Python程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教程（微課版）-教學(xué)大綱

《Python程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教程》教學(xué)大綱建議學(xué)時(shí)：56學(xué)時(shí)（44理論+12上機(jī)）課程教學(xué)目標(biāo)及要求Python是一種計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言，是一種動態(tài)的、面向?qū)ο蟮哪_本語言，隨著版本的不斷更新和語言新功能的添加，越來越多被用于獨(dú)立的、大型項(xiàng)目的開發(fā)。Python應(yīng)用的地方非常廣泛，包括數(shù)據(jù)挖掘、科學(xué)計(jì)算、圖像處理、人工智能等。本課程的目的是使學(xué)生理解Python編程的核心思想，掌握使用Python進(jìn)行應(yīng)用程序設(shè)計(jì)的基本方法和技能，注重培養(yǎng)學(xué)生編程能力、分析問題和解決問題的能力。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠：1、了解Python編碼規(guī)范，能夠編寫出優(yōu)雅的Python程序；2、熟練使用Python的函數(shù)式編程模式；3、熟練運(yùn)用Python內(nèi)置函數(shù)與運(yùn)算符、列表、元組、字典、集合、字符串等基本數(shù)據(jù)類型以及推導(dǎo)式、切片、序列解包等語法來解決實(shí)際問題；4、熟練掌握Python選擇結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)、異常處理結(jié)構(gòu)的語法和應(yīng)用，能夠編寫魯棒性較強(qiáng)的程序；5、熟練掌握函數(shù)設(shè)計(jì)與面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)有關(guān)內(nèi)容，具備一定的代碼復(fù)用和設(shè)計(jì)復(fù)用能力；6、熟練掌握常見文本文件操作；7、了解不同領(lǐng)域的Python擴(kuò)展模塊并能夠解決科學(xué)計(jì)算、GUI、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)可視化等領(lǐng)域中的實(shí)際問題；8、具有一定的代碼調(diào)試與集成能力；9、具有較強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力、資料查閱能力和代碼閱讀能力；10、具有一定的代碼優(yōu)化與安全編程意識和能力。培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度和責(zé)任感，著力提升學(xué)生的信息素養(yǎng)、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，面向未來培養(yǎng)高素質(zhì)人才，為培養(yǎng)未來國家軟件人才打基礎(chǔ)。適用學(xué)科專業(yè)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程基本教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時(shí)安排（一）基本教學(xué)內(nèi)容第1章Python概述與環(huán)境配置【內(nèi)容】Python概述Python下載與安裝Python擴(kuò)展包管理Python編程方式Python集成開發(fā)環(huán)境【基本要求】了解：Python歷史和現(xiàn)狀、特點(diǎn)、應(yīng)用領(lǐng)域、常用IDE理解：Python的編程方式掌握：Python安裝步驟，pip工具使用方法，IDLE和PyCharm基本使用方法【重點(diǎn)與難點(diǎn)】重點(diǎn)：配置Python環(huán)境難點(diǎn)：程序的運(yùn)行方式、開發(fā)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境配置【課程思政】了解計(jì)算機(jī)軟件從業(yè)人員應(yīng)當(dāng)具備的職業(yè)道德守則，為進(jìn)軍軟件行業(yè)做準(zhǔn)備；了解軟件行業(yè)的最新發(fā)展，樹立愛國情、報(bào)國志；引導(dǎo)學(xué)生通過軟件行業(yè)發(fā)展前景，引發(fā)學(xué)生對未來的職業(yè)愿景，激發(fā)學(xué)生對社會主義核心價(jià)值觀的認(rèn)同感。