Python程序设计-从基础开发到数据分析(第2版)-微课版 教学大纲 夏敏捷

PAGE—PAGE5—Python程序设计教学大纲课程名称Python程序设计课程编号014100291英文名称PythonProgrammingLanguage总学时/学分44理论学时28实验学时0上机学时16课外学时0适用专业计算机应用技术开课学期4一、课程概述《Python程序设计》是计算机专业核心课程，是一门实践性很强的重要课程，主要学习Python语言的基本语法、语句以及结构化程序设计的基本思想和面向对象程序设计方法，学习流行的第三方库实现网页爬取、数据可视化等功能。本课程的主要目的是通过学习该课程，使学生掌握基本的程序设计原理和基本的程序设计方法，培养学生应用计算机解决和处理实际问题的思维方法与基本能力，并培养规范化的编程风格，为进一步学习打下良好的程序设计基础。并为后续课程的知识、能力、素养的实现积累知识储备和技能基础。本课程的先修课为：Java程序设计、C程序设计等。课程的内容主要包括：理论部分和实践部分。理论部分是Python开发的基本概念：主要包括面向对象的编程思想，涵盖数据类型、字符串、列表、元组、字典、函数、异常、类、对象、继承、多态，以及数据存储、网络编程、网页爬取等内容；实践部分是针对前面基础理论设计的案例实践，以进一步巩固理论知识。二、教学目标通过本课程的理论学习和上机实践，要求学生掌握基于Python开发技术的基础知识。主要达到以下目标：知识目标：掌握Python开发环境的搭建和使用、字符串、列表、元组、字典、函数、异常、类、对象、继承、多态，以及数据存储、网络编程、网页爬取等知识点；能力目标：能够将Python列表、元组、字典、类、数据存储、网络编程等理论知识运用到实际的案例开发中；素质目标：培养学生诚实、守信、吃苦耐劳的思想品德；培养学生善于动脑、勤于思考的学习习惯；培养学生规范的软件代码编写习惯；培养学生良好的沟通能力和团队协作精神。三、课程教学目标与毕业要求之间的对应关系插入课程教学目标与培养规格对应关系矩阵，以附件形式列在课程教学大纲后面四、课程主要内容及学时分配第一章Python语言介绍（共2学时，支撑教学目标eq\o\ac(○,1)）【教学目标】：了解程序设计发展历程、了解Python代码规范（0.4学时）熟练掌握Python开发环境IDLE、PyCharm（0.6学时）熟悉简单的输入/输出实现方法。（1学时）【主要内容】：（1）Python语言简介（2）安装与配置Python环境（3）Python开发环境IDLE简介（4）Python基本输入输出（5）Python代码规范【重点】：Python开发环境、程序概念及程序设计的基本过程【难点】：程序设计的基本过程【授课方式】：多媒体理论教学和实验操作相结合第二章Python语法基础（共4学时，支撑教学目标eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,2)）【教学目标】：了解Python基本数据类型使用。（0.5学时）掌握各类运算符的含义、优先级，掌握表达式的正确书写。（1学时）掌握Python序列数据结构。（2.5学时）【主要内容】：（1）Python数据类型（2）常量和变量（3）运算符与表达式（4）序列数据结构【重点】：常见的基本数据类型、输入输出、运算符和表达式【难点】：序列数据结构【授课方式】：多媒体理论教学+实验操作相结合+上机练习第三章Python的流程控制（共2学时+2上机学时，支撑教学目标eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,2)）【教学目标】：三种基本结构的控制及实现，各种流程控制语句的正确使用（1.5学时）②掌握几种重要算法的设计思想。（0.5学时）【主要内容】：（1）选择结构程序（2）循环结构程序设计（3）常用算法及应用实例【重点】：循环结构程序设计、常用算法【难点】：常用算法【授课方式】：多媒体理论教学+实验操作相结合+上机练习第四章函数（共2学时，支撑教学目标eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,2)）【教学目标】：①掌握函数定义与调用方法；理解函数的调用过程；理解实参与形参（1学时）掌握Python的内置函数。（0.5学时）③理解函数调用过程中变量的生命周期和作用域；掌握函数的嵌套调用和递归调用。