Python程序设计基础 教学大纲、授课计划

《Python程序设计基础》一、课程基本信息课程名称中文名称Python程序设计基础英文名称TheBasicPythonlanguageprogramming课程代码课程性质选修开课学院软件与物联网工程学院课程负责人授课学期2022–2023学年第一学期学分4任课教师张勇课程总学时48理论学时32实验学时（含上机）32课内实践学时课程类型□线上课程√线下课程□混合式课程线上学时线下学时适用专业及年级VR专业一年级授课语言中文先修课程无后续课程大数据分析、高级程序设计课程简介1.该课程的目的在于通过学习“Python程序设计基础”，学生可以熟练掌握Python语言的强大又简单的面向对象编程方法，掌握Python语言中的基本数据类型：整型、浮点型、复数型、字符串等，和特殊形式的数据类型：列表类型、元组类型、集合类型、字典类型等。灵活运用内置函数、递归函数、装饰器和复合函数，进一步掌握Python语言的高级编程技术，例如：类与对象、文件相关操作和图形用户界面设计等，初步具备能够使用Python语言实现较大规模软件的能力，为后续进一步学习大数据分析、高级程序设计等技术奠定扎实的基础。2.教学目标在微观上体现为：让学生通过一学期的学习与上机实验，掌握Python语言基本语法和常用数据类型；熟练应用自定义函数解决简单问题；掌握类与对象的用法；熟练应用Python语言的os模块实现文件的安全读写操作；掌握Python语言的Tkinter模块实现简单的图形用户界面设计等。在宏观上体现为：全面掌握和精通Python语言的高级编程技术，学会使用计算机语言解决数学问题和实际问题的建模方法，培养学生良好的编程习惯和编程思维。3.基本知识教学要求：掌握Python语言的基础语法和程序控制结构；灵活运用常用数据类型；掌握Python语言的函数与模块；熟练应用类与对象；熟练掌握os模块实现文件的安全读写操作，应用Tkinter模块实现简单的图形用户界面设计等。能力教育要求：培养学生熟练应用PyCharm开发较大规模Python应用程序；通过大量的练习和实例，增强学习的阅读、编写和调试程序的能力。执笔人审定人讨论参与人大纲制定日期年月

二、课程目标课程目标1：知识目标1.1掌握Python语言的基础语法、程序控制和数据类型。1.2掌握Python语言的函数定义、类与模块的使用。1.3掌握Python语言的os模块和Tkinter模块。课程目标2：能力目标2.1学会使用PyCharm集成开发环境设计较大规模的Python语言程序，掌握Python语言面向对象编程技巧和各种模块的功能。2.2培养良好的程序编写习惯，培养学生画流程图和注释程序的技巧。2.3为后续学习大数据分析、高级程序设计等内容打下扎实的基础。课程目标3：素质目标3.1通过学习和交流讨论，掌握抽象并求解基本计算问题的初步能力。学生能够通过积极参与课堂讨论活动，并能够在课堂讨论活动中，主动思考，提出自己的观点和疑惑，培养敢于猜想、敢于提出问题、敢于挑战权威的科学意识和创造性思维。3.2深刻体会计算思维，通过计算思维来解决生活中的问题。3.3通过综合性设计性实验及实践环节，让同学们明白细节规划的重要性，培养工匠精神；通过小组讨论，分工合作完成设计性实验项目，培养学生团队合作精神；引导学生参加各类学科竞赛，培养学生公平竞赛、追求卓越的精神。课程目标4：思政目标4.1学生通过学习课程内容，掌握Python语言的编程技能，能够使用Python语言解决现实生活中遇到的各种问题，树立科技报国志向。4.2通过对红色经典文献的数据存储与分析，加深对马克思主义思想及原理的理解，深刻理解社会主义核心价值观的精髓和内涵。4.3通过对Python语言类与对象的分析，加深对唯物主义辩证法的理解。