Python程序设计教与学 教学大纲 周方

Python程序设计教与学教学大纲程名称：Python程序设计课程编码：学

时：学

分：适用专业：计算机及非计算机大类专业先修课程：执笔人：审定人：

一、课程的性质与任务1．Python是一款用于数据统计、分析、可视化等任务，以及机器学习、人工智能等领域的高效开发语言。它能满足几乎所有数据挖掘下所需的数据处理、统计模型和图表绘制等功能需求。大量的第三方模块所支持的内容涵盖了从统计计算到机器学习，从金融分析到生物信息，从社会网络分析到自然语言处理，从各种数据库各种语言接口到高性能计算模型等领域。随着大数据时代的来临，数据挖掘将更加广泛地渗透到各行各业中去，而完全面向对象的Python的教学工作也将成为高校中数学和统计学等专业的重点发展对象，这是大数据时代下的必然趋势。2．通过本课程的学习，使学生学会Python开发环境的搭建、Python基础入门、函数、面向对象编程、实用模块和图表绘制，为将来从事数据挖掘以及后续课程的学习和数据挖掘开发、科研业务奠定基础。二、教学目标1.知识目标了解：Python的发展历史和特点、Python中包含的数据类型、函数的基本概念。（课外自学）理解：Python程序面向对象的程序结构框架以及Python的开发过程、Python文件基础等。（讲授+课堂自学）掌握：pyhton的基础语法，程序流程控制语句，序列中的列表、元组、映射中的字典以及集合等数据结构，函数等。（讲授）2.能力目标通用能力：（1）培养学生对于Python等计算机语言的理解和运用的能力。（2）培养学生分析问题，将解决问题的步骤用Python语言进行程序化等方面综合运用能力和创新意识。（3）培养自学能力和兴趣，增强自主学习的能力。（4）培养学生从多方面思考解决问题的能力实现方式：授课+课堂讨论+作业+实验实训+网络学习核心能力：培养学生的逻辑思维和抽象思维能力，掌握计算机解决问题的方法，能够理论联系实际，对于基本的语法知识和数据结构熟练运用的能力等。实现方式：任务驱动、案例导向、开展第二课堂。3.素质目标通用素质：善于跟同学交流学习，合作探究问题发挥学习的主观能动性，提高解决问题的效率。树立实事求是、认真治学的学习态度。实现方式：严格考勤，加大过程考核力，注重实验环节，优化考核方式。核心素质：培养编程的基本能力，形成基本的计算机思维。实现方式：优化教学内容，采用多元化的教学方法，理论与实践有机结合，注重的学生自主学习与协作式学习。

三、主要的教学方法《Python程序设计》的教学中应注意理论与实践的结合，一方面要把基本知识讲透，一方面要让学生掌握基本技能去解决实际问题。授课过程中应严格遵循“教、学、做合一”的原则，改变以教师讲课为中心的传统教学模式，真正做到以学生为主体，教师为主导，在教学过程中，注重“教”与“学”的互动，通过任务驱动与课堂演示相结合，激发学生的学习兴趣。在教学方法上主要采用任案例教学法、分组讨论法、程序验证法等多种“以学生为主体”的教学方法。使用PPT等教学文件多方面，多层次的进行讲授。

四、教学内容的学时分配教学内容学时分配备注一Python概述2讲授+演示二Python基础4讲授+演示三流程控制语句4讲授+演示四字符串与正则表达式6讲授+演示五复合数据类型4讲授+演示六函数6讲授+演示七异常处理4讲授+演示八面向对象编程6讲授+演示九文件处理4讲授+演示十模块4讲授+演示十一数据库编程6讲授+演示十二数据可视化4讲授+演示十三综合案例4讲授+自学

