Python程序設計-從基礎開發到數據分析(第2版)-微課版 教學大綱 夏敏捷

PAGE—PAGE5—Python程序設計教學大綱課程名稱Python程序設計課程編號014100291英文名稱PythonProgrammingLanguage總學時/學分44理論學時28實驗學時0上機學時16課外學時0適用專業計算機應用技術開課學期4一、課程概述《Python程序設計》是計算機專業核心課程，是一門實踐性很強的重要課程，主要學習Python語言的基本語法、語句以及結構化程序設計的基本思想和面向對象程序設計方法，學習流行的第三方庫實現網頁爬取、數據可視化等功能。本課程的主要目的是通過學習該課程，使學生掌握基本的程序設計原理和基本的程序設計方法，培養學生應用計算機解決和處理實際問題的思維方法與基本能力，并培養規范化的編程風格，為進一步學習打下良好的程序設計基礎。并為后續課程的知識、能力、素養的實現積累知識儲備和技能基礎。本課程的先修課為：Java程序設計、C程序設計等。課程的內容主要包括：理論部分和實踐部分。理論部分是Python開發的基本概念：主要包括面向對象的編程思想，涵蓋數據類型、字符串、列表、元組、字典、函數、異常、類、對象、繼承、多態，以及數據存儲、網絡編程、網頁爬取等內容；實踐部分是針對前面基礎理論設計的案例實踐，以進一步鞏固理論知識。二、教學目標通過本課程的理論學習和上機實踐，要求學生掌握基于Python開發技術的基礎知識。主要達到以下目標：知識目標：掌握Python開發環境的搭建和使用、字符串、列表、元組、字典、函數、異常、類、對象、繼承、多態，以及數據存儲、網絡編程、網頁爬取等知識點；能力目標：能夠將Python列表、元組、字典、類、數據存儲、網絡編程等理論知識運用到實際的案例開發中；素質目標：培養學生誠實、守信、吃苦耐勞的思想品德；培養學生善于動腦、勤于思考的學習習慣；培養學生規范的軟件代碼編寫習慣；培養學生良好的溝通能力和團隊協作精神。三、課程教學目標與畢業要求之間的對應關系插入課程教學目標與培養規格對應關系矩陣，以附件形式列在課程教學大綱后面四、課程主要內容及學時分配第一章Python語言介紹（共2學時，支撐教學目標eq\o\ac(○,1)）【教學目標】：了解程序設計發展歷程、了解Python代碼規范（0.4學時）熟練掌握Python開發環境IDLE、PyCharm（0.6學時）熟悉簡單的輸入/輸出實現方法。（1學時）【主要內容】：（1）Python語言簡介（2）安裝與配置Python環境（3）Python開發環境IDLE簡介（4）Python基本輸入輸出（5）Python代碼規范【重點】：Python開發環境、程序概念及程序設計的基本過程【難點】：程序設計的基本過程【授課方式】：多媒體理論教學和實驗操作相結合第二章Python語法基礎（共4學時，支撐教學目標eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,2)）【教學目標】：了解Python基本數據類型使用。（0.5學時）掌握各類運算符的含義、優先級，掌握表達式的正確書寫。（1學時）掌握Python序列數據結構。（2.5學時）【主要內容】：（1）Python數據類型（2）常量和變量（3）運算符與表達式（4）序列數據結構【重點】：常見的基本數據類型、輸入輸出、運算符和表達式【難點】：序列數據結構【授課方式】：多媒體理論教學+實驗操作相結合+上機練習第三章Python的流程控制（共2學時+2上機學時，支撐教學目標eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,2)）【教學目標】：三種基本結構的控制及實現，各種流程控制語句的正確使用（1.5學時）②掌握幾種重要算法的設計思想。（0.5學時）【主要內容】：（1）選擇結構程序（2）循環結構程序設計（3）常用算法及應用實例【重點】：循環結構程序設計、常用算法【難點】：常用算法【授課方式】：多媒體理論教學+實驗操作相結合+上機練習第四章函數（共2學時，支撐教學目標eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,2)）【教學目標】：①掌握函數定義與調用方法；理解函數的調用過程；理解實參與形參（1學時）掌握Python的內置函數。（0.5學時）③理解函數調用過程中變量的生命周期和作用域；掌握函數的嵌套調用和遞歸調用。