Python程序設計教與學 教學大綱 周方

Python程序設計教與學教學大綱程名稱：Python程序設計課程編碼：學

時：學

分：適用專業(yè)：計算機及非計算機大類專業(yè)先修課程：執(zhí)筆人：審定人：

一、課程的性質(zhì)與任務1．Python是一款用于數(shù)據(jù)統(tǒng)計、分析、可視化等任務，以及機器學習、人工智能等領域的高效開發(fā)語言。它能滿足幾乎所有數(shù)據(jù)挖掘下所需的數(shù)據(jù)處理、統(tǒng)計模型和圖表繪制等功能需求。大量的第三方模塊所支持的內(nèi)容涵蓋了從統(tǒng)計計算到機器學習，從金融分析到生物信息，從社會網(wǎng)絡分析到自然語言處理，從各種數(shù)據(jù)庫各種語言接口到高性能計算模型等領域。隨著大數(shù)據(jù)時代的來臨，數(shù)據(jù)挖掘?qū)⒏訌V泛地滲透到各行各業(yè)中去，而完全面向?qū)ο蟮腜ython的教學工作也將成為高校中數(shù)學和統(tǒng)計學等專業(yè)的重點發(fā)展對象，這是大數(shù)據(jù)時代下的必然趨勢。2．通過本課程的學習，使學生學會Python開發(fā)環(huán)境的搭建、Python基礎入門、函數(shù)、面向?qū)ο缶幊?、實用模塊和圖表繪制，為將來從事數(shù)據(jù)挖掘以及后續(xù)課程的學習和數(shù)據(jù)挖掘開發(fā)、科研業(yè)務奠定基礎。二、教學目標1.知識目標了解：Python的發(fā)展歷史和特點、Python中包含的數(shù)據(jù)類型、函數(shù)的基本概念。（課外自學）理解：Python程序面向?qū)ο蟮某绦蚪Y(jié)構(gòu)框架以及Python的開發(fā)過程、Python文件基礎等。（講授+課堂自學）掌握：pyhton的基礎語法，程序流程控制語句，序列中的列表、元組、映射中的字典以及集合等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，函數(shù)等。（講授）2.能力目標通用能力：（1）培養(yǎng)學生對于Python等計算機語言的理解和運用的能力。（2）培養(yǎng)學生分析問題，將解決問題的步驟用Python語言進行程序化等方面綜合運用能力和創(chuàng)新意識。（3）培養(yǎng)自學能力和興趣，增強自主學習的能力。（4）培養(yǎng)學生從多方面思考解決問題的能力實現(xiàn)方式：授課+課堂討論+作業(yè)+實驗實訓+網(wǎng)絡學習核心能力：培養(yǎng)學生的邏輯思維和抽象思維能力，掌握計算機解決問題的方法，能夠理論聯(lián)系實際，對于基本的語法知識和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)熟練運用的能力等。實現(xiàn)方式：任務驅(qū)動、案例導向、開展第二課堂。3.素質(zhì)目標通用素質(zhì)：善于跟同學交流學習，合作探究問題發(fā)揮學習的主觀能動性，提高解決問題的效率。樹立實事求是、認真治學的學習態(tài)度。實現(xiàn)方式：嚴格考勤，加大過程考核力，注重實驗環(huán)節(jié)，優(yōu)化考核方式。核心素質(zhì)：培養(yǎng)編程的基本能力，形成基本的計算機思維。實現(xiàn)方式：優(yōu)化教學內(nèi)容，采用多元化的教學方法，理論與實踐有機結(jié)合，注重的學生自主學習與協(xié)作式學習。

三、主要的教學方法《Python程序設計》的教學中應注意理論與實踐的結(jié)合，一方面要把基本知識講透，一方面要讓學生掌握基本技能去解決實際問題。授課過程中應嚴格遵循“教、學、做合一”的原則，改變以教師講課為中心的傳統(tǒng)教學模式，真正做到以學生為主體，教師為主導，在教學過程中，注重“教”與“學”的互動，通過任務驅(qū)動與課堂演示相結(jié)合，激發(fā)學生的學習興趣。在教學方法上主要采用任案例教學法、分組討論法、程序驗證法等多種“以學生為主體”的教學方法。使用PPT等教學文件多方面，多層次的進行講授。

