Python編程基礎(chǔ)與應(yīng)用-課程標準

1、 Python編程基礎(chǔ)與應(yīng)用課程標準表i課程基本信息課程代碼課程歸屬理論課程必修課程課程類型理實課程課程性質(zhì)限選課程實踐課程任選課程公共課課程類型專業(yè)課適用專業(yè)任選課課時64學分4執(zhí)筆人時間審核人時間1課程性質(zhì)和課程設(shè)計課程定位與作用本課程是*專業(yè)的專業(yè)核心課程。通過對本門課程的學習，使學生系統(tǒng)地獲 得一門人工智能中常用的數(shù)據(jù)分析處理編程語言，掌握基本的編程技能，并注重培養(yǎng)學生抽象分析問題和設(shè)計算法、編程實現(xiàn)解決問題的能力和常見的程序設(shè)計 能力、排錯能力以及Python軟件包查找、使用能力，從而使學生學會利用程序 語言去建模、解決一些人工智能、智能控制方面的數(shù)據(jù)處理問題。課程設(shè)計基本理念作為一

2、門實踐性很強的專業(yè)核心課， 通過真題真做、綜合實踐的形式，簡化 基礎(chǔ)理論的講解和分析，依據(jù)工學結(jié)合、學練結(jié)合的原則，培養(yǎng)學生職業(yè)素養(yǎng)和 職業(yè)能力，基本理念如下：(1)通過工學結(jié)合、綜合實踐練習，能夠掌握 Python基礎(chǔ)語法，能夠應(yīng)用 Python語言編程解決人工智能、智能控制等相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用問題。(2)通過綜合實踐練習，能夠理論聯(lián)系實際，提升分析問題與解決問題的 能力。課程設(shè)計思路本課程采用線上線下混合教學模式， 授課過程用翻轉(zhuǎn)課堂等創(chuàng)新形式，通過 本課程的學習，使學生“真題真做”，引入企業(yè)導師參與授課，教學項目采用來 自企業(yè)真實項目，盡量做到。它對于培養(yǎng)學生的工程意識、邏輯思維、編程素質(zhì)和

3、項目管理能力具有極為重要的意義。 培養(yǎng)學生綜合運用所學知識、解決實際問 題的能力，為成為工程人員打下良好的應(yīng)知應(yīng)會基礎(chǔ)。2課程目標1總目標通過任務(wù)引領(lǐng)型的項目?S動，掌握人工智能 Python程序設(shè)計語言以及基本 程序設(shè)計、實現(xiàn)和調(diào)試方法等基礎(chǔ)知識，培養(yǎng)學生實踐能力、抽象思維、邏輯推 理、自己獲取知識，應(yīng)用Python知識解決實際問題等方面的能力，以提高依靠 程序處理數(shù)據(jù)的能力。2具體目標知識目標了解人工智能的概念、內(nèi)容和方法；熟練區(qū)分選擇語句、循環(huán)語句、循環(huán)控制語句；熟練掌握多種文件及文件夾操作的函數(shù)和模塊；熟悉GUI基礎(chǔ)知識和tkinter 控件。能力目標能夠進行Python交互式解釋執(zhí)行

4、與腳本式解釋運行；能進行各種序列的創(chuàng)建、操作；能采用多種結(jié)構(gòu)化設(shè)計解決復雜問題；能夠使用各種庫和模塊進行交互界面和爬蟲程序編寫。素質(zhì)目標了解課程思政的學習必要性和作用，提高學生對職業(yè)教育、職業(yè)素養(yǎng)方面的 正確認知；通過熟悉中國制造2025的主要內(nèi)容及作用地位，培養(yǎng)學生對中國創(chuàng)新發(fā)展 的主觀意識；了解工匠精神的內(nèi)在價值與含義，培養(yǎng)學生專注、專研的意識與素養(yǎng)；了解校園文化與企業(yè)文化的基本內(nèi)容， 培養(yǎng)學生校園文化認同感和企業(yè)文化 的歸屬感。3課程學習內(nèi)容表2課程內(nèi)容與課時序號教學單元課時安排小計理論實踐1人工智能導入4222Python編程入門8443Python序列操作8444結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計844