（0.5学时）【主要内容】：（1）函数的定义（2）函数的调用（3）函数的参数（4）闭包和函数的递归调用（5）内置函数（6）模块【重点】：函数的定义、调用、参数传递和作用域【难点】：参数传递、递归的定义和调用【授课方式】：多媒体理论教学+实验操作相结合+上机练习第五章文件的使用（共2学时+2上机学时，支撑教学目标eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,2)）【教学目标】：理解大量数据处理与文件的关系（0.5学时）理解掌握使用Python在磁盘上创建、读写以及关闭文件的基本操作。（1.5学时）【主要内容】：（1）文件概念（2）文件的访问（3）文件夹的操作【重点】：文件的访问、文件夹的操作【难点】：文件的访问【授课方式】：多媒体理论教学+实验操作相结合+上机练习第六章面向对象程序设计（共2学时+2上机学时，支撑教学目标eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,2)）【教学目标】：理解面向对象程序设计是如何合理地定义和组织类以及类之间的关系，掌握类和对象的定义。（0.5学时）掌握类的继承、派生与多态。（1.5学时）【主要内容】：（1）面向对象程序设计基础（2）类和对象（3）类的继承和多态（4）运算符重载【重点】：类的继承定义与调用方法【难点】：多态调用方法【授课方式】：多媒体理论教学+实验操作相结合+上机练习第七章Tkinter图形界面设计（共4学时+2上机学时，支撑教学目标eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,2)）【教学目标】：掌握Tkinter组件的使用方法。（2.5学时）掌握使用事件处理函数来处理当触发某个事件时所做的反应（操作）（0.5学时）会使用Canvas绘制图形界面。（1学时）【主要内容】：（1）Python图形开发库（2）常用Tkinter组件的使用（3）Canvas图形绘制（4）Tkinter字体（5）Python事件处理（6）图形界面程序设计的应用【重点】：常用Tkinter组件的使用、Python事件处理【难点】：Python事件处理【授课方式】：多媒体理论教学+实验操作相结合+上机练习第八章Python数据库应用（共2学时+2上机学时，支撑教学目标eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,2)）【教学目标】：理解数据库概念以及结构化查询语言SQL（0.5学时）掌握Python的SQLite3数据库编程（1.5学时）【主要内容】：（1）数据库基础（2）结构化查询语言SQL（3）SQLite数据库简介（4）Python的SQLite3数据库编程（5）Python数据库应用案例【重点】：结构化查询语言SQL以及SQLite使用方法。【难点】：SQLite创建数据库并对数据库进行操作【授课方式】：多媒体理论教学+实验操作相结合+上机练习第九章网络编程（共2学时+2上机学时，支撑教学目标eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,2)eq\o\ac(○,3)）【教学目标】：理解Socket程序的开发过程（0.2学时）掌握常见的通信协议TCP的发送和接收的实现（1学时）掌握常见的通信协议UDP的发送和接收的实现（0.5学时）了解多线程并发问题处理（0.3学时）【主要内容】：（1）网络编程基础（2）TCP编程（3）UDP编程（4）多线程编程（5）网络编程应用案例【重点】：TCP和UDP的发送和接收【难点】：多线程并发问题处理【授课方式】：多媒体理论教学+实验操作相结合+上机练习第十章Python爬取网页信息（共2学时+2上机学时，支撑教学目标eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,2)eq\o\ac(○,3)）【教学目标】：理解urllib网页爬取的开发过程（1学时）掌握BeautifulSoup4库处理分析网页内容（1学时）【主要内容】：（1）网络编程基础（2）urllib库（3）BeautifulSoup库（4）网络爬虫实战【重点】：urllib网页爬取【难点】：网页内容解析处理【授课方式】：多媒体理论教学+实验操作相结合+上机练习第十一章科学计算和可视化应用（共2学时+2上机学时，支撑教学目标eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