（0.5學時）【主要內容】：（1）函數的定義（2）函數的調用（3）函數的參數（4）閉包和函數的遞歸調用（5）內置函數（6）模塊【重點】：函數的定義、調用、參數傳遞和作用域【難點】：參數傳遞、遞歸的定義和調用【授課方式】：多媒體理論教學+實驗操作相結合+上機練習第五章文件的使用（共2學時+2上機學時，支撐教學目標eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,2)）【教學目標】：理解大量數據處理與文件的關系（0.5學時）理解掌握使用Python在磁盤上創建、讀寫以及關閉文件的基本操作。（1.5學時）【主要內容】：（1）文件概念（2）文件的訪問（3）文件夾的操作【重點】：文件的訪問、文件夾的操作【難點】：文件的訪問【授課方式】：多媒體理論教學+實驗操作相結合+上機練習第六章面向對象程序設計（共2學時+2上機學時，支撐教學目標eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,2)）【教學目標】：理解面向對象程序設計是如何合理地定義和組織類以及類之間的關系，掌握類和對象的定義。（0.5學時）掌握類的繼承、派生與多態。（1.5學時）【主要內容】：（1）面向對象程序設計基礎（2）類和對象（3）類的繼承和多態（4）運算符重載【重點】：類的繼承定義與調用方法【難點】：多態調用方法【授課方式】：多媒體理論教學+實驗操作相結合+上機練習第七章Tkinter圖形界面設計（共4學時+2上機學時，支撐教學目標eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,2)）【教學目標】：掌握Tkinter組件的使用方法。（2.5學時）掌握使用事件處理函數來處理當觸發某個事件時所做的反應（操作）（0.5學時）會使用Canvas繪制圖形界面。（1學時）【主要內容】：（1）Python圖形開發庫（2）常用Tkinter組件的使用（3）Canvas圖形繪制（4）Tkinter字體（5）Python事件處理（6）圖形界面程序設計的應用【重點】：常用Tkinter組件的使用、Python事件處理【難點】：Python事件處理【授課方式】：多媒體理論教學+實驗操作相結合+上機練習第八章Python數據庫應用（共2學時+2上機學時，支撐教學目標eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,2)）【教學目標】：理解數據庫概念以及結構化查詢語言SQL（0.5學時）掌握Python的SQLite3數據庫編程（1.5學時）【主要內容】：（1）數據庫基礎（2）結構化查詢語言SQL（3）SQLite數據庫簡介（4）Python的SQLite3數據庫編程（5）Python數據庫應用案例【重點】：結構化查詢語言SQL以及SQLite使用方法。【難點】：SQLite創建數據庫并對數據庫進行操作【授課方式】：多媒體理論教學+實驗操作相結合+上機練習第九章網絡編程（共2學時+2上機學時，支撐教學目標eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,2)eq\o\ac(○,3)）【教學目標】：理解Socket程序的開發過程（0.2學時）掌握常見的通信協議TCP的發送和接收的實現（1學時）掌握常見的通信協議UDP的發送和接收的實現（0.5學時）了解多線程并發問題處理（0.3學時）【主要內容】：（1）網絡編程基礎（2）TCP編程（3）UDP編程（4）多線程編程（5）網絡編程應用案例【重點】：TCP和UDP的發送和接收【難點】：多線程并發問題處理【授課方式】：多媒體理論教學+實驗操作相結合+上機練習第十章Python爬取網頁信息（共2學時+2上機學時，支撐教學目標eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,2)eq\o\ac(○,3)）【教學目標】：理解urllib網頁爬取的開發過程（1學時）掌握BeautifulSoup4庫處理分析網頁內容（1學時）【主要內容】：（1）網絡編程基礎（2）urllib庫（3）BeautifulSoup庫（4）網絡爬蟲實戰【重點】：urllib網頁爬取【難點】：網頁內容解析處理【授課方式】：多媒體理論教學+實驗操作相結合+上機練習第十一章科學計算和可視化應用（共2學時+2上機學時，支撐教學目標eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