《Python课程资源》-项目一Python初体验

枣庄科技职业学院信息工程学院2022—2023学年第2学期教案工作部门：信息工程学院人工智能与大数据教研室课程名称：Python程序设计选用教材：《Python程序设计项目化教程》授课专业：2022级人工智能授课教师：李庆华2023年2月授课章节单元1Python初体验授课时间第3周（4课时）授课地点6号教学楼6603教室授课对象2022年级人工智能班（38人）授课形式理实一体化教学资源教学标准新一代信息技术专业群中课程标准信息化资源教材自带精品课程教学目标知识目标1.了解Python语言的发展历程。2.了解Python语言的特点及应用领域。3.了解代码规范。能力目标1.能够搭建Python开发环境。2.能够使用PyCharm开发工具执行Python命令。3.能够使用PyCharm编写.py程序。素质目标1.培养学生政治素质，职业道德规范2.培养学生文化素质，数据收集能力、独立思考能力、自学能力3.培养业务素质，工匠精神教学重点搭建Python开发环境、使用Pycharm编写Python程序、Python输出函数print（）的基本用法教学难点PyCharm开发工具编写python程序学情分析通过课下课上问询了解，部分学生学习过一门编程语言，对编程有一定了解。教学设计宏观上采用讲授法，在微观上采用“任务驱动”、“问题牵引”。以实际演示讲解。在课堂上注意讲、学、做相结合，注重与学生的互动，充分调动学生的积极性，培养学习兴趣、分析问题和解决问题的能力以及自学能力。课前：教师下发学习任务清单，学生明确学习目标及学习任务，进行预习；随后利用课程学习相关教学资源进行自主学习、小组协作、交流研讨，初步了解Python语言。课堂：Python说课，通过课程定位、课程目标、课程内容、教学设计等模块，讲解什么是Python，如何学习Python，怎么用Python以及Python就业前景，导入新课。学生通过立体化教材学习，理解Python语言的发展历程、特点及应用领域。教师通过演示，展示“搭建Python开发环境”这一重点，在课堂教学中将通过加大实操次数，做到熟能生巧，同时授课教师将根据不同学生的掌握的熟练程度，提高学生解决问题的能力。教师通过现场的巡视指导，及时对学生进行评价，形成了课上与课后、教师与学生、过程与结果多元的评价体系，教师了解学生学习情况并及时调整教学进度。课后：师生交流群随时进行互动、答疑，巩固学习效果。教师通过交流群发布作业及拓展项目要求，学生有选择的进行拓展项目的学习，并收集相关资料、应用案例上传至交流互动版块进行资源共享。教学流程学生活动教师活动学生活动教师活动课前查看任务清单明确学习任务制作任务清单下发任务清单课前查看任务清单明确学习任务制作任务清单下发任务清单自主预习效果检查自主预习效果检查综合点评情境创设综合点评情境创设任务分析课堂巡回指导任务分析课堂巡回指导分组讨论理论教授分组讨论理论教授教师示范学生实战教师示范学生实战在线答疑解惑完成拓展作业在线答疑解惑完成拓展作业课后课后收集相关资料收集相关资料整理应用案例教学平台上传教学过程实施教学环节教学内容教师活动学生活动运用方法时长课前1.制作任务清单2.根据具体项目实施要求将全班同学分成5个学习小组3.学生查看任务清单，明确学习目标及学习任务，讨论并确定学生的职责和任务。1.通过学习交流群发布任务清单。2.摸清学情，对学生进行分组教学1.对照任务清单，明确学习目标及任务，进行预习新课。2.学生发现预习问题，准备课堂交流提问。信息化手段30分钟课中1.计算机程序设计语言概述1.编程语言发展三阶段2.引导学生思考1.理解编程语言发展历程2.思考为什么语言一直在发展讲授法2.Python语言特点1.发展历程2.特点3.标准库4.应用领域1.了解Python语言的发展历程、特点2.理解Python标准库概念及应用领域讲授法3.Python开发环境搭建1.开发环境下载2.开发环境安装掌握开发环境安装步骤示范教学、分组教学、学生自主练习4.Python的简单使用1.使用IDLE交互式编程模式2.用IDLE编写.py程序3.介绍常见开发工具1.掌握交互式编程模式2.掌握IDLE编写程序文件的方法3.了解常见开发工具讲授法、学生自主练习综合评价效果检测1.发布随堂测试题目2.综合评价学生得分3.总结改进1.完成随堂测试2.自评、互评2.总结信息化手段课后项目拓展提升能力1.