册，能够严格遵守高级程序设计国家标准的有关规定执行有关国家标准的各项规定。2.知识目标（1）能够全面了解Python的历史、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Python编程技能和面向对象软件设计技术思想。（2）能熟练运用Python列表、元组、字典、集合等基本数据类型以及使用切片等语法来解决实际问题；熟练掌握字符串常用方法与操作；熟练掌握Python分支结构、循环结构、异常处理结构及函数的设计与使用。（3）能具有基本的程序设计能力，具有一定的语句编写能力、数据处理分析能力、解决问题的能力、一定的创新能力与良好的沟通能力。3.能力目标（1）能够较正确而熟练地使用Python进行程序的设计，能够识读和编写较复杂的程序。（2）能够使用Python解决实际应用问题，具备一定的知识探究和反思能力及创新意识，具备自主学习能力和团队协作意识。4.素质目标（1）培养学生计算思维能力、创新能力和发现问题、分析问题和解决问题的能力。（2）培养严谨的科学态度和求真向实、理性思辨的科学精神。三、课程教学内容与要求本课程的课程教学标准共分为六个教学模块，各模块的教学内容与要求具体如下：1.Python语言基础思政要求：（1）培养学生团队协作、表达沟通能力；（2）培养学生严谨、细致、规范的工作态度。知识目标与要求：（1）了解：编程的步骤、IPO编程模式及缩进、注释的含义。（2）理解：常量与变量的区别。（3）应用：掌握Python开发环境的安装和环境配置。掌握Python语言基本语法元素，变量的命名规则及赋值方法，内置函数input()和print()。能力目标和要求：（1）让学生了解Python语言的发展历史；了解Python的应用；掌握Python语言的特点和Python的安装工具及流程；掌握编写第一个Python程序。（2）让学生学会搭建python开发环境，使用集成环境IDLE编写和执行源文件。教学内容：（1）通用机器（2）程序的力量（3）计算机科学（4）硬件基础（5）编程语言（6）认识Python（7）Python的“魔法”（8）Python程序内部（9）程序要素（10）保留字、常量与变量（11）输出语句（12）赋值语句2.常见数据类型思政要求：（1）培养学生诚信、友善以及爱国情怀、社会责任；（2）培养学生严谨的工作态度。知识目标与要求：了解：Python标准库中math提供的常用数学函数。理解：数据类型的转换，及转换过程中的舍入。（3）应用：熟练掌握Python语言基本语法元素和基本数据类型，能绘制基本图形。能力目标和要求：掌握数值数据类型、字符串数据类型、布尔数据类型以及运算符在程序设计中的使用。掌握字符串表示、索引、切片方法及format格式化的方法。了解对象和计算机图形学的基本原理，掌握Python的图形库（graphics.py），能够绘制简单图形。掌握turtle标准库中的主要函数，能够绘制基本图形。教学内容：（1）数值数据类型（2）类型转换和舍入（3）使用math库（4）简单图形编程（5）字符串数据类型（6）布尔数据类型实践教学安排项目一项目名称:Python语言基础学时：1目的与要求:熟悉Python编程语言的集成开发环境，掌握基本语法规则，编写简单的Python程序，掌握turtle标准库中的主要函数，能够绘制基本图形。需要的主要设备（软件）：安装有Python开发平台的计算机主要内容：（1）在Python两种工作模式下输出“WelcometoPython!”（2）使用turtle库绘制正方形，要求四条边的颜色不同。（3）使用turtle库绘制三种不同画笔颜色和画笔宽度的同心圆。（4）使用turtle库绘制三角形和六边形，并填充颜色。项目二项目名称:基本数据类型学时：1目的与要求:掌握数字类型及相关运算，字符串类型及格式化，字符串类型的操作，理解类型判断和类型转换。需要的主要设备（软件）：安装有Python开发平台的计算机主要内容：获得用户输入的一个整数，输出该整数百位及以上的数字。（2）获得用户输入的一个字符串，将字符串按照空格分割，然后逐行打印出来。（3）输入一个十进制整数，分别输出其二进制、八进制、十六进制字符串。3.函数思政要求：（1）培养学生的科学探索精神，能运用所学得科学知识和方法进行科学探索和研究。