四、教學內(nèi)容的學時分配教學內(nèi)容學時分配備注一Python概述2講授+演示二Python基礎4講授+演示三流程控制語句4講授+演示四字符串與正則表達式6講授+演示五復合數(shù)據(jù)類型4講授+演示六函數(shù)6講授+演示七異常處理4講授+演示八面向?qū)ο缶幊?講授+演示九文件處理4講授+演示十模塊4講授+演示十一數(shù)據(jù)庫編程6講授+演示十二數(shù)據(jù)可視化4講授+演示十三綜合案例4講授+自學

五、主要教學內(nèi)容第一章

Python概述

(2學時)1、重點：Python的特點，Python開發(fā)環(huán)境的配置。2、難點：Python環(huán)境配置。3、知識與能力：教學內(nèi)容企業(yè)標準知識能力1.1

Python簡介

(1學時)1.1.1Python的發(fā)展史1.1.2Python的特點★1.1.3Python的應用領域1.2搭建Python開發(fā)環(huán)境★

(1學時)1.2.1Python的安裝

1.2.2Python程序的運行方式1.3集成開發(fā)環(huán)境1.3.1PyCharm的下載與安裝1.3.2PyCharm的使用1.4實訓案例

了解Python特點掌握Python在各個環(huán)境下的安裝程序,了解Python的框架結(jié)構(gòu)，為后面各章的學習做準備▲備注：★——核心知識點，▲——核心能力，*--創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)內(nèi)容（下同）4、核心知識和核心能力的實現(xiàn)方式及過程考核方式：核心知識或核心能力實現(xiàn)方式過程考核方式1▲掌握Python語言特點及安裝過程講授課堂考核2▲掌握Python程序的上機運行過程講練結(jié)合上機操作

第二章

Python基礎

(4學時)1、重點：輸入輸出函數(shù)，數(shù)字類型，各類運算符。2、難點：各類運算符的運算規(guī)則及其優(yōu)先級。3、知識與能力：教學內(nèi)容企業(yè)標準知識能力2.1程序風格

(1學時)2.1.1代碼縮進2.1.2代碼注釋2.1.3語句換行2.2變量與數(shù)據(jù)類型2.2.1標識符和關鍵字2.2.2數(shù)據(jù)類型2.2.3變量創(chuàng)建與賦值2.3數(shù)字類型（Number）★

(1學時)2.3.1整型(int)2.3.2浮點型(float)2.3.3布爾型(bool)2.3.4復數(shù)型(complex)2.3.5

type函數(shù)及類型轉(zhuǎn)化2.1程序的輸入與輸出★2.1.1輸出函數(shù)print()2.1.2輸入函數(shù)input()2.5運算符★2.5.1算術運算符

(1學時)2.5.2賦值運算符2.5.3比較運算符2.5.4邏輯運算符

(1學時)2.5.5成員運算符

2.5.6身份運算符2.5.7按位運算符2.5.8運算符優(yōu)先級2.6實訓案例

▲掌握Python中的輸入輸出函數(shù)▲掌握數(shù)字類型特征▲養(yǎng)成良好的編程習慣及編程風格▲掌握Python的各類運算符規(guī)則

4、核心知識和核心能力的實現(xiàn)方式及過程考核方式：核心知識或核心能力實現(xiàn)方式過程考核方式1數(shù)值型變量的介紹與簡單操作★講授課堂考核2▲輸入輸出函數(shù)的用法及定義講練結(jié)合上機操作3▲掌握Python的運算符規(guī)則講練結(jié)合上機操作

