《Python程序设计》课程教学大纲（中职）

《Python程序设计》课程教学大纲课程编号：13220001英文名称：PythonProgramming学分：2学时：总学时48学时，其中理论16学时，实践32学时先修课程：无课程类别：通识教育课程授课对象：全校非计算机专业教学单位：机械与电气工程学院修读学期：第1学期一、课程描述和目标Python程序设计是面向非计算机专业本科生的第一门程序设计类课程。课程任务是通过对程序设计基本方法、Python语言语法、基本算法、文件操作、数据分析处理与可视化等知识的学习，培养计算思维，训练学生的编程能力。通过这门课程的学习，可以使学生掌握一门可直接用于求解复杂专业问题的编程语言，提高学生利用计算机解决问题的能力，可使学生具备在这个智能时代从事数据处理、人工智能等工作的基本能力。本课程教学目标是培养大学生利用Python语言编写与调试程序的能力，使之具备初步的高级语言程序设计能力，掌握一定的数据处理与可视化技术，能够用Python语言解决生活、学习、工作中的一般计算问题与数据问题。具体的课程目标如下：课程目标1：了解信息处理方法和过程以及计算思维的概念与含义，掌握Python语言的数据类型及应用、数据分析、处理与可视化的基本方法和程序设计的算法思想，学会利用现代信息技术工具来解决相关领域的工程问题与专业技术问题。课程目标2：熟练掌握python语言的编程方法和体系，学会在未来的人工智能时代，利用python人工智能语言，对专业问题创新和开发的能力以及养成持续的自主学习和终身学习新技术的习惯。二、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点课程目标权重5：使用现代工具：能够针对复杂工程问题，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。课程目标1H12.终身学习：具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。课程目标2L三、教学内容、基本要求与学时分配（一）理论教学序号教学内容基本要求及重、难点（含德育要求）学时教学方式对应课程目标1Python快速入门基本要求：程序设计语言类型、程序设计语言种类、Python语言开发环境配置、基本的程序设计方法。重点：人机交互（输入/输出）、赋值、常量、变量、表达式、分支、循环、函数、编码与命名规范、注释等概念。难点：Turtle库简介，绘图实例分析、绘图函数。德育要求：从Python为人工智能语言引出我国人工智能的现状、以及目前的卡脖子工程，芯片问题。通过turtle绘制国旗，了解国旗历史，明白绘制国旗的严肃性与准确性。2讲授演示练习课程目标12数据类型基本要求：数据与数据类型的概念、字符串类型、字符串的各种处理方法、数值类型、迭代器类型、常用运算、数学函数的使用。重点：字符串的各种处理方法；数据类型的转换。难点：字符串的各种处理方法；数学函数的使用。德育要求：培养精益求精的工匠精神，做事认真严谨、一丝不苟。2讲授演示练习课程目标13程序的流程控制基本要求：掌握程序设计的三种基本结构(顺序结构、选择结构、循环结构)的概念与应用、掌握随机数函数的使用方法。重点：循环结构；随机数函数。难点：选择结构的灵活应用。德育要求：对学生进行劳动教育，勿忘“勤劳”是中华民族之美德。2讲授演示练习课程目标14序列类型基本要求：通用序列操作，列表类型和操作、元组类型和操作。重点：序列的通用操作；列表的应用。难点：列表的灵活应用。德育要求：通过列表三种添加元素方法的时间、效度对比分析，教育学生在日常生活中遇见问题要对症下药、有的放矢，处理问题时要能找到节省财力和物力的最佳解决方案。这样才能提高资源的利用率，使用有限的资源，解决更多的问题。2讲授演示练习课程目标15集合与字典基本要求：集合的创建与应用、字典的创建与应用方法。重点：字典的创建及应用；集合的应用。