（2）培养学生严谨的工作态度。知识目标与要求：了解：lambda函数的功能。理解：函数的参数传递过程以及变量的作用范围。（3）应用：函数的定义和调用方法。能力目标和要求：熟练掌握函数的运用；理解函数及函数参数的分类并能够灵活使用：掌握函数的嵌套调用、递归调用，并且掌握变量的作用域问题。教学内容：（1）函数的功能（2）函数的定义和调用（3）带有函数的终值程序（4）函数的参数传递（5）lambda函数（6）变量的作用域实践教学安排项目三项目名称:函数定义和调用学时：2目的与要求:掌握函数的定义和调用方法。理解函数的参数传递过程以及变量的作用范围。需要的主要设备（软件）：安装有Python开发平台的计算机主要内容：实现isNum()函数，参数为－一个字符串，如果这个字符串属于整数或浮点数的表示，则返回True，否则返回False。（2）实现isPrime()函数，参数为整数，要有异常处理。如果整数是质数，返回True，否则返回False。（3）编写一个函数计算传入字符串中数字、字母、空格以及其他字符的个数。（4）编写一个函数，打印200以内的所有素数，以空格分隔。4.程序控制结构思政要求：培养具有家国情怀、政治担当、正确“三观”和良好职业素养的人才。（2）培养学生严谨的工作态度。知识目标与要求：（1）了解：程序的基本结构、缩进和注释的基本方法，程序的异常处理及用法。（2）理解：嵌套程序的编程方法。（3）应用：程序的单路分支、双路分支和多路分支结构，程序的for循环和while循环结构，range()函数的使用方法。能力目标和要求：掌握if语句的使用；掌握while和for循环语句；理解break和continue语句控制程序的执行顺序。教学内容：顺序结构（2）分支结构（3）循环结构（4）程序的异常处理（5）random函数库介绍实践教学安排项目四项目名称:程序控制结构学时：2目的与要求:掌握三种分支结构的编程方法，掌握for循环和while循环语句的编程方法。需要的主要设备（软件）：安装有Python开发平台的计算机主要内容：输入一个学生的成绩，按要求给出评语（优秀、良好、一般、及格、不及格）。（2）程序读入一个表示星期几的数字（1-7），输出对应的星期字符串名称。例如：输入3，返回“星期三”。（3）设n是一任意自然数，如果n的各位数字反向排列所得自然数与n相等，则n被称为回文数。从键盘上输入一个5位数字，请编写程序判断这个数字是不是回文数。（4）编写一段程序，获得用户输入，采用逆序方式将输入内容输出。5.组合数据类型思政要求：（1）培养学生诚信、友善以及爱国情怀、社会责任；（2）培养学生严谨的工作态度。知识目标与要求：了解：序列、集合、字典三种不同组合数据类型特点及区别。（2）理解：列表与元组的区别。（3）应用：列表定义、基本操作、内置函数及操作方法，创建字典的方法、字典基本操作方法。能力目标和要求：（1）掌握列表的创建、访问、操作和常用内置函数；掌握元组的创建、访问、操作和常用内置函数。（2）掌握字典的创建、访问、更新，集合的创建、访问、更新；熟悉字典的常用内置函数和集合的常用内置函数。教学内容：列表数据类型（2）元组数据类型（3）集合数据类型（4）字典数据类型实践教学安排项目五项目名称:组合数据类型学时：2目的与要求:掌握列表定义、基本操作、内置函数及操作方法，创建字典的方法、字典基本操作方法。需要的主要设备（软件）：安装有Python开发平台的计算机主要内容：（1）英文字符频率统计。编写一个程序，对给定字符串中出现的a-z字母频率进行分析，忽略大小写，采用降序方式输出。（2）中文字符频率统计。编写一个程序，对给定字符串中出现的全部字符（含中文字符）频率进行分析，采用降序方式输出。（3）随机密码生成。编写程序在26个字母大小写和9个数字组成的列表中随机生成10个8位密码。6.文件及数据处理思政要求：（1）培养学生的爱国情怀、敬业的职业道德。（2）培养学生诚实的工作态度。知识目标与要求：了解：一维数据、二维数据、高维数据。（2）理解：文件概念。（3）应用：文件的打开、关闭、读写的操作方法。能力目标和要求：（1）学生要了解文件分二进制文件和文本文件，二者的区别。（2）要求学生掌握关闭文件的方法及文件正常操作的顺序，及读取、写入文件的方法。教学内容：文件及其操作。数据及其操作（选讲）四、实施建议1.