课程目标与毕业要求指标点对应关系表序号毕业要求支撑毕业要求指标点课程目标知识目标能力目标素质目标思政目标1√√√√√√2√√√3√√√√4√√√√√√三、教学内容及进度安排教学内容及进度安排表序号章节内容学生学习预期成效学时授课形式教学方式支撑课程目标1第一章Python编程基础1.Python语言输入与输出2.Python基本数据类型3.Python运算符4.列表5.字符串【重点】熟练掌握Python语言的基本数据类型和运算符，灵活运用列表类型。【难点】列表的元素访问以及处理方法。1.熟练掌握Python语言的基本数据类型2.熟悉Python语言中的运算符3.熟练掌握Python语言的列表类型的使用4.掌握Python语言中字符串的相关处理方法6线下多媒体1.使用课件课堂讲授Python编程基础知识点2.通地实例介绍Python语言中的基本数据类型和运算符3.通过实例Python语言中的列表类型和字符串类型4.布置课后练习，强化学生对Python编程基本的知识5.通地实例开展课上讨论3.13.32课内实验：实验一、输入与输出实验1.掌握Python语言的输入和输出语句2.了解程序调试过程3.灵活运用列表和字符串的使用6线下学生上机做实验教师指导3.13.33第二章程序控制1.顺序结构2.分支结构3.循环结构4.排序实例【重点】顺序结构、分支结构、循环结构【难点】熟练使用各种程序控制结构解决问题。1.了解Python语言中基本的程序控制结构2.掌握顺序结构、分支结构、循环结构定义3.学会使用Python语言的程序控制结构处理简单问题4.学会使用Python语言进行排序的基本思想6线下多媒体1.借助于PPT讲授Python语言程序控制的知识点2.通过程序实例介绍顺序结构3.通过程序实例介绍分支结构4.通过程序实例介绍循环结构5.布置课后练习，强化学生对Python语言程序控制的认识6.通地实例开展课上讨论3.24.14课内实验实验二、冒泡排序实验1.掌握random模块的使用2.熟练掌握各种程序控制结构的使用6线下学生上机做实验教师指导3.24.15第三章数据表示1.元组2.集合3.字典【重点】元组、集合和字典类型的定义和使用【难点】熟练使用元组、集合和字典类型解决一些实际问题1.了解Python语言中基本数据类型与特殊数据类型的区别2.理解元组、集合和字典的相关概念3.掌握元组、集合和字典的定义4.熟练使用元组、集合和字典的元素访问和内置函数5.理解书本给出的实例的基本思想6线下多媒体1.通过多媒体讲解Python语言的数据表示2.借助多个实例介绍元组、集合和字典的定义、元素访问以及内置函数3.通过对课本实例分析与讨论，加强学生对Python语言的数据表示的理解4.布置课后练习，强化学生对数据表示的认识5.通地实例开展课上讨论4.36课内实验实验三、奶茶店点单实验1.掌握字典的使用2.掌握使用lambda函数6线下学生上机做实验教师指导4.37第四章函数与模块1.常用内置函数2.自定义函数3.递归函数4.复合函数5.包与模块【重点】常用内置函数、递归函数以及包与模块【难点】可变参数函数、函数闭包以及装饰器1.了解常用的内置函数2.学会自定义函数并能实现简单的功能3.理解递归函数的几个实例原理，进一步掌握递归函数的使用4.初步理解关于包与模块的概念6线下多媒体1.通过多媒体讲解函数与模块的知识点2.借助实例介绍常用内置函数的使用3.借助实例介绍自定义函数的格式4.借助实例说明递归函数5.布置课后练习，强化学生对函数与模块的认识6.通地实例开展课上讨论4.38课内实验实验四、快速排序实验1.掌握自定义函数的格式2.掌握递归函数3.掌握快速排序算法的原理6线下学生上机做实验教师指导4.39第五章类与对象1.类与对象的定义2.类中的属性与方法3.特殊方法4.继承【重点】类中的属性与方法、继承【难点】类中的数据成员与方法成员、类之间的继承1.