,2)eq\o\ac(○,3)）【教学目标】：理解Numpy库的使用，使用Numpy库进行数学运算（1学时）掌握Matplotlib绘图可视化，初步掌握绘制条形图、饼状图、散点图（1学时）【主要内容】：（1）Numpy库的使用（2）Matplotlib绘图可视化（3）Pandas数据处理【重点】：Numpy库、Matplotlib绘图可视化【难点】：Numpy库进行数学运算【授课方式】：多媒体理论教学+实验操作相结合+上机练习第十二章数据分析（共2学时，支撑教学目标eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,2)eq\o\ac(○,3)）【教学目标】：理解系列(Series)、数据框（DataFrame）的使用（1学时）掌握Pandas统计功能、合并/连接和排序，初步掌握筛选和过滤功能（1学时）③初步掌握Pandas数据处理过程。【主要内容】：（1）系列(Series)的使用（2）数据框（DataFrame）的使用（3）Pandas数据处理过程【重点】：Pandas数据处理过程【难点】：Pandas统计功能、合并/连接、筛选和过滤【授课方式】：多媒体理论教学+实验操作相结合+上机练习五、课程考核方式期末上机考试60%+结课项目20%+平时作业测试20%教学目标考核方式1.掌握Python开发环境的搭建和使用、Python程序设计基础、基本图形界面UI、面向对象程序设计、数据存储、网络编程等知识点考查期末上机考试2.能够将基本图形界面UI、面向对象程序设计、数据存储、网络编程等理论知识运用到实际的案例开发中考查结课项目3.培养学生诚实、守信、吃苦耐劳的思想品德；培养学生善于动脑、勤于思考的学习习惯；培养学生规范的软件代码编写习惯；培养学生良好的沟通能力和团队协作精神考查结课项目六、教材名称及主要参考书推荐教材：制订日期：2020-8-20

本课程总学时46学时，其中：讲授环节28学时，实践环节18学时，具体教学安排如表1所示。表1学时分配与教学方法序号课程内容学时教学方式1Python语言介绍2讲授2Python语法基础4讲授3Python的流程控制2讲授4函数2讲授5文件的使用2讲授6面向对象程序设计2讲授7Tkinter图形界面设计4讲授8Python数据库应用2讲授9网络编程和多线程2讲授10Python爬取网页信息2讲授11科学计算和可视化应用2讲授12Python数据分析2讲授13上机1．使用选择结构编程和循环结构编程2实验14上机2．函数2实验15上机3．文件2实验16上机4．Python面向对象程序设计2实验17上机5．Tkinter图形界面设计实践2实验18上机6．Python数据库编程2实验19上机7．Python网络爬虫与信息提取2实验20上机8．Python数值计算和可视化编程2实验22上机9：malplotlib库绘制基本图形2实验=SUM(ABOVE)46课程教学目标与毕业要求关系矩阵教学目标毕业要求教学内容1.11.21.32.12.23.13.24.14.25.15.26.16.27.17.28.18.29.19.210.110.211.111.212.112.21LH第1章~第2章2HL第3章~第8章3L第9章~第10章*根据课程对各项指标的支撑强度分别用“H（高）、M（中）、L（弱）”表示，支撑强度的含义是：该课程覆盖毕业要求指标点的多寡，H至少覆盖50%，M至少覆盖30%，L覆盖少于30%。课程思政内容1.培养学生民族认同感，树立远大职业理想。梳理国产操作系统的发展历史与现状，包括华为、中兴等国产企业在全球市场的崛起，在操作系统领域的新架构，向学生展示中国的信息技术领域成就，增强使命感与荣誉感；通过华为孟晚舟事件、美国的芯片垄断—引出：民族认同感。党的十八届五中全会通过的“十三五”规划《建议》，明确提出实施网络强国战略以及与之密切相关的“互联网+”行动计划。国家正着力实现关键技术自主可控，为维护国家安全、网络安全提供技术保障。中国信息化需求巨大，但在一些关键技术领域如操作系统、芯片技术、CPU技术等方面，还难以做到自主可控，对国家安全造成威胁。引导学生明确：建设网络强国，不仅仅是靠网络技术，还要有软件技术等其他各类技术的支撑。引导学生作为软件技术专业的一员，应更加明晰专业人才的培养目标，更加明确专业领域内工作岗位和工作内容的社会价值，自觉树立远大职业理想，将职业生涯、职业发展脉络与国家发展的历史进程融合起来。2.向学生