难点：字典的创建及应用。德育要求：以字典结构存储通过jieba库等技术分析的党和国家的重要政策方针，让学生了解国家的重大决策，和国家发展方向保持一致。2讲授演示练习课程目标16函数和代码复用基本要求：掌握函数的定义、函数调用方法、函数的参数传递、函数返回值的概念与应用，了解变量作用域、匿名函数、递归及应用、代码复用、内置函数等概念。重点：函数的参数传递；匿名函数；各种内置函数。难点：函数递归及应用。德育要求：通过函数的功能培养分而治之的思想。2讲授演示练习课程目标17文件操作基本要求：程序中的错误、异常、异常的处理方法。文件概念、文件的打开与关闭、文件的读写操作、文件的重命名与删除、CSV格式文件的读写、JSON格式文件的读写、文件与文件夹的操作。重点：文件的读写操作；CSV格式文件的读写。难点：文件的应用。德育要求：通过分析GDP的数据，谈经济发展；贫困人口数据谈全面脱贫。通过对异常处理机制的讲解，教育学生防范风险的重要性。在日常生活中，一种行为可能会产生多种结果，其中的某些结果是超出预期的，那就要为这些超出预期的结果准备好备用方案。2讲授演示练习课程目标18数据分析与可视化基本要求：掌握科学计算相关库的应用、数据分析库的应用、数据可视化库的应用，了解网络爬虫概念与基本应用方法。重点：网络爬虫；数据可视化。难点：网络爬虫。德育要求：通过能源使用量数据分析谈碳排放、碳中和等。2讲授演示练习课程目标2合计16（二）实验教学实验学时情况如下：序号实验项目实验内容与要求学时类型对应课程目标1熟悉Python开发环境实验内容：1.软件的下载及安装；2.输出“欢迎您”；3.输出自我介绍；4.竖着输出所输入的内容；实验要求：1.熟悉IDLE、PyCharm或其他Python开发环境的基本操作；2.熟练掌握Python代码交互式运行方式；3.熟练掌握Python变量的创建和删除方式；4.熟悉Python基本输入输出函数或语句的用法；5.熟悉ord()、chr()、help()、id()、bin()、type()等Python内置函数的用法；6.了解Python代码编写规范；7.熟悉Python标准库和扩展库的导入和使用方式；8.熟悉pip工具的用法，能够安装新模块、查看已安装模块、升级或卸载已安装模块；9.了解Python变量动态类型的特点；10.理解Python基于值的自动内存管理机制；11.熟练掌握Python程序的创建和运行方式，包括在开发环境中直接运行Python程序和在命令提示符环境中运行Python程序。必修2演示课程目标12数值运算实验内容：1.计算矩形面积；2.求绝对值；3.计算三角形周长与面积；实验要求：掌握整型、浮点型的应用与类型转换。必修4验证课程目标1课程目标33选择结构实验内容：1.百分制转五级评分制；2.设计简单计算器；实验要求：1.了解三种基本的程序控制结构；2.掌握分支结构；3.熟练应用分支语句解决问题。必修2验证课程目标1课程目标24循环结构实验内容：1.求正负交错数列前n项和；2.十进制整数转二进制；3.求解百钱买百鸡问题；4.求解兔子繁殖问题；5.求解有趣的算式系列；实验要求：1.掌握循环结构；2.熟练应用环语句解决问题。必修2验证课程目标1课程目标25字符串处理实验内容：1.统计字符串中单词数量；2.IP地址异常判定；3.密码强度判断；4.凯撒密码的加密与解密；实验要求：1.熟练使用运算符%和format()方法进行字符串格式化；2.熟练掌握字符串分割、连接、排版、替换、查找、删除指定字符等方法的用法；3.尝试编写代码生成随机密码并验证其安全性，若字符串中同时包含英文字母大小写、数字和标点符号则认为是安全的。必修2验证课程目标1课程目标26序列应用实验内容：1.摩尔斯电码转换；2.寻找幸运同学；3.素数求和；4.列表推导式和元组生成式的应用。实验要求：1.熟悉Python列表、元组、字典、集合的创建与删除，熟练掌握列表推导式、生成器推导式用法，了解字典推导式和集合推导式用法；2.