下达拓展任务清单。2.课后辅导答疑3.制作下次任务清单1.完成拓展项目2.与教师互动、上传案例3.自主预习信息化手段教学反思教学效果1.掌握Python开发环境的搭建方法。2.了解Python语言发展历程、特点及应用领域。3.学生普遍反映开发环境使用中文版本。特色创新改进措施通过学生互动活动，有利于学生自主学习与合作交流。一能加深对识别法的认识，有助对教学内容的巩固；二利用这一互动活动，及时反馈信息，有利于教师调整教学策略，优化教学方法，提高教学质量。还需要进行更加充分的备课，将相关知识点准备充分，讲解才能更加自信流畅。活页式知识要点整理导引通过说课，让学生首先对Python语言有整体的认识，讲解Python的应用领域及就业前景，激发学生的学习兴趣。随着大数据、云计算、物联网和人工智能等信息技术的飞速发展，Python语言已成为当前主流编程语言，越来越多的高校选择Python语言作为第一门程序设计语言。Python语言是一门跨平台面向对象编程语言，拥有大量功能强大的内置库、标准库和第三方库，简单易学、免费开源、开发效率高，因此Python语言常被称为“生态语言”和“胶水语言”，它已被越来越多的开发者、科研工作者、老师和学生接受。一、计算机程序设计语言概述编程语言发展三阶段1．计算机发明之初，编出的程序全是些0和1的指令代码。直观性差，还容易出错。除了计算机生产厂家的专业人员外，绝大多数程序员已经不再去学习机器语言了。2．为了减轻使用机器语言编程的痛苦，用一些助记符来替代一个特定的指令的二进制串，比如，用“ADD”代表加法等，这种程序设计语言就称为汇编语言。3．1954年，第一个完全脱离机器硬件的高级语言——FORTRAN问世了。此后，有几百种高级语言出现，其中影响较大、使用较普遍的包括Python、JAVA、C、C++、C#等。（二）什么是Python？1．Python是一门跨平台、开源、免费的解释型高级动态编程语言，支持命令式编程、函数式编程，完全支持面向对象程序设计，拥有大量功能强大的内置对象、标准库和扩展库。2．Python已经渗透到计算机科学与技术、统计分析、移动终端开发、科学计算可视化、逆向工程与软件分析、图形图像处理、人工智能、游戏设计与策划、网站开发、数据爬取与大数据处理、密码学、系统运维、音乐编程、计算机辅助教育、医药辅助设计、天文信息处理、化学、生物等几乎所有专业和领域。（三）发展历程Python已经成为最受欢迎的程序设计语言之一。2011年1月，它被TIOBE编程语言排行榜评为2010年度语言。自从2004年以后，Python的使用率呈线性增长。在2017年度IEEE编程语言排行榜中，Python高居首位，其影响力可见一斑。详细了解Python的发展现状，请访问Python官方网站：。（四）特点1．简单、易学2．速度快3．免费、开源4．高级语言5．可移植性开源,python被移植到许多平台上,如果小心翼翼地避免使用依赖于系统的特性,所有的python程序无需修改就能够运行到所有的系统平台6．可嵌入性可以把python嵌入C/C++程序,从而向用户提供脚本功能7．解释性8．面向对象9．丰富的标准库Python拥有一个强大的标准库。Python语言的核心只包含数字、字符串、列表、字典、文件等常见类型和函数，而由Python标准库提供了系统管理、网络通信、文本处理、数据库接口、图形系统、XML处理等额外的功能。Python标准库命名接口清晰、文档齐全，很容易学习和使用。此外，Python社区提供了大量的第三方模块，使用方式与标准库类似。功能覆盖科学计算、Web开发、数据库接口、图形系统多个领域，并且大多成熟而稳定。而Python还有很多专用的科学计算扩展库，例如NumPy、SciPy和matplotlib这3个经典的科学计算扩展库，它们分别为Python提供了快速数组处理、数值运算以及绘图功能。因此，Python语言及其众多的扩展库所构成的开发环境十分适合工程技术、科研人员处理实验数据、制作图表，甚至开发科学计算应用程序。10．规范的代码（五）应用领域Python像胶水一样，可以把多种不同语言编写的程序融合到一起实现无缝拼接，更好地发挥不同语言和工具的优势，满足不同应用领域的需求。1．系统编程2．图形处理3．数学处理4．文本处理5．数据库编程6．网络编程7．Web编程8．多媒体应用9．黑客编程二、开发环境搭建（一）开发环境下载Python开发环境搭建过程非常简单，打开Python官方网站即可下载Python安装程序和源代码，下载地址为。