《Python程序设计基础》教学大纲

《Python程序设计基础》教学大纲一、课程简介课程名称：Python程序设计基础课程编号：课程性质：必修适用专业：前导课程：考核方式：考试建议学时：60（可根据实际需要进行调整）建议学期：2、4、5二、教学目的和要求通过本课程的学习，使得学生能够理解Python的安装方法、基本语法，掌握Python语言基础知识，掌握Python函数和高级特征，掌握Python函数式编程和模块，掌握Python的面向对象编程，掌握Python应用开发，掌握Python数据分析方法，并通过实例掌握网络编程爬虫应用。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。三、教学中应注意的问题Python编程模式中非常重要的一条是代码简单化、问题简单化，同时应保证代码具有较强的可读性。在教学过程中，尽量避免在Python程序中带有其他编程语言的痕迹，要尽量从最简单的角度去思考和解决问题、实现自己的想法和思路，尽量多使用Python内置函数、标准库对象和合适的扩展库对象，保证代码的优雅、简洁。使用Python编程解决问题应充分借鉴和使用成熟的标准库和扩展库，尽量避免自主编写完整的业务逻辑，部分具体操作完全可以使用扩展库来实现，大幅度提高开发效率。例如，如果需要进行排序则直接使用内置函数sorted()或列表的sort()方法进行排序，切不可再使用选择法排序、插入法排序、冒泡法排序、快速排序或堆排序等排序算法来编写代码实现；计算最大公约数应习惯于使用math标准库的gcd()函数，而不应该自己编写代码实现辗转相除法的计算；对数据进行随机乱序应使用random标准库中的shuffle()函数；从给定数据集中随机选择元素应使用random标准库中的choice()函数；等等。四、教学内容模块1Python概述1.教学目录1.1初识Python1.1.1什么是Python1.1.2Python的特点1.1.3Python的运行过程1.2进入Python的世界1.2.1下载Python1.2.2安装Python1.2.3执行Python脚本文件1.3Python基本语法1.3.1Python标识符1.3.2Python保留字符1.3.3Python行和缩进1.3.4Python多行语句1.3.5Python引号1.3.6Python输入与输出1.4实训：配置Python开发环境1.4.1下载Python集成开发环境PyCharm1.4.2安装PyCharmCommunityEdition1.4.3PyCharm的使用步骤2.教学重点（1）Python的运行过程。（2）下载、安装Python，执行Python脚本文件。（3）Python标识符、保留字符、行和缩进、输入与输出。模块2Python语言基础1.教学目录2.1Python数据类型2.1.1简单数据类型2.1.2变量与常量2.1.3Python的注释2.2字符串和编码2.2.1字符编码概述2.2.2Python的字符串2.3Python运算符及其优先级2.3.1算术运算符2.3.2比较运算符2.3.3赋值运算符2.3.4逻辑运算符2.3.5成员运算符2.3.6身份运算符2.3.7运算符的优先级2.4控制语句2.4.1条件语句2.4.2循环语句2.4.3pass语句2.5合理使用list、tuple、dict和set2.5.1list列表的运用2.5.2tuple元组的运用2.5.3dict字典的运用2.5.4set集合的运用2.6实训：统计一段文字中的字母、空格和数字的个数2.教学重点（1）Python数据类型。（2）Python运算符及其优先级。（3）控制语句。模块3Python函数和高级特征1.教学目录3.1函数的相关运用3.1.1调用函数3.1.2数据类型转换3.1.3定义函数3.1.4函数的参数3.1.5递归函数3.2常用的高级特征3.2.1切片3.2.2迭代3.2.3列表生成式3.2.4生成器3.2.5迭代器3.3实训：Python函数应用3.3.1Python函数的相关应用3.3.2Python常用的高级特性应用2.教学重点函数的相关运用。模块4Python函数式编程和模块1.教学目录4.1高阶函数4.1.1map函数4.1.2reduce函数4.1.3filter函数4.1.4sorted函数4.2返回函数4.2.1函数作为返回值4.2.2闭包4.3匿名函数4.4装饰器4.4.1函数对象与函数名称4.4.2装饰器运用方式4.4.3处理装饰器的函数名称4.5偏函数4.5.1偏函数简介4.5.2偏函数的应用4.6使用模块4.6.1模块简介4.6.2import语句4.6.3from-import语句4.6.4常用内建模块4.6.5Python中的包4.6.6作用域4.7实训：实现第三方模块的安装2.