五、主要教学内容第一章

Python概述

(2学时)1、重点：Python的特点，Python开发环境的配置。2、难点：Python环境配置。3、知识与能力：教学内容企业标准知识能力1.1

Python简介

(1学时)1.1.1Python的发展史1.1.2Python的特点★1.1.3Python的应用领域1.2搭建Python开发环境★

(1学时)1.2.1Python的安装

1.2.2Python程序的运行方式1.3集成开发环境1.3.1PyCharm的下载与安装1.3.2PyCharm的使用1.4实训案例

了解Python特点掌握Python在各个环境下的安装程序,了解Python的框架结构，为后面各章的学习做准备▲备注：★——核心知识点，▲——核心能力，*--创新创业内容（下同）4、核心知识和核心能力的实现方式及过程考核方式：核心知识或核心能力实现方式过程考核方式1▲掌握Python语言特点及安装过程讲授课堂考核2▲掌握Python程序的上机运行过程讲练结合上机操作

第二章

Python基础

(4学时)1、重点：输入输出函数，数字类型，各类运算符。2、难点：各类运算符的运算规则及其优先级。3、知识与能力：教学内容企业标准知识能力2.1程序风格

(1学时)2.1.1代码缩进2.1.2代码注释2.1.3语句换行2.2变量与数据类型2.2.1标识符和关键字2.2.2数据类型2.2.3变量创建与赋值2.3数字类型（Number）★

(1学时)2.3.1整型(int)2.3.2浮点型(float)2.3.3布尔型(bool)2.3.4复数型(complex)2.3.5

type函数及类型转化2.1程序的输入与输出★2.1.1输出函数print()2.1.2输入函数input()2.5运算符★2.5.1算术运算符

(1学时)2.5.2赋值运算符2.5.3比较运算符2.5.4逻辑运算符

(1学时)2.5.5成员运算符

2.5.6身份运算符2.5.7按位运算符2.5.8运算符优先级2.6实训案例

▲掌握Python中的输入输出函数▲掌握数字类型特征▲养成良好的编程习惯及编程风格▲掌握Python的各类运算符规则

4、核心知识和核心能力的实现方式及过程考核方式：核心知识或核心能力实现方式过程考核方式1数值型变量的介绍与简单操作★讲授课堂考核2▲输入输出函数的用法及定义讲练结合上机操作3▲掌握Python的运算符规则讲练结合上机操作

第三章

流程控制语句

(6学时)1、重点：if-elif-else选择结构及嵌套，for-while循环结构，嵌套循环和break、continue、pass语句的含义2、难点：if-elif-else选择结构及嵌套，for-while循环结构，嵌套循环。3、知识与能力：教学内容企业标准知识能力3.1程序表示方法

(2学时)3.1.1程序流程图3.1.2基本结构流程图3.1.3流程图应用3.2顺序结构3.3分支结构★3.3.1if单分支3.3.2if-else双分支3.3.3if-elif-else多分支3.3.4嵌套分支3.4循环结构★

(2学时)3.4.1while循环3.4.2for循环3.4.3嵌套循环3.4.4循环控制---break，continue和pass1.能熟练编写各种结构的程序解决实际问题2.▲掌握循环语句、break、continue和pass语句3.▲熟练掌握组合语句的编写和应用掌握多变量迭代和列表解析的用法4、核心知识和核心能力的实现方式及过程考核方式：核心知识或核心能力实现方式过程考核方式1if语句的基本形式与语法★讲授课堂考核2for循环语句★讲授课堂考核3条件和循环的组合★讲练结合上机操作4▲掌握循环语句、break、continue和pass语句讲练结合上机操作

第四章

字符串与正则表达式

(4学时)1、重点：字符串的定义及创建，字符串格式化操作和字符串处理函数或方法。2、难点：字符串格式化操作及字符串处理函数或方法，正则表达式的使用。3、知识与能力：教学内容企业标准知识能力4.1字符串的创建

(2学时)4.1.1定义字符串4.1.2转义字符4.2字符串格式化★4.2.1

%格式符4.2.2

format()格式化方法4.3字符串的处理★

(2学时)4.3.1字符串基本操作4.3.2字符串处理函数4.3.3字符串处理方法4.4正则表达式

(2学时)