5、5Python函數(shù)、模塊與類8446文件及文件夾操作8447交互界囿設(shè)計12668網(wǎng)絡(luò)爬蟲應(yīng)用844合計6424404單元教學設(shè)計與要求教學單元一：人工智能導入單元學時：4學時(1)學習任務(wù)：通過探索人工智能在智能控制、智能決策、智能設(shè)計與制造中的典型應(yīng)用場 景，掌握人工智能的概念、內(nèi)容和方法。知識目標：了解人工智能的概念。了解人工智能應(yīng)用的方法。熟悉人工智能的內(nèi)容。(3)技能目標：能夠辨析人工智能的典型應(yīng)用場景。能夠用圖示來闡述智能機器人的工作原理。素質(zhì)目標：培養(yǎng)學生嚴謹理性、精益求精、實事求是的工程素養(yǎng)和工匠精神。(5)重點：人工智能在智能控制、智能決策、智能設(shè)計與制造中的典型應(yīng)用(6)難

6、點：智能機器人的實現(xiàn)原理(7)教學方法與建議：翻轉(zhuǎn)課堂，結(jié)合在線課程的學習。(8)課外作業(yè)：根據(jù)要求，認真完成人工智能應(yīng)用調(diào)研。教學單元二：Python編程入門單元學時：8學時(1)學習任務(wù)：在Python語言開發(fā)環(huán)境的配置之后，通過交互式解釋執(zhí)行與腳本式解釋運 行，相應(yīng)的Python語句就可以輸出使用者的預期效果；學習包括標識符、縮進 和冒號、引號、注釋等在內(nèi)的語法規(guī)則，基本數(shù)據(jù)類型，基本輸入輸出函數(shù)和運 算符等入門知識，并熟練使用。知識目標：基本掌握Python的程序結(jié)構(gòu)特點和語法規(guī)則。基本了解兩種基本輸入輸出函數(shù)。熟練掌握Python的基本數(shù)據(jù)類型。熟練掌握運算符優(yōu)先級。技能目標：能夠進

7、行Python交互式解釋執(zhí)行與腳本式解釋運行。能夠判斷變量與常量。能夠進行字符串及其基本操作。能夠用input函數(shù)、print函數(shù)實現(xiàn)簡單編程。素質(zhì)目標：培養(yǎng)計算機編程意識，并能正確對待人工智能在應(yīng)用過程的利弊，充分認識到人工智能的重要性和科學性。(5)重點：Python數(shù)據(jù)類型及其轉(zhuǎn)換Python的位運算Python的比較運算(6)難點：字符串及其基本操作Python邏輯運算符的應(yīng)用Python三目運算符的應(yīng)用(7)教學方法與建議：翻轉(zhuǎn)課堂，結(jié)合在線課程的學習，仿真 +實操。(8)課外作業(yè)：根據(jù)要求，認真完成程序編制。教學單元三：Python序列操作單元學時：8學時(1)學習任務(wù)：通過學習，

8、要求掌握序列的基本概念，通過編程來進行序列的創(chuàng)建、操作, 重新定義復合數(shù)據(jù)類型，用于組織形成其它數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。知識目標：基本了解序列及和序列相關(guān)的內(nèi)置函數(shù)?；菊莆樟斜?、元組和“可變的 tuple元組。熟練掌握字符串的操作方法。熟練掌握字典和集合的概念與異同點。技能目標：能進行列表創(chuàng)建和列表基本操作。能熟練掌握元組的應(yīng)用。能進行字符串的復雜運算。能進行字典和集合的創(chuàng)建與應(yīng)用。素質(zhì)目標：從工程實訓的角度出發(fā)理解不同行業(yè)對于人工智能編程有著不同的需求，掌握需求分析是介于系統(tǒng)分析和工程設(shè)計階段之間的橋梁。(5)重點：通過序列內(nèi)置函數(shù)進行序列的排序等運算列表、元組、集合和字典的索引(6)難點：列表的嵌套使

