Python程序设计基础项目化教程 课程标准

课程标准课程名称：《Python语言程序设计》课程类别：□公共基础课程□专业基础课程□专业核心课程□专业拓展课程专业名称：专业大类：目录一、课程信息 1二、课程性质与任务 1（一）课程性质 1（二）课程任务 1三、课程目标与要求 2（一）课程目标 2（二）课程要求 4四、课程结构与内容 4五、学生考核与评价 9六、教学实施与保障 11（一）教学理念与模式 11（二）教学方法与手段 12（三）教学条件与资源 13（四）教材与参考书 15七、授课进程与安排 15八、其他说明 17

一、课程信息课程名称：《Python语言程序设计》学时：32学时学分：2学分适用专业：二、课程性质与任务（一）课程性质《Python程序设计》是软件技术等相关专业的专业基础课程。主要讲述Python程序设计的基础知识和相关技术，是软件技术、大数据技术与应用、云计算技术与应用专业的专业基础课程。（二）课程任务Python语言是学生通过学习该课程，掌握Python程序设计语言的基本知识和使用Python语言进行软件开发的思想和基本方法，进而掌握程序设计的基本步骤和通用方法，提高通过编写程序解决实际问题的能力，为今后进一步使用数据采集和分析等大数据及人工智能方面的运用打好基础。课程着眼于学生的长远发展，重点培养其软件开发、大数据及人工智能领域岗位基本工作技能、职业素养、社会适应能力、交流沟通能力、团队协作能力、创新能力和自主学习能力。三、课程目标与要求（一）课程目标通过本课程的学习，使得学生能够理解Python的编程模式（命令式编程、函数式编程），熟练运用Python运算符、内置函数以及列表、元组、字典、集合等基本数据类型和相关列表推导式、切片等特性来解决实际问题，熟练掌握Python分支结构、循环结构、函数设计以及类的设计与使用，熟练使用字符串方法，适当了解正则表达式，熟练使用Python读写文本文件，适当了解二进制文件操作，了解Python程序的调试方法，了解Python面向对象程序设计模式，掌握使用Python操作SQLite数据库的方法，掌握Python+pandas进行数据处理的基本用法，掌握使用Python+matplotlib进行数据可视化的用法,同时还应培养学生的代码优化与安全编程意识。在教学和学习过程中，应充分发挥Python语言的优势，从最简单、最直观的思路出发，尽快解决问题。不建议在内存地址或类似的底层细节上花费太多时间。1.知识目标掌握Python程序的结构、函数的结构和程序开发过程；能够对实际问题中的数据进行描述和操作；熟练使用顺序结构、选择结构和循环结构编写程序，解决实际问题；能够熟练的使用函数编写程序，掌握函数的定义、声明、调用及参数的传递方式；能够使用数组编写程序，解决排序、查找等实际问题；理解和掌握指针的概念、运算和使用方法，能利用指针编写应用程序；掌握结构体类型、结构体变量定义和使用，能利用结构体编写应用程序，解决较复杂的实际问题；掌握网络爬虫、正则表达式。2.能力目标能够用Python表达式表达实际问题，具有解决简单应用问题程序设计能力；能够对算法进行描述，初步建立结构化程序设计思想；能够用Python表达式表达实际问题中的各种条件，具有解决分支结构应用问题程序设计能力；具有解决重复操作应用问题程序设计能力、程序阅读和程序调试的初步能力；具有解决综合应用问题程序设计能力、程序阅读能力和程序调试能力，建立结构化程序设计思想；具有综合运用所学知识进行应用软件开发、编码、调试、维护能力。3.素质目标养成善于思考、深入研究的良好自主学习的习惯和创新精神；培养结构化程序设计思想和良好的编码规范；培养细致缜密的工作态度、团结协作的良好品质、沟通交流和书面表达能力；养成爱岗敬业、遵守职业道德规范、诚实、守信的高尚品质。（二）课程要求本课程目的是使学生具备：通过Python程序设计语言进行项目开发的基本思路、知识和能力。本课程主要基于Windows10和Python构建Python开发平台，学习Python语言的语言基础知识，以及使用Python语言的实际开发应用实例。理论与实践相结合，通过大量的实例，学习程序设计的基本原理，使学生不仅掌握理论知识，同时掌握大量程序设计的实用案例。四、课程结构与内容本课程的教学内容分为知识技能篇和技术应用篇。知识技能篇分为程序设计基础、顺序结构程序设计、选择结构程序设计、循环结构程序设计和构造类型程序设计等五个单元。通过对本篇的学习，使学生循序渐进地掌握结构化程序设计的思想，掌握Python的语法知识，达到具有分析问题、解决实际问题的能力。技术应用篇完成一个实际项目：学生成绩管理系统。该项目包含总体设计、数据输入、数据统计、数据更新和数据输出五个模块，每个模块包含若干个子模块。通过该项目开发实践使学生初步掌握软件开发的分析、设计、编码、测试、维护全过程；通过各子模块的实现使学生能够综合运用所学习的知识解决实际问题。表1课程内容表序号教学单元知识点技能点教学目标1项目1Python程序基础Python简介及示例(1)Python的特点(1)初步熟悉PyCharm程序开发环境和程序开发的全过程；