理解类与对象的定义2.理解并掌握类中的属性与方法的定义3.掌握类中特殊方法的定义和使用4.学习类之间继承6线下多媒体1.通过多媒体讲解类与对象的知识点2.通过多个实例介绍类与对象中的属性与方法定义3.通过程序实例介绍类中特殊方法的定义和使用4.通过实例介绍类之间的继承5.布置课后练习，强化学生对类与对象6.通地实例开展课上讨论4.310课内实验实验五、类的继承实验1.掌握类与对象的定义2.掌握类中的属性与方法的使用3.掌握类之间的继承关系6线下学生上机做实验教师指导4.311第六章文件操作与异常1.磁盘文件读写操作2.os模块3.Excel文件读写操作4.异常【重点】os模块的使用、异常处理结构【难点】异常处理结构的使用1.掌握磁盘文件的读取操作2.熟悉使用os模块3.掌握Excel文件读写操作4.学会灵活使用异常处理结构6线下多媒体1.通过多媒体讲解文件操作与异常的知识点2.通过实例介绍文件读取操作和os模块3.通过程序实例介绍异常处理结构的使用4.布置课后练习，强化学生对文件操作与异常5.通地实例开展课上讨论4.212课内实验实验六、文件安全读写操作实验1.掌握文件的读写操作2.掌握常用的异常处理结构3.灵活地将异常处理结构运用到文件读写操作6线下学生上机做实验教师指导4.213第七章图形用户界面设计1.视窗设计2.界面布局设计3.“复数计算器”程序算法设计4.常用控件5.画布与绘图技术6.事件绑定与自定义事件【重点】界面布局设计、常用控件、事件绑定与自定义事件【难点】使用控件实现图形用户界面设计1.了解视窗设计的基本流程2.掌握三种界面布局方法3.理解“复数计算器”程序算法4.理解各种控件的使用6线下多媒体1.通过多媒体讲解图形用户界面设计的知识点2.通过实例介绍视窗设计的流程和界面布局设计3.通过多个实例介绍常用控件的使用4.通过程序实例介绍画布与绘图技术5.通过实例介绍事件绑定与自定义事件6.布置课后练习，强化学生对图形用户界面设计的认识7.通地实例开展课上讨论4.14.314课内实验实验七、“复数计算器”实验1.理解视窗设计流程2.会使用各种界面布局方法3.掌握各种控件的使用6线下学生上机做实验教师指导4.14.315大作业设计一个学生信息管理系统，包括以下两项功能：（1）管理人员登录以信息库管理员登录本系统，具有权限：1）查看全部学生的基本信息：学号、姓名、性别、科目成绩、学生账号、密码等；2）能够对学生信息进行录入和修改，例如用户名和密码（初始密码为123456）。3）查询单个学生的相关信息。（2）学生登录 以学生身份登录本系统，具有权限：1）显示本人基本信息；2）选修课程；3）退选课程；4）查看选修课程状态（是否满员）；5）查询成绩单；6）更新自己的登录密码。通过本次大作业，使学生综合运用Python语言设计一个大型应用软件——学生信息管理系统，实现学生信息的入库、修改和日常维护等功能，使用类和对象管理学生信息。4课外课外完成教师指导具体章节内容第一章Python编程基础第一节Python语言输入与输出第二节Python基本数据类型第三节Python运算符第四节列表第五节字符串【重点难点】【重点】熟练掌握Python语言的基本数据类型和运算符，灵活运用列表类型。【难点】列表的元素访问以及处理方法。