4.4.1正则表达式的基础方法

4.4.2正则表达式的应用4.5实训案例▲掌握Python中的格式化▲掌握字符串的处理函数及方法

4、核心知识和核心能力的实现方式及过程考核方式：核心知识或核心能力实现方式过程考核方式1▲掌握Python中的格式化讲练结合上机操作2▲掌握字符串的处理函数及方法讲练结合上机操作

第五章

复合数据类型

(4学时)1、重点：Python数据结构的组成，列表、元组、字典和集合的概念，基本操作和相关函数及特性。2、难点：列表、元组、字典和集合的基本操作和相关函数及特性。3、知识与能力：教学内容企业标准知识能力5.1序列、映射和集合5.2列表★

(2学时)5.2.1列表的创建5.2.2列表的操作5.2.3列表的应用5.3元组5.3.1元组的创建5.3.2元组的操作5.3.3元组的应用5.4字典★

(2学时)5.4.1字典的创建5.4.2字典的操作5.4.3字典的应用5.5集合5.5.1集合的创建5.5.2集合的操作5.5.3集合的运算5.5.4集合的应用5.6实训案例1.掌握列表、元组、字典和集合的概念和基本操作▲2.能够运用复合数据类型，解决相关数据问题4、核心知识和核心能力的实现方式及过程考核方式：核心知识或核心能力实现方式过程考核方式1列表的创建与索引★讲授课堂考核2创建元组★讲授课堂考核3创建字典并提取字典元素★讲练结合上机操作4▲掌握列表、元组、字典和集合的概念和基本操作讲练结合上机操作

第六章

函数

(6学时)1、重点：掌握函数返回值及参数的使用方法，推导式的使用方法。2、难点：掌握函数参数的使用方法，全局变量及局部变量区别，yield关键字。3、知识与能力：教学内容企业标准知识能力6.1函数概述

(2学时)6.2函数基础语法6.2.1函数的定义6.2.2函数的调用6.2.3函数返回值6.3函数的参数

★6.3.1位置参数6.3.2关键字参数6.3.3默认参数6.3.4不定长参数6.3.5混合参数6.4变量作用域

(2学时)6.4.1局部变量6.4.2全局变量6.4.3LEGB规则6.5yield关键字6.5.1迭代器6.5.2推导式6.5.3函数生成器6.6函数的特殊形式

(2学时)6.6.1匿名函数6.6.2递归函数6.7实训案例1.理解函数概念及作用2.▲熟练掌握函数的调用和实现3.熟练掌握函数嵌套和自定义函数4.变量的作用域理解与应用

4、核心知识和核心能力的实现方式及过程考核方式：核心知识或核心能力实现方式过程考核方式1自定义函数★讲授课堂考核2▲变量作用域的理解与应用讲练结合上机操作3▲熟练掌握函数的调用和实现讲练结合上机操作

第七章

异常处理

(4学时)1、重点：异常的概念，常见异常信息，try-except-finally处理异常，raise抛出异常2、难点：try-except-finally处理异常，raise抛出异常。3、知识与能力：教学内容企业标准知识能力7.1认识异常

(2学时)7.1.1

异常的概念7.1.2

异常的种类★7.2异常处理

★

7.2.1

try-except7.2.2

else子句7.2.3

finally7.3抛出异常

(2学时)7.3.1

raise语句7.3.2

assert语句7.4自定义异常7.5代码调试7.6实训案例

1.熟练掌握常见异常处理2.▲掌握try-except-finally处理异常3.▲掌握raise抛出异常4.能够运用代码调试，快速找出Bug并解决4、核心知识和核心能力的实现方式及过程考核方式：核心知识或核心能力实现方式过程考核方式1异常概念和常见异常★讲授课堂考核2try-except-finally处理异常▲讲练结合上机操作3掌握raise抛出异常▲讲练结合上机操作

第八章

面向对象编程

(6学时)1、重点：认识面向对象编程，类和对象的概念；类中变量与方法，封装，继承和多态。2、难点：类和对象的概念，封装，继承和多态。3、知识与能力：教学内容企业标准知识能力8.1理解面向对象思想