(2)能够模仿简单的Python程序编写简单应用问题的代码；

(3)会使用符号常量编写程序；

(4)能够进行大小写字母转换；

(5)能够正确使用变量的存储属性；

(6)能够使用pandas进行简单数据处理；

(7)能够使用matplotlib进行简单的数据可视化。数据类型及其运算(2)Python解释器Pandas数据操作(3)PyCharmIDEMatplotlib绘图(4)Python程序结构Matplotlib高阶绘图(5)顺序程序语句实践项目：(6)分支条件语句1.Python环境安装(7)格式缩进2.HelloWorld(8)输出语句print3.Python语法编程1(9)输入语句input4.Python语法编程2(10)注释5.Pandas绘图(11)整型、实数、字符串、逻辑常量及表示法6.带有标签的分组条形图(12)变量的定义类型变化7.箱线图与小提琴图(13)整型、实数、字符串的格式输出8.颜色条(14)关系运算>,<,>=,<=,==,!=9.带有标签的热力图(15)逻辑运算and,or,not(16)关系运算域逻辑运算的组合(17)类型转换(18)pandas数据操作(19)matplotlib绘图(20)子图、色条绘制2项目2Python程序语句条件与循环(1)if语句的格式(1)能够用Python正确表达实际问题；

(2)能够使用if语句编写二分支选择结构的程序；

(3)能够使用多分支选择结构的程序；

(4)能够使用while循环语句编写程序；

(5)能够使用for循环语句编写程序；

(6)能够阅读和编写递归函数代码；

(7)能够使用Python进行循环结构程序设计。项目实践：(2)ifelse语句逻辑1.打印奇数(3)分支程序结构2.打印1-100之间的素数(4)ifelifelse逻辑3.打印宽高均为9的实心菱形(5)ifelifeles缩进格式4.打印宽高均为9的空心菱形(6)ifelse多重嵌套5.冒泡排序降序(7)while逻辑(8)while条件与循环变量(9)while循环体与缩进(10)有限次循环与死循环(11)while正常退出(12)while中途退出break(13)for循环格式(14)range(start,stop,step)序列(15)for循环变量(16)for循环break退出3项目3Python函数与模块函数与模块(1)函数的定义(1)能够使用函数

(2)能够应用形式参数与实际参数

(3)能够应用默认参数

(4)能够使用变长的参数

(5)能使用函数设计结构化的程序

(6)能使用局部变量与全局变量

(1)能够使用列表编写程序，对数据进行排序；

(2)能够使用字符数组编写程序，对字符串进行操作；

(3)能够熟练进行字典数据的操作；

(4)能够使用元组查询数据

(5)能使用元组的可变长函数参数；

(6)能使用字典的可变长函数参数；函数高级应用(2)函数体的缩进格式综合项目：(3)函数变量1.Python函数编程(4)函数返回值2.读取路径下全部文件及文件夹名称,包含子文件及子文件夹(5)局部变量3.将输入升序输出(6)参数变量4.斐波那契数列(7)全局变量的读取5.阶乘之和(8)全局变量的改写6.分解传入数据(9)形式参数7.计算圆的面积(10)实际参数(11)传值调用(12)传址调用(13)位置参数(14)键值参数(15)装饰器4项目4Python常用数据类型列表与元组(1)列表类型(1)能够使用列表编写程序，对数据进行排序；

(2)能够使用字符数组编写程序，对字符串进行操作；

(3)能够熟练进行字典数据的操作；

(4)能够使用元组查询数据

(5)能使用元组的可变长函数参数；

(6)能使用字典的可变长函数参数；集合与字典(2)列表增加综合项目：(3)列表删除1.列表元素倒序(4)列表遍历2.去重(5)列表排序3.对调KV计算最小值及最大值(6)元祖与列表4.公共键字典列表排序(7)元祖的遍历(8)元祖的查找(9)元祖与可变函数参数(10)字典的概念(11)字典键值对的要求(12)键的遍历与查找(13)字典与列表的嵌套(14)字典的增加(15)字典的删除(16)字典作为函数参数(17)返回字典的函数5项目5Python面向对象类与对象(1)类的定义(1)能够定义类对象