第二章程序控制第一节顺序结构第二节分支结构第三节循环结构第四节排序实例【重点难点】【重点】顺序结构、分支结构、循环结构【难点】熟练使用各种程序控制结构解第三章数据表示第一节元组第二节集合第三节字典【重点难点】【重点】元组、集合和字典类型的定义和使用【难点】熟练使用元组、集合和字典类型解决一些实际问题第四章函数与模块第一节常用内置函数第二节自定义函数第三节递归函数第四节复合函数第五节包与模块【重点难点】【重点】常用内置函数、递归函数以及包与模块【难点】可变参数函数、函数闭包以及装饰器第五章类与对象第一节类与对象的定义第二节类中的属性与方法第三节特殊方法第四节继承【重点难点】【重点】类中的属性与方法、继承【难点】类中的数据成员与方法成员、类之间的继承第六章文件操作与异常第一节磁盘文件读写操作第二节os模块第三节Excel文件读写操作第四节异常【重点难点】【重点】文件读写操作、异常处理结构【难点】异常处理结构的使用第七章图形用户界面设计第一节视窗设计第二节界面布局设计第三节“复数计算器”程序算法设计第四节常用控件第五节画布与绘图技术第六节事件绑定与自定义事件【重点难点】【重点】界面布局设计、常用控件、事件绑定与自定义事件【难点】使用控件实现图形用户界面设计四、课程评价本课程考核为百分制制，由平时成绩(20分（含实验报告10分），考勤(缺勤1次-2，迟到1次-1))、大作业和期末笔试3部分组成，其中平时成绩占比20%，大作业成绩占比40%，期末笔试成绩占40%。本课程属于专业必修课，期末交大作业。课程目标、评价内容和评价依据对应表课程目标评价内容评价方式成绩比例（%）课堂表现练习实验大作业目标1课程基础知识1010206032目标2应用所学知识分析系统的能力1010503038目标3课堂讨论、作业完成情况、代码实现、团队合作，算法思想理解3020302015目标4课堂讨论、作业完成情况、代码实现、团队合作，算法思想理解3020302015100课堂表现及作业评价准则如下表所示。课堂表现及作业评分标准序号评价环节占比优良中及格不及格1课堂表现20%非常积极参与课堂活动，主动或主导意识强积极参与课堂活动，能配合同学和老师能参与课堂活动，需要同学和老师引导激励参与课堂活动较少，多为被动。参与课堂活动极少，不为所动。2作业完成20%及时、独立完成指定学习任务，结果几乎完全正确。能及时、独立完成指定学习任务，结果基本正确能及时完成指定学习任务，结果大多数正确能完成大多数学习任务，结果多数正确，偶有推迟。能完成一小部分学习任务或多数结果错误。常推迟。实验得分占平时成绩60%，其评分准则如下表所示。实验成绩评分标准序号考查内容占比优良中及格不及格1问题分析能力20%能根据需要选用合适的数据结构和算法并准确描述和定义能根据需要选用合适的数据结构和算法并较为准确描述和定义能选用合适的数据结构和算法但描述或定义不完整或不准确能选用合适的数据结构和算法但描述或定义不完整、不准确不能选用合适的数据结构和算法并进行描述。2问题求解和算法设计能力20%算法正确、性能良好算法正确算法逻辑上有个别错误算法逻辑上有少许错误算法逻辑上有较多错误3编程实现能力30%程序运行良好，结果正确程序能运行，结果基本正确程序能运行，多数结果正确程序能运行，有少量正确结果。程序不能运行或无正确结果4程序代码规范性15%层次清晰；注释丰富；风格规范；层次较为清晰；有注释；风格较为规范；代码书写不够规范；书写随意，但能勉强阅读；书写随意、无法阅读5实验报告文档15%内容完整，撰写规范，表达流畅，按时提交内容完整，比较规范，按时提交基本完整，基本规范，按时提交有推迟1-2天提交，报告基本规范未提交或推迟3天以上或完全不规范说明：以上评分准则中，按等级“优、良、中、及格、不及格”打分的，在计算相应考核环节的分值时，分别对应95、85、75、65、50分。五、课程资源1.建议使用教材《Python程序设计》，张勇、唐颖军、陈爱国等编，清华大学出版社，2022.2.推荐参考资料（1）郑秋生著.《Python项目案例开发从入门到实战》.清华大学出版社，2018年.（2）王小银著.《Python语言程序设计》（第2版）.清华大学出版社，2022年.（3）王跃进著.《Python入门与实践》.西南交通大学出版社,2022年.3.在线课程平台及资源.