教学重点（1）高阶函数。（2）返回函数。（3）装饰器。（4）使用模块。模块5Python的面向对象编程1.教学目录5.1面向对象的基础编程5.1.1类和实例5.1.2数据封装5.1.3访问权限5.1.4继承和多态5.1.5获取对象信息5.1.6实例的属性和方法与类的属性和方法5.2面向对象的高级编程5.2.1__slots__的使用5.2.2@property的使用5.2.3多重继承5.2.4定制类5.2.5使用枚举类5.3实训：对交通工具进行分类并进行面向对象编程2.教学重点面向对象的基础编程模块6Python应用开发1.教学目录6.1错误和调试6.1.1错误处理6.1.2调用堆栈6.1.3记录错误6.1.4抛出错误6.1.5常用调试的相关方式6.2Virtualenv6.2.1Virtualenv简介6.2.2安装Virtualenv6.2.3使用cmd命令执行独立的运行环境6.3PythonI/O读写6.3.1文件读写操作6.3.2StringIO和BytesIO6.4进程和线程6.4.1multiprocessing多进程模块6.4.2Pool进程池6.4.3多线程的使用方式6.5正则表达式6.5.1正则表达式的定义方式6.5.2re模块6.5.3切分字符串6.5.4贪婪匹配6.5.5编译6.6实训：捕获异常6.6.1错误和调试6.6.2Virtualenv安装详解2.教学重点（1）错误和调试。（2）PythonI/O读写。（3）进程和线程。（4）正则表达式。模块7网络编程之爬虫应用1.教学目录7.1网络爬虫Requests类库7.1.1Requests类库的介绍7.1.2网页爬取的通用代码框架7.1.3HTTP与Requests类库的方法7.1.4Requests类库之request方法解析7.2网络爬虫排除标准7.2.1网络爬虫引发的问题与对其的限制7.2.2robots协议7.3网络爬虫BeautifulSoup类库7.3.1认识BeautifulSoup类库7.3.2BeautifulSoup类库的基本元素7.3.3基于BeautifulSoup类库的HTML内容遍历方法7.3.4解决爬取数据过程中的常见问题7.3.5BeautifulSoup高级应用之CSSselectors7.3.6BeautifulSoup搜索文档树7.4实训：网络小说下载7.4.1实训背景7.4.2使用Requests库来抓取《庆余年》小说的第一章7.4.3使用BeautifulSoup获取章节7.4.4整合代码2.教学重点（1）网络爬虫Requests类库。（2）网络爬虫BeautifulSoup类库。模块8Python数据分析1.教学目录8.1交互式计算和开发环境8.1.1交互式计算和开发环境安装8.1.2IPython基础8.2数组和矢量计算类库NumPy8.2.1NumPy简介8.2.2NumPy基本操作8.2.3数组与标量之间的运算8.2.4基本的索引与切片8.2.5数组对象的相关操作8.2.6NumPy通用函数与方法8.3数值计算类库SciPy8.3.1SciPy库简介8.3.2常见数值计算类库的应用8.4高级数据结构和操作类库pandas8.4.1高级数据结构和操作类库pandas基础8.4.2高级数据结构和操作类库pandas进阶8.5可视化图表类库Matplotlib8.5.1Matplotlib类库快速绘图8.5.2Figure和Subplotimportrequests8.5.3Matplotlib类库基本功能8.5.4pandas绘图函数8.5.5Matplotlib类库绘图8.6实训：分析泰坦尼克号沉船人员信息8.6.1数据导入8.6.2数据简单分析8.6.3数据图形化分析8.6.4结论2.教学重点（1）数组和矢量计算类库NumPy。（2）数值计算类库SciPy。（3）高级数据结构和操作类库pandas。（4）可视化图表类库Matplotlib。五、教学课时分配教学课时分配表（参考）序号章节名称课堂学时1Python概述42Python语言基础103Python函数和高级特征104Python函数式编程和模块85Python的面向对象编程86Python应用开发87网络编程之爬虫应用68Python数据分析6合计60六、教材与参考书