9、用集合的交集、并集、差集運算(7)教學方法與建議：翻轉(zhuǎn)課堂，結(jié)合在線課程的學習，仿真 +實操。(8)課外作業(yè)：根據(jù)要求，認真完成多種序列的操作。教學單元四：結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計單元學時：8學時(1)學習任務(wù)：通過學習選擇語句、循環(huán)語句、循環(huán)控制語句。知識目標：了解程序設(shè)計與算法的基本概念。熟悉結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的基本要點。技能目標：能用if語句構(gòu)成選擇結(jié)構(gòu)解決分支程序設(shè)計。能熟練應(yīng)用while語句解決循環(huán)程序設(shè)計。能采用選擇與循環(huán)實現(xiàn)序列操作。素質(zhì)目標：培養(yǎng)軟件工匠精神，在潛移默化中培育社會主義核心價值觀。(5)重點：程序設(shè)計常見解決思路范圍及for循環(huán)控制循環(huán)控制語句采用多種結(jié)構(gòu)化設(shè)計解決復雜問題的思

10、路(6)難點：if語句嵌套來實現(xiàn)分支結(jié)構(gòu)編程循環(huán)嵌套解決復雜結(jié)構(gòu)編程采用選擇與循環(huán)實現(xiàn)序列操作(7)教學方法與建議：通過虛擬軟件工程提出方案、程序編制和實施的形式，讓講述更形象(8)課外作業(yè)：根據(jù)要求，認真完成程序與文檔說明。教學單元五：Python函數(shù)、模塊與類單元學時：4學時(1)學習任務(wù)：通過學習，要求了解豐富的系統(tǒng)函數(shù)與模塊，還會建立自已的函數(shù)與模塊，同時面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計掌握類的聲明、 對象的創(chuàng)建與使用等內(nèi)容。學會使用繼承 父類后子類可以獲得父類所擁有的方法和屬性，并添加新的屬性和方法來滿足新 事物的需求。知識目標：了解函數(shù)的形式參數(shù)、實際參數(shù)、關(guān)鍵字參數(shù)和默認值參數(shù)熟練掌握函數(shù)的局部

11、變量與全局變量基本了解類的構(gòu)造方法熟練掌握模塊的導入與常用模塊技能目標：能夠?qū)瘮?shù)進行定義，并進行調(diào)用能夠使用匿名函數(shù)lambda表達式能夠?qū)肽K，并采用時間和日期處理模塊進行編程能夠使用random庫、string模塊等進行復雜程序編寫素質(zhì)目標：樹立良好的職業(yè)道德和敬業(yè)精神，擁有踏實肯干、認真負責的工作精神。(5)重點：函數(shù)的局部變量與全局變量的使用模塊的綜合應(yīng)用(6)難點：遞歸函數(shù)的編寫類的封裝與繼承(7)教學方法與建議：通過使用手冊查找模塊、函數(shù)等形式，讓學生在自學中找到發(fā)現(xiàn)知識的奧秘。(8)課外作業(yè)：根據(jù)要求，認真完成函數(shù)及其說明文檔。教學單元六：文件及文件夾操作單元學時：4學時(1

12、)學習任務(wù)：通過學習，要求了解打開文件、讀取和追加數(shù)據(jù)、插入和刪除數(shù)據(jù)、關(guān)閉文 件、刪除文件等基本函數(shù)功能，掌握os模塊、shutil模塊，采用文件異常處理, 以及EXCELC件的打開、讀取和修改等功能。知識目標：了解文件的定義和文件操作的幾個常見函數(shù)。了解文件編程中with as用法。掌握shutil模塊的復制功能、壓縮解壓功能掌握EXCE及件操作的庫函數(shù)。技能目標：能夠編寫打開文件、讀取文件、寫入文件的語句能夠?qū)XCELC件進行打開、讀取和修改動作。素質(zhì)目標：樹立良好的團隊意識和合作精神。(5)重點：打開文件、讀取文件、寫入文件的應(yīng)用導入os模塊、shutil模塊解決復雜程序編寫(6)難