（1）学校超星平台上的本课程资源（2）慕课网上南开大学王恺老师的《Python编程基础》教学视频六、教学条件及要求教学条件包括：（1）教师应具有教师资格证，从事计算机软件专业教学3年以上；（2）在机房完成实践教学及上机实验；（3）实验室计算机需要有PyCharm编程环境及相关集成开发工具。学习要求：（1）至少阅读完本教材授课相关章节内容；（2）独立完成规定的编程实验，课程代码量1000行以上；（3）合作完成课内实验项目的分解、细化和优化综合。本科课程教学进度计划表学年度第一学期学院：教学系：主讲教师：填表日期：年月日教务处制表填写说明1.本表是教师授课的依据和学生课程学习的概要，也是学校和院（系）进行教学检查、评价课堂教学质量和考试命题质量的重要依据。有关非理论课教学的课程，可依此样式由院系自行设计。2.表中“教学形式及其手段”栏主要填写讲授、多媒体教学、课件演示、练习、实验、讨论等内容；“执行情况”栏，主要填写计划落实或变更情况。3.本表经教研室主任、院(系)教学院长（主任）审签后，不得随意变动。如需调整，应经教研室和院系教学院长（主任）同意，并在执行栏内注明。4.本表一式三份（可复印）。经审签后，任课教师、院（系）和教务处教学质量科各留一份，其电子版本上传到超星平台(地址：)。本科课程教学进度计划表学年度第一学期主讲教师职称学历学位___主授专业课程名称Python程序设计基础课程代码班级A01人数50人总学时48学时，其中课堂讲授32学时；实验（上机）教学32学时；其它教学（讨论、见习等）学时；机动学时：实习实训（包括课程实习、课程实训、课程设计等）0周教材（名称、主编、出版社、出版时间等）《Python程序设计基础》，张勇、唐颖军、陈爱国等编，清华大学出版社，2022主要参考书郑秋生著.《Python项目案例开发从入门到实战》.清华大学出版社，2018年；王小银著.《Python语言程序设计》（第2版）.清华大学出版社，2022年；王跃进著.《Python入门与实践》.西南交通大学出版社,2022年成绩考核说明及要求：平时成绩20%(考勤+实验报告)+大作业40%+期末考试40%其成绩评定方法：成绩=平时成绩(10分考勤(缺勤-2，迟到-1)+10分实验（每个实验2分）)+大作业(40分)+期末考试(40分,笔试)实验类型：基础性实验大作业提交时间：校历周次授课日期学时数教学内容安排教学形式教学手段课后作业或辅导安排执行情况备注13第二章Python编程基础1.Python语言输入与输出2.Python基本数据类型课内实验：实验一、输入与输出实验（上）课堂讲授上机实验视频教学、多媒体教学、读书指导、实践教学练习课堂讲授的内容及预习下一节课程的内容

23第二章Python编程基础3.Python运算符4.列表5.字符串课内实验：实验一、输入与输出实验（下）课堂讲授上机实验视频教学、多媒体教学、实践教学练习课堂讲授的内容及预习下一节课程的内容

33第三章程序控制1.顺序结构2.分支结构课内实验：实验二、冒泡排序实验（上）课堂讲授上机实验视频教学、多媒体教学、实践教学练习课堂讲授的内容及预习下一节课程的内容43第三章程序控制3.循环结构4.排序实例课内实验：实验二、冒泡排序实验（下）课堂讲授上机实验视频教学、多媒体教学、实践教学练习课堂讲授的内容及预习下一节课程的内容

53第四章数据表示1.元组课内实验：实验三、奶茶店点单实验（上）课堂讲授上机实验视频教学、多媒体教学、实践教学练习课堂讲授的内容及预习下一节课程的内容63第四章数据表示2.集合课内实验：实验三、奶茶店点单实验（中）课堂讲授上机实验视频教学、多媒体教学、实践教学练习课堂讲授的内容及预习下一节课程的内容

73第四章数据表示3.字典课内实验：实验三、奶茶店点单实验（下）课堂讲授上机实验视频教学、多媒体教学、实践教学练习课堂讲授的内容及预习下一节课程的内容83第五章函数与模块1.常用内置函数2.自定义函数课内实验：