,2)eq\o\ac(○,3)）【教學目標】：理解Numpy庫的使用，使用Numpy庫進行數學運算（1學時）掌握Matplotlib繪圖可視化，初步掌握繪制條形圖、餅狀圖、散點圖（1學時）【主要內容】：（1）Numpy庫的使用（2）Matplotlib繪圖可視化（3）Pandas數據處理【重點】：Numpy庫、Matplotlib繪圖可視化【難點】：Numpy庫進行數學運算【授課方式】：多媒體理論教學+實驗操作相結合+上機練習第十二章數據分析（共2學時，支撐教學目標eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,2)eq\o\ac(○,3)）【教學目標】：理解系列(Series)、數據框（DataFrame）的使用（1學時）掌握Pandas統計功能、合并/連接和排序，初步掌握篩選和過濾功能（1學時）③初步掌握Pandas數據處理過程。【主要內容】：（1）系列(Series)的使用（2）數據框（DataFrame）的使用（3）Pandas數據處理過程【重點】：Pandas數據處理過程【難點】：Pandas統計功能、合并/連接、篩選和過濾【授課方式】：多媒體理論教學+實驗操作相結合+上機練習五、課程考核方式期末上機考試60%+結課項目20%+平時作業測試20%教學目標考核方式1.掌握Python開發環境的搭建和使用、Python程序設計基礎、基本圖形界面UI、面向對象程序設計、數據存儲、網絡編程等知識點考查期末上機考試2.能夠將基本圖形界面UI、面向對象程序設計、數據存儲、網絡編程等理論知識運用到實際的案例開發中考查結課項目3.培養學生誠實、守信、吃苦耐勞的思想品德；培養學生善于動腦、勤于思考的學習習慣；培養學生規范的軟件代碼編寫習慣；培養學生良好的溝通能力和團隊協作精神考查結課項目六、教材名稱及主要參考書推薦教材：制訂日期：2020-8-20

本課程總學時46學時，其中：講授環節28學時，實踐環節18學時，具體教學安排如表1所示。表1學時分配與教學方法序號課程內容學時教學方式1Python語言介紹2講授2Python語法基礎4講授3Python的流程控制2講授4函數2講授5文件的使用2講授6面向對象程序設計2講授7Tkinter圖形界面設計4講授8Python數據庫應用2講授9網絡編程和多線程2講授10Python爬取網頁信息2講授11科學計算和可視化應用2講授12Python數據分析2講授13上機1．使用選擇結構編程和循環結構編程2實驗14上機2．函數2實驗15上機3．文件2實驗16上機4．Python面向對象程序設計2實驗17上機5．Tkinter圖形界面設計實踐2實驗18上機6．Python數據庫編程2實驗19上機7．Python網絡爬蟲與信息提取2實驗20上機8．Python數值計算和可視化編程2實驗22上機9：malplotlib庫繪制基本圖形2實驗=SUM(ABOVE)46課程教學目標與畢業要求關系矩陣教學目標畢業要求教學內容1.11.21.32.12.23.13.24.14.25.15.26.16.27.17.28.18.29.19.210.110.211.111.212.112.21LH第1章~第2章2HL第3章~第8章3L第9章~第10章*根據課程對各項指標的支撐強度分別用“H（高）、M（中）、L（弱）”表示，支撐強度的含義是：該課程覆蓋畢業要求指標點的多寡，H至少覆蓋50%，M至少覆蓋30%，L覆蓋少于30%。課程思政內容1.培養學生民族認同感，樹立遠大職業理想。梳理國產操作系統的發展歷史與現狀，包括華為、中興等國產企業在全球市場的崛起，在操作系統領域的新架構，向學生展示中國的信息技術領域成就，增強使命感與榮譽感；通過華為孟晚舟事件、美國的芯片壟斷—引出：民族認同感。黨的十八屆五中全會通過的“十三五”規劃《建議》，明確提出實施網絡強國戰略以及與之密切相關的“互聯網+”行動計劃。國家正著力實現關鍵技術自主可控，為維護國家安全、網絡安全提供技術保障。中國信息化需求巨大，但在一些關鍵技術領域如操作系統、芯片技術、CPU技術等方面，還難以做到自主可控，對國家安全造成威脅。引導學生明確：建設網絡強國，不僅僅是靠網絡技術，還要有軟件技術等其他各類技術的支撐。引導學生作為軟件技術專業的一員，應更加明晰專業人才的培養目標，更加明確專業領域內工作崗位和工作內容的社會價值，自覺樹立遠大職業理想，將職業生涯、職業發展脈絡與國家發展的歷史進程融合起來。2.向學生