(2)能够使用类属性、实例属性；

(3)能使用类方法、静态方法、实例方法；

(4)能使用构造函数初始化对象；

(5)能使用继承继承与多态(2)类与对象类与对象高级应用(3)类属性综合项目：(4)访问权限1.打印实例输出属性值(5)实例方法2.单例模式(6)类方法3.调用父类及父类的父类的构造器(7)静态方法4.getter、setter、deleter(8)使用实例与类名调用的规则(9)构造函数__init(10)析构函数__del__(11)实例对象的初始化6项目6字符串、爬虫与正则表达式字符串与格式化方法(1)字符串在内存中的存储(1)能够进行字符串的大小写转换、分割等处理；

(2)能够使用find、index等方法；

(3)能够使用正则表达式；

(4)能够理解基础的网页源代码；

(5)能够借助beautifulsoap、正则表达式等工具解析网页源代码正则表达式(2)字符串的编码综合项目：(3)字符与整数的转换1.针对任意多的分隔符拆分字符串(4)大小写英文字符转换2.从字符串中去掉不需要的字符(5)长度函数3.匹配HTML文本中的数据(6)转换函数strip、lower、upper4.Python爬虫(7)查找函数find,index5.多页数据爬取(8)字符串分割(9)正则表达式(10)beautifulsoap(11)正则表达式五、学生考核与评价本课程考核采用形成性考核方式，总评成绩由形成性考核的各项成绩组成，全面考核学生的动手能力、基础理论和平时学习状况。分值比例如下：综合素质评价（平时表现+通用能力考核）20%过程考核（课堂实践考核+课后实践考核+项目开发实践）50%终结考核(期终考核)30%（一）综合素质评价标准考核内容评价标准考核分值出勤情况迟到、早退1次扣0.5分，旷课1次扣2分，扣完5分为止，旷课3次及以上不得参加终结性考核。5%学习态度不认真听课、不按时完成课堂或课外实践1次扣0.5分，扣完5分为止5%学习表现主动提出问题、回答问题1次加0.5分；课堂或课外实践完成质量高（正确率80%以上）1次加0.5分，加满5分为止。5%通用能力提出问题、回答问题时语言表达准确、逻辑性强1次加0.5分，加满5分为止。5%（二）过程考核标准考核内容考核内容考核分值课堂实践课堂实践完成质量高（正确率80%以上）1次加0.5分，加满15分为止。15%课外实践课外实践完成质量高（正确率80%以上）1次加0.5分，加满5分为止。5%项目开发实践需求分析0至3分、整体设计0至10分、界面设计0至2分、程序编码0至10分、程序测试0至5分。30%（三）终结考核标准采用笔试闭卷方式，题型包括：选择题、知识填空题、程序填空题、程序阅读题、程序设计题。分值比例：选择题占30%，知识填空题占10%，程序填空题占10%，程序阅读题占20%，程序设计题占30%。六、教学实施与保障（一）教学理念与模式1、教学理念作为一门实践性很强的专业核心课，通过真题真做、综合实践的形式，简化基础理论的讲解和分析，依据工学结合、学练结合的原则，培养学生职业素养和职业能力，基本理念如下：（1）通过工学结合、综合实践练习，能够掌握Python基础语法，能够应用Python语言编程解决人工智能、智能控制等相关领域的应用间题。（2）通过综合实践练习，能够理论联系实际，提升分析问题与解决问题的能力。2、设计思路本课程采用线上线下混合教学模式，授课过程用翻转课堂等创新形式，通过本课程的学习，使学生“真题真做”，引入企业导师参与授课，教学项目采用来自企业真实项目，尽量做到。它对于培养学生的工程意识、逻辑思维、编程素质和项目管理能力具有极为重要的意义。培养学生综合运用所学知识、解决实际问题的能力，为成为工程人员打下良好的应知应会基础。（二）教学方法与手段1、教学方法根据课程内容和学生特点，在学习过程中注重实践操作，在充分运用多媒体等现代教学手段的同时，灵活运用情境教学法、项目教学法、任务驱动法、分组讨论法、案例教学法等多种教学方法，引导学生积极思考、乐于实践，提高教学效果。1)情境教学法根据职业岗位要求创设职业情景，激发学生学习兴趣，帮助学生理解和掌握知识，培养创新精神，提高学生岗位适应能力。2)项目教学法课程的教学内容以项目为载体，将实际开发项目由教师作为一个项目任务引入到课程教学中，通过实施一个完整的工作项目进而获得项目成果。通过项目教学法的使用，实现以项目带动教学，将理论与实践很好的结合在一起，加强了对学生职业能力的培养，在实际教学中取得了非常好的效果。