第三章

流程控制語句

(6學時)1、重點：if-elif-else選擇結(jié)構(gòu)及嵌套，for-while循環(huán)結(jié)構(gòu)，嵌套循環(huán)和break、continue、pass語句的含義2、難點：if-elif-else選擇結(jié)構(gòu)及嵌套，for-while循環(huán)結(jié)構(gòu)，嵌套循環(huán)。3、知識與能力：教學內(nèi)容企業(yè)標準知識能力3.1程序表示方法

(2學時)3.1.1程序流程圖3.1.2基本結(jié)構(gòu)流程圖3.1.3流程圖應用3.2順序結(jié)構(gòu)3.3分支結(jié)構(gòu)★3.3.1if單分支3.3.2if-else雙分支3.3.3if-elif-else多分支3.3.4嵌套分支3.4循環(huán)結(jié)構(gòu)★

(2學時)3.4.1while循環(huán)3.4.2for循環(huán)3.4.3嵌套循環(huán)3.4.4循環(huán)控制---break，continue和pass1.能熟練編寫各種結(jié)構(gòu)的程序解決實際問題2.▲掌握循環(huán)語句、break、continue和pass語句3.▲熟練掌握組合語句的編寫和應用掌握多變量迭代和列表解析的用法4、核心知識和核心能力的實現(xiàn)方式及過程考核方式：核心知識或核心能力實現(xiàn)方式過程考核方式1if語句的基本形式與語法★講授課堂考核2for循環(huán)語句★講授課堂考核3條件和循環(huán)的組合★講練結(jié)合上機操作4▲掌握循環(huán)語句、break、continue和pass語句講練結(jié)合上機操作

第四章

字符串與正則表達式

(4學時)1、重點：字符串的定義及創(chuàng)建，字符串格式化操作和字符串處理函數(shù)或方法。2、難點：字符串格式化操作及字符串處理函數(shù)或方法，正則表達式的使用。3、知識與能力：教學內(nèi)容企業(yè)標準知識能力4.1字符串的創(chuàng)建

(2學時)4.1.1定義字符串4.1.2轉(zhuǎn)義字符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字符串的處理★

(2學時)4.3.1字符串基本操作4.3.2字符串處理函數(shù)4.3.3字符串處理方法4.4正則表達式

(2學時)

4.4.1正則表達式的基礎方法

4.4.2正則表達式的應用4.5實訓案例▲掌握Python中的格式化▲掌握字符串的處理函數(shù)及方法

4、核心知識和核心能力的實現(xiàn)方式及過程考核方式：核心知識或核心能力實現(xiàn)方式過程考核方式1▲掌握Python中的格式化講練結(jié)合上機操作2▲掌握字符串的處理函數(shù)及方法講練結(jié)合上機操作

第五章

復合數(shù)據(jù)類型

(4學時)1、重點：Python數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的組成，列表、元組、字典和集合的概念，基本操作和相關函數(shù)及特性。2、難點：列表、元組、字典和集合的基本操作和相關函數(shù)及特性。3、知識與能力：教學內(nèi)容企業(yè)標準知識能力5.1序列、映射和集合5.2列表★

(2學時)5.2.1列表的創(chuàng)建5.2.2列表的操作5.2.3列表的應用5.3元組5.3.1元組的創(chuàng)建5.3.2元組的操作5.3.3元組的應用5.4字典★

(2學時)5.4.1字典的創(chuàng)建5.4.2字典的操作5.4.3字典的應用5.5集合5.5.1集合的創(chuàng)建5.5.2集合的操作5.5.3集合的運算5.5.4集合的應用5.6實訓案例1.掌握列表、元組、字典和集合的概念和基本操作▲2.能夠運用復合數(shù)據(jù)類型，解決相關數(shù)據(jù)問題4、核心知識和核心能力的實現(xiàn)方式及過程考核方式：核心知識或核心能力實現(xiàn)方式過程考核方式1列表的創(chuàng)建與索引★講授課堂考核2創(chuàng)建元組★講授課堂考核3創(chuàng)建字典并提取字典元素★講練結(jié)合上機操作4▲掌握列表、元組、字典和集合的概念和基本操作講練結(jié)合上機操作