13、點：shutil模塊的文件和文件夾的移動和改名文件異常處理方式Excel文件操作(7)教學方法與建議：通過使用手冊查找參數(shù)形式，發(fā)展學生自學。(8)課外作業(yè)：根據(jù)要求，認真完成電路圖繪制與說明。教學單元七：交互界面設(shè)計單元學時：12學時(1)學習任務(wù)：通過學習，要求導入tkinter 模塊；中請frame或Toplevel控件作為容器 使用；創(chuàng)建其他控件；通過 GM(geometry manager)管理整個控件區(qū)域組織。用 tkinter 可以編寫Python的IDLE界面，對于其他簡單的圖形界面也能應(yīng)付自如。 知識目標：了解GUI基礎(chǔ)知識。熟練掌握tkinter控件的屬性與函數(shù)。熟練掌握m

14、essagebox模塊的應(yīng)用方法(3)技能目標：能夠采用4步法創(chuàng)建tkinter窗口。能夠利用tkinter 模塊制作計算器和BOM錄入界面。素質(zhì)目標：培養(yǎng)對科學技術(shù)的興趣，增強學習愿望，具有促進學生全面而富有個性的發(fā) 展。(5)重點：tkinter模塊的按鈕 Button、文本框控件 Entry、復選框Checkbuttontkinter模塊的菜單Menu(6)難點：messagebox 塊simpledialog 模塊(7)教學方法與建議：通過使用手冊查找參數(shù)形式，發(fā)展學生自學。(8)課外作業(yè)：根據(jù)要求，認真完成電路圖繪制與說明。教學單元八：網(wǎng)絡(luò)爬蟲應(yīng)用單元學時：8學時(1)學習任務(wù)：通過

15、學習，要求能通過程序模擬瀏覽器請求站點的行為，把站點返回的HTML代碼爬到本地，進而提取自己需要的數(shù)據(jù)，存放起來使用。知識目標：了解OSI參考模型、TCP/IP模型urllib 模塊的應(yīng)用BeautifulSoup技能目標：根據(jù)爬蟲的定義與基本流程進行基本要素的爬取素質(zhì)目標：增強質(zhì)量意識、效益意識和新技術(shù)意識，培養(yǎng)積極服務(wù)社會的責任感。(5)重點：urllib.request 模塊urllib.parse 模塊BeautifulSoup標簽定位方法BeautifulSoup標簽選擇器(6)難點：爬蟲的定義與基本流程使用標準庫解析分析網(wǎng)頁輸出使用lxml解析庫分析網(wǎng)頁輸出(7)教學方法與建議：通

16、過使用手冊查找參數(shù)形式，發(fā)展學生自學。(8)課外作業(yè)：根據(jù)要求，認真完成程序編制與說明。5實施建議教師基本要求教學團隊每位教師要有新一代信息技術(shù)相關(guān)的基礎(chǔ)知識，具備計算機編程、 PLC編程等相關(guān)能力，最好具備企業(yè)實踐經(jīng)歷。校內(nèi)外實踐教學條件要求校內(nèi)實訓基地條件要求：具備50臺計算機的機房，配置Python 3.8以上編 程環(huán)境。校外實訓基地條件要求：具有承接人工智能、智能控制方面的業(yè)績，并能提 供至少20個實習工位。教學方法建議在教學過程中，通過概念引入、直觀示例和錯誤分析等方法和現(xiàn)代教育手段逐步提高學生的Python程序設(shè)計能力和探索創(chuàng)新的精神。同時，要對 Python 常見的數(shù)據(jù)處理應(yīng)用等，予以足夠的重視，使學生在學完本課程后，對類似的數(shù) 據(jù)處理有分析、解決的能力。線上線下混合教學模式，理論與實踐相結(jié)合，增加 在線課程的學習，課后作業(yè)和課堂考核。教學評價、考核要求總成績=平時上課（10%）+在線課程（10