3)任务驱动法任务驱动教学法配合项目教学法的实施，通过实际项目分析，设计若干学习情境，并将项目分解为若干个工作任务，确定任务名称、任务完成时间、任务目标及任务成果，通过工作任务的完成来驱动教学。4)分组讨论法依据项目规模和学生人数，将学生分成若干个项目组，在项目实施的各个工作环节都要展开小组讨论，以解决当前问题和确定下一个工作步骤。5)案例教学法针对项目开发过程中关键技术的应用，以项目案例为教材，运用多种方式启发学生独立思考，通过对具体案例的讨论和思考，诱发学生的创造潜能，从而形成学生自主学习、合作学习、研究性学习和探索性学习的学习氛围。2、教学手段课程学习常用的教学媒介有学生工作页、视频片断、规范标准、网络平台、黑板、多媒体、自带设备、微信平台等。（三）教学条件与资源1、教学条件教学在一体化教室进行，配置多媒体展示、较高配置计算机，计算机配备数量要满足常规班级人数和保有一定工作余量。1）学生应具有专业基础学生应具有使用Python开发简单项目的经验，能熟悉一门基础的计算机语言，具有基本的逻辑思维能力与问题解决能力，能胜任简单项目的能力。2）教师应具有专业能力担任本课程的主讲老师需要熟练掌握Python语言，具有使用Python开发实际项目的经验，具备较丰富的教学经验，能较好的驾驭课堂，熟悉各种教学方法的使用；能按照本课程标准制定详细的授课计划，具有一定的课堂控制能力和应变能力，因材施教。2、学习资源1）《Python程序设计与算法基础教程》第2版，清华大学出版社，江红、余青松编著，2017；2）董付国.《Python程序设计（第2版）》，清华大学出版社，20163）董付国.《Python可以这样学》，清华大学出版社，20174）董付国.《Python程序设计开发宝典》，清华大学出版社，20175）董付国.《玩转Python轻松过二级》，清华大学出版社，20186）张颖,赖勇浩著.《编写高质量代码——改善Python程序的91个建议》.机械工业出版社,20147杨佩璐,宋强等编著.《Python宝典》.电子工业出版社,2014（四）教材与参考书1．《Python程序设计》，黄锐军编写，高等教育出版社，20182．《Python零基础入门学习》,李佳宇著,清华大学出版社3．《Python3程序开发指南》，[美]萨默菲尔德（MarkSummerfield）著；王弘博，孙传庆译，人民邮电出版社七、授课进程与安排…………表2授课进程与学时安排表序号教学模块教学内容学时项目/任务/……具体内容1项目1Python程序基础Python简介及示例数据类型及其运算Pandas数据操作Matplotlib绘图Matplotlib高阶绘图实践项目：1.Python环境安装2.HelloWorld3.Python语法编程14.Python语法编程25.Pandas绘图6.带有标签的分组条形图7.箱线图与小提琴图8.颜色条9.带有标签的热力图(1)Python的特点(2)Python解释器(3)PyCharmIDE(4)Python程序结构(5)顺序程序语句(6)分支条件语句(7)格式缩进(8)输出语句print(9)输入语句input(10)注释(11)整型、实数、字符串、逻辑常量及表示法(12)变量的定义类型变化(13)整型、实数、字符串的格式输出(14)关系运算>,<,>=,<=,==,!=(15)逻辑运算and,or,not(16)关系运算域逻辑运算的组合(17)类型转换(18)pandas数据操作(19)matplotlib绘图(20)子图、色条绘制52项目2Python程序语句条件与循环项目实践：1.打印奇数2.打印1-100之间的素数3.打印宽高均为9的实心菱形4.打印宽高均为9的空心菱形5.冒泡排序降序(1)if语句的格式(2)ifelse语句逻辑(3)分支程序结构(4)ifelifelse逻辑(5)ifelifeles缩进格式(6)ifelse多重嵌套(7)while逻辑(8)while条件与循环变量(9)while循环体与缩进(10)有限次循环与死循环(11)while正常退出(12)while中途退出break(13)for循环格式(14)range(start,stop,step)序列(15)for循环变量(16)for循环break退出53项目3Python函数与模块函数与模块函数高级应用综合项目：1.Pyth