熟练掌握Python列表元素增加、删除的方法，深入理解不同的增加与删除元素的方法效率的不同；3.熟练掌握列表推导式，能够使用列表推导式生成符合特定条件的列表；4.熟练掌握切片的用法，能够使用切片访问列表、元组、range对象的元素，能够使用切片为列表增加、删除、修改元素；5.熟悉+、*运算符对列表、元组对象的作用；6.理解Python列表中间位置插入和删除元素对其他元素索引的影响；7.理解和熟练运用成员测试运算符in在遍历序列元素；8.掌握序列解包的用法；9.熟练掌握列表排序方法sort()和内置排序函数sorted()的用法；10.熟练掌握字典对象的get()方法。必修4验证课程目标1课程目标27集合与字典的应用实验内容：1.字符串去重；2.手机销售统计；3.查找特殊数；4.设计通讯录；5.查询省会；实验要求：掌握集合的基本概念和方法；1.掌握利用集合进行去除重复数据的方法；2.掌握字典的基本概念和方法；3.掌握使用字典进行词频统计的方法；4.学习在程序设计中灵活使用字典。必修4验证课程目标1课程目标28函数和代码复用实验内容：1.猴子吃桃问题求解；2.阶乘累加求和；3.汉诺塔求解；4.随机密码生成器；实验要求：1.熟练掌握Python函数定义的语法；2.理解默认值参数、关键参数和可变长度参数的用法；3.理解变量作用域、局部变量、全局变量的概念；4.理解return语句的作用；5.理解并熟练运用lambda表达式，尤其是lambda表达式做其他函数参数的用法。必修2验证课程目标1课程目标29文件实验内容：1.图书统计分析；2.词频统计分析；3.二手房数据统计分析。实验要求：1.掌握Python打开文件、读取文件内容、写入文件内容、关闭文件的操作；2.理解文件当前位置的概念，理解读取和写入文件内容时当前位置会实时改变；3.理解二进制文件和文本文件的区别；4.理解struct和pickle模块的对象序列化操作。必修4设计课程目标1课程目标210算法应用实验内容：1.百钱买百鸡；2.斐波那契数列；3.完美立方数；实验要求：理解实验内容所涉及到的知识点。必修2设计课程目标1课程目标2课程目标311数据分析与可视化实验内容：编写Python爬虫程序，爬取某静态网站和动态网站的数据，并对爬取的数据进行统计和分析。实验要求：必修4综合课程目标3合计32注：实验要求包括必修、选修；实验类型包括演示、验证、综合、设计等。四、课程教学方法理论教学：主要采用课堂讲授、程序演示、小组讨论等方式。实验教学：项目讲解、学生自主实验、个别辅导、程序分析等方式。五、学业评价和课程考核（一）考核方式及具体要求1.课程成绩构成与要求课程考核注重形成性和终结性评价相结合，考核内容主要由平时出勤、课堂表现、平时作业、阶段考核、期末考试组成，均按百分制计分，其中平时出勤5%、课堂表现5%、平时作业20%、阶段考核20%、期末考试50%。2.课程目标达成考核与评价序号教学环节课程目标1（分值）合计1平时出勤与课堂表现1052平时作业20203阶段考核20204期末考试5050课程目标对应分值100100（二）考核与评价标准1.出勤与课堂表现评价标准分值观测点90-100分70-89分60-69分0-59分出勤与课堂表现不定期点名不少于10次，学生缺勤次数<=1次，能够课前自主学习和团队合作讨论等，课堂回答问题准确。不定期点名不少于10次，学生缺勤次数<=2次，能够课前自主学习和团队合作讨论等，课堂回答问题较为准确。不定期点名不少于10次，学生缺勤次数<=3次，课前自主学习不够和团队合作讨论等，课堂回答问题准确性不够。不定期点名不少于10次，学生缺勤次数4次以上，没有进行课前自主学习和团队合作讨论等，课堂回答问题错误或不能回答。2.章节作业评价标准通过学习在线平台，布置每一单元的作业，根据测试题目及评分标注进行打分（百分制）。3.阶段考核与评价标准通过学习在线平台，进行4次单元测试，根据测试题目及评分标注进行打分（