第2章Python語法基礎(chǔ)【內(nèi)容】2.1Python源程序的格式框架2.2運(yùn)算符與表達(dá)式2.3基本輸入輸出函數(shù)2.4模塊【基本要求】了解：Python源程序的格式框架掌握：Python變量的定義和使用、基本輸入輸出函數(shù)的使用、模塊的導(dǎo)入方法【重點(diǎn)與難點(diǎn)】重點(diǎn)：格式框架、變量使用、input()/print()、模塊導(dǎo)入難點(diǎn)：input()和print()的使用、對象引用和共享、身份運(yùn)算符【課程思政】熟練掌握和運(yùn)用標(biāo)識符的命名規(guī)則，告誡學(xué)生在上課學(xué)習(xí)、日常生活和將來的工作崗位中一定要遵守相應(yīng)的制度與規(guī)定，并用以約束和指導(dǎo)自己的行為，以后才能成為合格的社會公民；通過理解運(yùn)算符優(yōu)先級，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到事情處理要分輕重緩急，凡事都要有條理，合理安排，優(yōu)先解決最緊迫的事情，同時(shí)要處理好最重要的事情和最緊急的事情的關(guān)系；通過輸入/輸出函數(shù)的嚴(yán)格格式要求，引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)于律己、寬以待人的處事原則?！旧蠙C(jī)內(nèi)容】實(shí)驗(yàn)一：Python編程基礎(chǔ)練習(xí)（1）熟悉搭建Python開發(fā)環(huán)境及配置；（2）掌握Python基本語法：變量、運(yùn)算符與表達(dá)式、基本輸入輸出、模塊導(dǎo)入；（3）掌握turtle模塊的使用。第3章Python控制結(jié)構(gòu)【內(nèi)容】選擇結(jié)構(gòu)循環(huán)結(jié)構(gòu)異常【基本要求】了解：程序設(shè)計(jì)知識初步、程序的錯(cuò)誤理解：程序的控制結(jié)構(gòu)及break和continue循環(huán)控制語句掌握：單分支/雙分支/多分支結(jié)構(gòu)、遍歷循環(huán)/無限循環(huán)等常用循環(huán)結(jié)構(gòu)、異常處理與程序調(diào)試【重點(diǎn)與難點(diǎn)】重點(diǎn)：程序的控制結(jié)構(gòu)及break和continue循環(huán)控制語句難點(diǎn)：異常處理與程序調(diào)試【課程思政】選擇結(jié)構(gòu)：教育學(xué)生在人生的道路中，尊重事實(shí)、合理選擇，引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的世界觀、人生觀、價(jià)值觀，要因時(shí)因地做出最適合自己的選擇；循環(huán)語句：教育學(xué)生循環(huán)的本質(zhì)是一直重復(fù)，但并不是無條件的重復(fù)，從而體現(xiàn)“量變引起質(zhì)變”的馬克思哲學(xué)觀，培養(yǎng)學(xué)生持之以恒，百折不撓，不斷打磨專業(yè)能力的品質(zhì)和工匠精神；異常：教育學(xué)生失之毫厘謬以千里，培養(yǎng)學(xué)生做事細(xì)心嚴(yán)謹(jǐn)、精益求精的工匠精神，引導(dǎo)學(xué)生生活中遇到困難或者異常時(shí)，要積極想辦法，不鉆牛角尖，要懂得未雨綢繆?！旧蠙C(jī)內(nèi)容】實(shí)驗(yàn)二：Python控制結(jié)構(gòu)練習(xí)掌握Python選擇結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)的使用；掌握Python異常的處理方法；掌握內(nèi)置庫：time/datetime/random庫的使用。第4章序列、集合和字典【內(nèi)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、集合和字典的使用場景掌握：序列、集合和字典對象的創(chuàng)建和操作方法【重點(diǎn)與難點(diǎn)】重點(diǎn)：序列、集合、字典的使用難點(diǎn)：切片操作、字典的使用【課程思政】列表、元組：引導(dǎo)學(xué)生體會個(gè)體與集體的關(guān)系，一個(gè)集體的成功，離不開許多人奉獻(xiàn)，只有每個(gè)人都努力發(fā)光發(fā)熱，集體才會爆發(fā)出大能量；集合：引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識自我的獨(dú)特性，肯定自己的與眾不同之處，積極發(fā)揮個(gè)人優(yōu)勢；字典：引導(dǎo)學(xué)生思考未來，鍵是目標(biāo)方向，值為努力結(jié)果，啟示學(xué)生明確目標(biāo)，用行動填充價(jià)值，成就人生?！旧蠙C(jī)內(nèi)容】實(shí)驗(yàn)三：Python組合數(shù)據(jù)練習(xí)掌握Python組合數(shù)據(jù)類型的基本操作；掌握Python組合數(shù)據(jù)的排序方法；掌握內(nèi)置函數(shù)：sum()/len()等的使用。第5章自定義函數(shù)【內(nèi)容】5.1函數(shù)概述5.2函數(shù)的定義與調(diào)用5.3函數(shù)返回值5.4參數(shù)傳遞5.5變量作用域5.6高階函數(shù)【基本要求】了解：匿名函數(shù)；閉包理解：函數(shù)基本概念、返回值的含義、參數(shù)傳遞的方法、變量作用域的影響掌握：函數(shù)的定義與使用方法、lambda表達(dá)式的用法、map()等高級功能函數(shù)的使用方法【重點(diǎn)與難點(diǎn)】重點(diǎn)：函數(shù)定義、參數(shù)傳遞、變量的作用域難點(diǎn)：返回值作用、任務(wù)的分解及程序的模塊化【課程思政】通過函數(shù)的功能封裝特點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生體會“化繁為簡，分而治之”的道理，培養(yǎng)學(xué)生的工程項(xiàng)目分析能力、組織管理能力，同時(shí)也可以加強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力，增強(qiáng)團(tuán)結(jié)、合作意識和統(tǒng)籌意識，分工合作，克服困難?！