教材选用苏琳，宋宇翔，胡洋.Python程序设计基础[Ｍ].北京：清华大学出版社，2022.2.教学策略（1）教学指导基本方针：注重以教师为中心向以学生为中心的教学模式转变。围绕课程总目标，让学生通过线上学习教学视频、完成章节作业，实现课程的知识目标；学生通过课外完成实验内容、综合案例实训，实现课程能力目标；学生通过线上参与讨论、交流与评价，实现课程的态度目标；通过学生学习过程中贯穿课程思政，实现课程价值目标。以学生的自主学习为主、教师的教学为辅助。（2）教学方式：任务驱动教学。在机房采用控屏讲解方式，利用PPT课件、实例操作分步骤讲解相结合的方式进行教学，注重思政元素的引入。（3）教学总体设计：“理论+实操”的课程体系。针对程序设计语言课程的特点，需要学生有较强的动手操作能力，课程除了在知识点上的讲解，还配套了例题的实操视频，能够让学生直观感受Python程序设计的特点，从而激发学生的学习兴趣，提高学习效果。同时提供不同领域的Python程序设计的应用案例，供学生结合自身的学习目标进行自主学习，将所学知识转化为解决实际问题的能力。理论课依托超星泛雅课程平台，实验课依托学校通用机房。①提升学生的自主学习意识。超星泛雅课程平台具有自主学习功能，教师在上课环节主要进行重点难点的讲解，并且确定相应考核目标，让学生通过课堂及课后进行知识点学习，然后利用知识点测试等进行操作测试，以检验是否已掌握了该知识点的操作。②保证学生的自主学习效果。教师通过超星泛雅课程学习平台的教师端入口，查看学生的章节学习次数、章节测验完成情况，并计入平时成绩。根据系统的成绩管理情况，在课堂上表扬出色完成的同学，同时对懈怠的同学加以提醒。（4）教学组织：以为课堂教学组织为主，要求学生独立完成学习平台的作业。（5）教学实施：当次模块讲授完成，要求学生完成学习平台的相关练习，并且完成本模块的实验内容。3.教学资源与学习支持（1）教学资源①王晓静.Python程序设计基础教程[Ｍ].北京：清华大学出版社，2021；②嵩天.全国计算机等级考试二级教程——Python语言程序设计（2021版）[Ｍ].北京：高等教育出版社，2020；（2）学习支持超星学习平台：超星学习平台的课程资料，包含软件、课件、重难点教学讲解视频。4.成绩评定与反馈（1）考核内容本课程的期末考试的基本要求如下：①了解Python的历史、现状与发展趋势及Python的编程模式，系统掌握Python基本概念、编程思想以及程序设计技术，具备Python编程技能和面向对象软件设计技术思想；②了解不同领域的Python扩展模块并能够解决文件操作、大数据处理、图形图像处理、数据库编程、科学计算可视化等领域中的实际问题。③掌握Python开发环境的安装和环境配置。④熟练运用Python内置函数与运算符、列表、元组、字典、集合等基本数据类型以及使用切片等语法来解决实际问题；⑤熟练掌握Python分支结构、循环结构及函数设计及应用。（2）考核形式考核形式为闭卷机试，考试时间90分钟。考试环境要求：操作系统Windows7，Python3.7版本以上。（3）成绩评定按照考试模式改革实施方案评定成绩，期末考试成绩占60%，平时成绩占40%。（4）考核成绩计算方法本课程采用形成性考核和期末考试相结合的方式，即课程的总成绩由平时学习的课堂实验完成情况和期末上机考试形成。这种考核方式大大促进学生对操作的重视，同时也促进学生利用理论知识进行程序设计的能力。①平时成绩考核办法：以量化为准，具体衡量指标为出勤情况、课堂互动、超星学习平台测试题目完成的情况。平时成绩采用百分制，计算公式如下：平时成绩=出勤情况10%+课堂互动10%+平台分数80%。②期末成绩考核办法：课程成绩=平时成绩×40%+期末考试成绩×60%。（5）成绩反馈在期末考试结束后，三天内，老师们按要求在强智教务系统录入成绩。5.学习成果通过学习《Python程序设计》课程，学生获得如下学习成果：（1）提升思想政治素质。能够掌握基于信息技术的团队协作方式，培养团队合作精神；能够自觉遵守并接受信息社会道德规范的约束。（2）掌握Python语言的程序设计基础及数据分析的能力；通过多项实验的系统训练，为各种应用程序的开发奠定一个良好的基础。执笔人：马克思主义学院指导教师：专业负责人审核：教工党支部书记审核：分管教学工作副院长审定：