第六章

函數(shù)

(6學時)1、重點：掌握函數(shù)返回值及參數(shù)的使用方法，推導式的使用方法。2、難點：掌握函數(shù)參數(shù)的使用方法，全局變量及局部變量區(qū)別，yield關鍵字。3、知識與能力：教學內(nèi)容企業(yè)標準知識能力6.1函數(shù)概述

(2學時)6.2函數(shù)基礎語法6.2.1函數(shù)的定義6.2.2函數(shù)的調(diào)用6.2.3函數(shù)返回值6.3函數(shù)的參數(shù)

★6.3.1位置參數(shù)6.3.2關鍵字參數(shù)6.3.3默認參數(shù)6.3.4不定長參數(shù)6.3.5混合參數(shù)6.4變量作用域

(2學時)6.4.1局部變量6.4.2全局變量6.4.3LEGB規(guī)則6.5yield關鍵字6.5.1迭代器6.5.2推導式6.5.3函數(shù)生成器6.6函數(shù)的特殊形式

(2學時)6.6.1匿名函數(shù)6.6.2遞歸函數(shù)6.7實訓案例1.理解函數(shù)概念及作用2.▲熟練掌握函數(shù)的調(diào)用和實現(xiàn)3.熟練掌握函數(shù)嵌套和自定義函數(shù)4.變量的作用域理解與應用

4、核心知識和核心能力的實現(xiàn)方式及過程考核方式：核心知識或核心能力實現(xiàn)方式過程考核方式1自定義函數(shù)★講授課堂考核2▲變量作用域的理解與應用講練結(jié)合上機操作3▲熟練掌握函數(shù)的調(diào)用和實現(xiàn)講練結(jié)合上機操作

第七章

異常處理

(4學時)1、重點：異常的概念，常見異常信息，try-except-finally處理異常，raise拋出異常2、難點：try-except-finally處理異常，raise拋出異常。3、知識與能力：教學內(nèi)容企業(yè)標準知識能力7.1認識異常

(2學時)7.1.1

異常的概念7.1.2

異常的種類★7.2異常處理

★

7.2.1

try-except7.2.2

else子句7.2.3

finally7.3拋出異常

(2學時)7.3.1

raise語句7.3.2

assert語句7.4自定義異常7.5代碼調(diào)試7.6實訓案例

1.熟練掌握常見異常處理2.▲掌握try-except-finally處理異常3.▲掌握raise拋出異常4.能夠運用代碼調(diào)試，快速找出Bug并解決4、核心知識和核心能力的實現(xiàn)方式及過程考核方式：核心知識或核心能力實現(xiàn)方式過程考核方式1異常概念和常見異?！镏v授課堂考核2try-except-finally處理異?！v練結(jié)合上機操作3掌握raise拋出異?！v練結(jié)合上機操作

第八章

面向?qū)ο缶幊?/p>

(6學時)1、重點：認識面向?qū)ο缶幊蹋惡蛯ο蟮母拍?；類中變量與方法，封裝，繼承和多態(tài)。2、難點：類和對象的概念，封裝，繼承和多態(tài)。3、知識與能力：教學內(nèi)容企業(yè)標準知識能力8.1理解面向?qū)ο笏枷?/p>

（2學時）8.1.1

編程思想發(fā)展簡介8.1.2

面向過程與面向?qū)ο?.2類和對象★8.2.1

類的概念8.2.2

對象的概念8.2.3

類的設計8.2.4

類和對象的創(chuàng)建8.3屬性★

（2學時）8.3.1

實例屬性8.3.2

類屬性8.4方法★8.4.1

實例方法8.4.2

類方法8.4.3

靜態(tài)方法8.5面向?qū)ο筇卣鳌?/p>

（2學時）8.5.1

封裝8.5.2

繼承8.5.3

多態(tài)8.6實訓案例1.熟悉面向?qū)ο缶幊趟枷?．▲能夠根據(jù)實際場景，進行類的設計3．掌握方法和屬性的應用4.▲熟練掌握封裝、繼承和多態(tài)的概念和運用