根据自己的操作系统版本选择适合的安装文件。为了不带入过多的累赘，Python3.x在设计的时候没有考虑向下兼容。（二）开发环境安装1．双击安装文件，打开安装向导，“Installforallusers”选项表示是否为全部用户安装Python，“Installjustforme”选项表示只为当前用户安装。若要允许所有用户使用Python，则选择“Installforallusers”，单击Next按钮。2．选择安装目录对话框中，选择Python的安装目录默认安装在C:\Python34（也可以根据需要安装在其他硬盘上，如：D:\Python34），单击Next按钮。3．在Python自定义对话框中，选择安装配置选项。向下滑动右侧的滚动条，选择最后一项“Addpython.exttoPath”。单击右侧的黑色三角符号，展开后出现三个选项，选择其中第一项“Willbeinstalledonlocalharddrive”，点击Next按钮。4．安装过程需要一段时间，中间出现任何界面，不要进行任何操作。成功完成安装后，单击Finish按钮，安装结束。5．程序安装完成后，单击任务栏上的开始按钮，光标放在“所有程序”上方，滑动右侧的滚动条，找到Python3.4这一项，单击后展开五项内容，分别为：（1）IDLE（Python3.4GUI）：用于打开Python集成开发环境IDLE。（2）Python3.4（Commandline）：用于打开Python命令行工具，等同于在Windows命令行执行Python.exe。（3）Python3.4DocsServer（pydoc）：用于打开HTML版的Python参考文档。（4）Python3.4Manuals：用于打开chm格式的Python3.4手册。（5）UninstallPython3.4：用于卸载系统中的Python程序。（三）PyCharm下载与安装PyCharm是由JetBrains公司打造的一款PythonIDE（IntegratedDevelopmentEnvironment，集成开发环境），带有一整套可以帮助用户在使用Python语言开发时提高其效率的工具，比如调试、语法高亮、项目管理、代码跳转、智能提示、自动完成、单元测试、版本控制。此外，该IDE提供了一些高级功能，以用于支持Django框架下的专业Web开发。目前，PyCharm已经成为Python开发人员使用最广泛的开发工具之一，下面以windows操作系统为例介绍如何安装PyCharm，具体操作步骤如下：1、访问PyCharm官网：/pycharm/download/，下载安装包，这里有两个版本，分别是professional（专业版）和community（社区版），对于初学者我们推荐安装免费的社区版。2、下载完成后，运行安装程序，选择默认安装目录，保持默认选项进行安装。三、Python的简单使用（一）使用IDLE交互式编程模式1．IDLE使用不同的颜色来表示关键字、常量、字符串等，以方便用户进行区分。IDLE的初始运行环境（即Python的交互式编程模式）。此外，Python可以在Windows命令行窗口中直接运行程序。命令行的初始运行环境。两种运行环境基本相同，只有一些小差别。当数据量比较大时，IDLE执行速度慢一些，命令行执行速度快一些。2．IDLE为开发人员提供了许多有用的特性，如单词自动补全、语法高亮显示、命令历史等。在这些功能的帮助下，能够有效的提高编程人员的开发效率。3．如果使用IDLE交互式编程模式，那么直接在IDLE提示符>>>后面输入Python的命令并按回车执行即可。如果执行顺利，直接就可以看到执行结果，否则会抛出异常。（二）用IDLE编写.py程序利用IDLE还可以编写.py程序，将Python命令写到一个文件里，并运行出结果。1．创建Python程序在IDLE交互式解释器中，选择“File”菜单中的“NewFile”菜单项，启动IDLE编辑器创建新的.py文件。2．编写Python程序将要执行的Python代码写到新建的.py文件中。编写完成后，选择“File”菜单中的“Save”菜单项，保存所编写的程序，文件扩展名默认为.py。3．运行Python程序选择“Run”菜单中的“RunModule”菜单项，运行编写好的Python程序。程序运行结果显示在IDLE交互式解释器窗口中