旧蠙C(jī)內(nèi)容】實(shí)驗(yàn)四：Python自定義函數(shù)的運(yùn)用掌握自定義函數(shù)定義和調(diào)用；掌握函數(shù)參數(shù)傳遞的方法；掌握map()/filter()等高階函數(shù)的使用方法。第6章Python文件操作【內(nèi)容】6.1文件概述6.2文本文件操作6.3CSV文件操作6.4目錄操作【基本要求】了解：文件編碼、文本文件與二進(jìn)制文件理數(shù)：數(shù)據(jù)處理及文件與目錄操作的基本方法掌握：文件打開、讀寫和關(guān)閉，文本文件與CSV文件格式的讀取與寫入【重點(diǎn)與難點(diǎn)】重點(diǎn)：文件打開、讀寫和關(guān)閉難點(diǎn)：文件讀寫【課程思政】通過文件的“輸入-數(shù)據(jù)處理-輸出”的過程，引導(dǎo)學(xué)生體會“厚積薄發(fā)”的道理，注重文化修養(yǎng)、道德修養(yǎng)、計(jì)算思維、編程思維、邏輯思維、辯證思維等的“輸入”，為社會“輸出"人生價(jià)值，為國家發(fā)展貢獻(xiàn)力量。?【上機(jī)內(nèi)容】實(shí)驗(yàn)五：Python文件操作練習(xí)掌握文本文件、CSV文件的讀寫操作；掌握內(nèi)置庫：os/shutil庫對目錄的管理方法；掌握第三方庫：Matplotlib/jieba/wordcloud庫的使用。第7章Python面向?qū)ο缶幊獭緝?nèi)容】7.1面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)概念7.2類的定義與對象的使用7.3封裝7.4繼承7.5多態(tài)【基本要求】了解：類和對象的含義、面向?qū)ο缶幊痰娜筇卣骼頂?shù)：類的不同屬性/方法的應(yīng)用場景、魔術(shù)方法掌握：類的定義與對象的使用、派生子類的方法、多態(tài)的使用【重點(diǎn)與難點(diǎn)】重點(diǎn)：類的定義、對象的使用、派生類設(shè)計(jì)難點(diǎn)：實(shí)例屬性、對象初始化、多態(tài)的含義【課程思政】通過封裝類、組織對象完成功能的過程，引導(dǎo)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識，了解成員間溝通交流的藝術(shù)，學(xué)會團(tuán)隊(duì)協(xié)作共贏；通過類的繼承，教育學(xué)生繼承長輩的優(yōu)秀品質(zhì)并努力創(chuàng)新，弘揚(yáng)中國優(yōu)秀文化傳承，使學(xué)生更加文化自信；通過類的組合，使學(xué)生體會整體與部分的辯證哲學(xué)思維。?【上機(jī)內(nèi)容】實(shí)驗(yàn)六：Python面向?qū)ο缶幊叹毩?xí)（1）掌握Python類的定義；（2）掌握Python對象的創(chuàng)建、初始化和使用；（3）掌握Python派生子類的方法。第8章PythonGUI編程【內(nèi)容】8.1PythonGUI編程概述8.2tkinter布局8.3事件綁定8.4tkinter庫常用控件【基本要求】了解：窗口、控件、事件等核心組件在GUI設(shè)計(jì)中的作用理解：事件處理機(jī)制在GUI編程中的應(yīng)用掌握：tkinter模塊中創(chuàng)建的基本窗口方法、添加和管理控件的方法、處理控件事件的方法【重點(diǎn)與難點(diǎn)】重點(diǎn)：GUI程序基本原理、控件的使用難點(diǎn)：事件綁定與處理【課程思政】通過學(xué)習(xí)如何將不同的界面元素有效組合，引導(dǎo)學(xué)生理解團(tuán)隊(duì)協(xié)作的重要性；通過設(shè)計(jì)直觀、易于操作的界面，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)生在技術(shù)實(shí)現(xiàn)中考慮用戶需求，培養(yǎng)對用戶和社會的關(guān)懷。第9章Python應(yīng)用數(shù)據(jù)庫編程【內(nèi)容】9.1sqlite3編程概述9.2sqlite3常用API【基本要求】理解：使用sqlite3模塊開發(fā)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用的一般流程掌握：sqlite3模塊基本API的使用方法【重點(diǎn)與難點(diǎn)】重點(diǎn)：sqlite3API的使用難點(diǎn)：游標(biāo)對象的使用、查詢結(jié)果的遍歷【課程思政】通過學(xué)習(xí)如何正確地使用sqlite3模塊管理數(shù)據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生遵守相關(guān)法律法規(guī)，保護(hù)數(shù)據(jù)安全；通過強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性，引導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)對工作的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度和責(zé)任感。（二）教學(xué)學(xué)時(shí)安排序號課程內(nèi)容理論講授實(shí)踐性環(huán)節(jié)合計(jì)上機(jī)討論參觀1Pyt