（2学时）8.1.1

编程思想发展简介8.1.2

面向过程与面向对象8.2类和对象★8.2.1

类的概念8.2.2

对象的概念8.2.3

类的设计8.2.4

类和对象的创建8.3属性★

（2学时）8.3.1

实例属性8.3.2

类属性8.4方法★8.4.1

实例方法8.4.2

类方法8.4.3

静态方法8.5面向对象特征★

（2学时）8.5.1

封装8.5.2

继承8.5.3

多态8.6实训案例1.熟悉面向对象编程思想2．▲能够根据实际场景，进行类的设计3．掌握方法和属性的应用4.▲熟练掌握封装、继承和多态的概念和运用

4、核心知识和核心能力的实现方式及过程考核方式：核心知识或核心能力实现方式过程考核方式1理解面向对象编程思想★讲授课堂考核2类的的属性和方法★讲授课堂考核3▲熟练掌握类和对象的概念讲练结合上机操作4▲开发过程中能熟练使用封装、继承、多态技术讲练结合上机操作

第九章

文件处理

(4学时)1、重点：文件的读取与写入，文件的常用操作，CSV和JSON文件的操作。2、难点：CSV和JSON文件的操作。3、知识与能力：教学内容企业标准知识能力9.1文件基础

（2学时）

9.1.1文件概述9.1.2文件类型9.2文件操作9.2.1打开和关闭文件9.2.2文件的读、写操作9.2.3文件读、写位置

（2学时）9.3管理文件和目录9.4CSV和JSON文件9.4.1CSV文件操作9.4.2JSON文件操作9.5使用pickle序列化9.6实训案例1.▲熟练掌握文件的读取与写入2.▲掌握文件的常用操作3.熟练CSV和JSON文件的操作4、核心知识和核心能力的实现方式及过程考核方式：核心知识或核心能力实现方式过程考核方式1文件的概念和类型★讲授课堂考核2▲熟练掌握文件的读取与写入讲练结合上机操作3▲掌握文件的常用操作讲练结合上机操作

第十章

模块

(4学时)1、重点：模块的导入及使用。2、难点：常用的内置模块使用。3、知识与能力：教学内容企业标准知识能力10.1模块的概念

（2学时）

10.2模块的导入和使用

10.3常用的内置模块

（2学时）10.4自定义模块10.5常用的第三方模块10.6实训案例1.▲熟练模块的导入方法2.▲掌握常用内置模块的使用

4、核心知识和核心能力的实现方式及过程考核方式：核心知识或核心能力实现方式过程考核方式1模块的概念★讲授课堂考核2▲模块的导入和使用讲练结合上机操作3▲常用内置模块的使用讲练结合上机操作

第十一章

数据库编程

(6学时)1、重点：SQL语句、MySQL数据库的安装、SQLite的安装。2、难点：PyMySQL常用对象、PyMySQL的使用、SQLite3的使用。3、知识与能力：教学内容企业标准知识能力11.1数据库基础知识

（2学时）11.1.1数据库概述11.1.2数据库分类11.2关系型数据库标准语言SQL11.2.1SQL简介11.2.2常用的SQL语句11.3Python操作MySQL数据库

（2学时）11.3.1下载和安装MySQL数据库11.3.2安装PyMySQL11.3.3PyMySQL常用对象11.3.4PyMySQL的使用11.4Python操作SQLite数据库

（2学时）11.4.1下载和安装SQLite11.4.2SQLite数据库基础11.4.3标准库SQLite3简介11.4.4SQLite3的使用11.5实训案例

1.▲熟练常用SQL语句的编写2.▲数量掌握

MySQL数据库的编程步骤

4、核心知识和核心能力的实现方式及过程考核方式：核心知识或核心能力实现方式过程考核方式1数据库的概念★讲授课堂考核2▲Python操作MySQL数据库讲练结合理论+上机操作3▲Python操作SQLite数据库用讲练结合上机操作

第十二章

数据可视化