4、核心知識和核心能力的實現(xiàn)方式及過程考核方式：核心知識或核心能力實現(xiàn)方式過程考核方式1理解面向?qū)ο缶幊趟枷搿镏v授課堂考核2類的的屬性和方法★講授課堂考核3▲熟練掌握類和對象的概念講練結(jié)合上機操作4▲開發(fā)過程中能熟練使用封裝、繼承、多態(tài)技術講練結(jié)合上機操作

第九章

文件處理

(4學時)1、重點：文件的讀取與寫入，文件的常用操作，CSV和JSON文件的操作。2、難點：CSV和JSON文件的操作。3、知識與能力：教學內(nèi)容企業(yè)標準知識能力9.1文件基礎

（2學時）

9.1.1文件概述9.1.2文件類型9.2文件操作9.2.1打開和關閉文件9.2.2文件的讀、寫操作9.2.3文件讀、寫位置

（2學時）9.3管理文件和目錄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實訓案例1.▲熟練掌握文件的讀取與寫入2.▲掌握文件的常用操作3.熟練CSV和JSON文件的操作4、核心知識和核心能力的實現(xiàn)方式及過程考核方式：核心知識或核心能力實現(xiàn)方式過程考核方式1文件的概念和類型★講授課堂考核2▲熟練掌握文件的讀取與寫入講練結(jié)合上機操作3▲掌握文件的常用操作講練結(jié)合上機操作

第十章

模塊

(4學時)1、重點：模塊的導入及使用。2、難點：常用的內(nèi)置模塊使用。3、知識與能力：教學內(nèi)容企業(yè)標準知識能力10.1模塊的概念

（2學時）

10.2模塊的導入和使用

10.3常用的內(nèi)置模塊

（2學時）10.4自定義模塊10.5常用的第三方模塊10.6實訓案例1.▲熟練模塊的導入方法2.▲掌握常用內(nèi)置模塊的使用

4、核心知識和核心能力的實現(xiàn)方式及過程考核方式：核心知識或核心能力實現(xiàn)方式過程考核方式1模塊的概念★講授課堂考核2▲模塊的導入和使用講練結(jié)合上機操作3▲常用內(nèi)置模塊的使用講練結(jié)合上機操作

第十一章

數(shù)據(jù)庫編程

(6學時)1、重點：SQL語句、MySQL數(shù)據(jù)庫的安裝、SQLite的安裝。2、難點：PyMySQL常用對象、PyMySQL的使用、SQLite3的使用。3、知識與能力：教學內(nèi)容企業(yè)標準知識能力11.1數(shù)據(jù)庫基礎知識

（2學時）11.1.1數(shù)據(jù)庫概述11.1.2數(shù)據(jù)庫分類11.2關系型數(shù)據(jù)庫標準語言SQL11.2.1SQL簡介11.2.2常用的SQL語句11.3Python操作MySQL數(shù)據(jù)庫

（2學時）11.3.1下載和安裝MySQL數(shù)據(jù)庫11.3.2安裝PyMySQL11.3.3PyMySQL常用對象11.3.4PyMySQL的使用11.4Python操作SQLite數(shù)據(jù)庫

（2學時）11.4.1下載和安裝SQLite11.4.2SQLite數(shù)據(jù)庫基礎11.4.3標準庫SQLite3簡介11.4.4SQLite3的使用11.5實訓案例

1.▲熟練常用SQL語句的編寫2.▲數(shù)量掌握

MySQL數(shù)據(jù)庫的編程步驟

4、核心知識和核心能力的實現(xiàn)方式及過程考核方式：核心知識或核心能力實現(xiàn)方式過程考核方式1數(shù)據(jù)庫的概念★講授課堂考核2▲Python操作MySQL數(shù)據(jù)庫講練結(jié)合理論+上機操作3▲Python操作SQLite數(shù)據(jù)庫用講練結(jié)合上機操作

第十二章

數(shù)據(jù)可視化