《Python程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》教學(xué)大綱

《Python程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》教學(xué)大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：21150261課程性質(zhì)：專業(yè)選修課學(xué)分：2學(xué)分學(xué)時(shí)：32學(xué)時(shí)（理論32學(xué)時(shí)）先修課程：高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)等后續(xù)課程：畢業(yè)設(shè)計(jì)適用專業(yè)：電纜工程開課單位：電纜工程學(xué)院一、課程說明《Python程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》是電纜工程專業(yè)學(xué)生的一門專業(yè)選修課。本課程主要學(xué)習(xí)Python語言的語法知識(shí)、編程思想和Python程序的調(diào)試方法，為后續(xù)課程學(xué)習(xí)和將來工作打下一定的基礎(chǔ)。本課程注重Python編程技能、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)和調(diào)試能力的培養(yǎng)，使學(xué)生能夠綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，熟練掌握閱讀和分析程序的方法和技巧，熟練掌握調(diào)試Python程序的方法；養(yǎng)成良好的程序設(shè)計(jì)風(fēng)格，能夠使用Python語言解決電纜工程領(lǐng)域?qū)嶋H應(yīng)用問題，最終掌握發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力及自學(xué)新知識(shí)的能力。二、課程目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到如下目標(biāo)：課程目標(biāo)1：掌握Python的特點(diǎn)、環(huán)境安裝及應(yīng)用、變量、數(shù)據(jù)類型、運(yùn)算符和內(nèi)置函數(shù)，掌握列表、元組、字典和字符串等序列結(jié)構(gòu)的用法，熟練使用順序、選擇和循環(huán)結(jié)構(gòu)。課程目標(biāo)2：掌握函數(shù)的使用和文件及目錄的操作，熟悉Python語言中的異常處理結(jié)構(gòu)，理解面向?qū)ο缶幊趟枷耄軌蚋鶕?jù)實(shí)際問題進(jìn)行面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)。課程目標(biāo)3：培養(yǎng)學(xué)生的編程思維、程序設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力，能夠使用Python語言進(jìn)行電纜工程領(lǐng)域?qū)嶋H應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)。培養(yǎng)良好的職業(yè)規(guī)范及工程素養(yǎng)；追求精益、勇于創(chuàng)新的工匠精神；善于學(xué)習(xí)、積極探索的創(chuàng)新意識(shí)；團(tuán)隊(duì)協(xié)作、終身學(xué)習(xí)精神。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求《Python程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程教學(xué)目標(biāo)對(duì)電纜工程專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見表1。表1課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)支撐強(qiáng)度3.設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案3.3能夠在設(shè)計(jì)開發(fā)環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)，并考慮社會(huì)、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素。課程目標(biāo)1：掌握Python語言中的變量、數(shù)據(jù)類型、運(yùn)算符和內(nèi)置函數(shù)，熟練使用選擇語句和循環(huán)語句，掌握列表、元組、字典和字符串等序列結(jié)構(gòu)的用法。課程目標(biāo)2：掌握函數(shù)的使用和文件及目錄的操作，熟悉Python語言中的異常處理結(jié)構(gòu)，理解面向?qū)ο缶幊趟枷耄軌蚋鶕?jù)實(shí)際問題進(jìn)行面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)。M5.使用現(xiàn)代工具5.2能夠選擇和使用恰當(dāng)?shù)膬x器、信息資源，工程工具和專業(yè)模擬軟件等，用于電纜工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的分析、計(jì)算與設(shè)計(jì)。課程目標(biāo)3：培養(yǎng)學(xué)生的編程思維、程序設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力，能夠使用Python語言對(duì)機(jī)械電子產(chǎn)品對(duì)象建立模擬及預(yù)測(cè)模型。M注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關(guān)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)度。四、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配見表2。表2教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求，教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)理論學(xué)時(shí)對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)1Python概述1.1Python的發(fā)展歷程1.2Python的特點(diǎn)1.3Python的應(yīng)用領(lǐng)域1.4Python開發(fā)環(huán)境的安裝與使用1.5第一個(gè)Python程序教學(xué)要求：（1）了解Python的發(fā)展歷程；（2）理解Python語言的特點(diǎn)；（3）掌握Python開發(fā)環(huán)境IDLE的安裝與使用。重點(diǎn)：Python語言的特點(diǎn)；開發(fā)環(huán)境IDLE的安裝與使用。難點(diǎn)：開發(fā)環(huán)境IDLE的安裝與使用。21、32程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)2.1程序基本結(jié)構(gòu)2.2輸入和輸出2.3常量2.4變量2.5字符串2.6基本運(yùn)算2.7常用系統(tǒng)函數(shù)教學(xué)要求：（1）掌握程序的基本結(jié)構(gòu)；（2）掌握輸入輸出的應(yīng)用；（3）理解和應(yīng)用Python中的常量和變量；（4）掌握字符串的概念及相關(guān)操作。重點(diǎn)：Python程序的基本結(jié)構(gòu)；Python中的常量和變量；字符串的相關(guān)操作。難點(diǎn)：字符串的相關(guān)操作。41、33序列結(jié)構(gòu)3.1列表3.2元組3.3字典3.4集合教學(xué)要求：（1）掌握列表的基本操作和常用方法；（2）掌握元組的基本操作和常用方法；（3）理解元組與列表的區(qū)別；（4）掌握字典的基本操作和常用方法；（5）掌握集合對(duì)象的創(chuàng)建與刪除。重點(diǎn)：列表對(duì)象的創(chuàng)建與刪除；列表元素的訪問；列表的常用方法；元組對(duì)象的創(chuàng)建與刪除；字典對(duì)象的創(chuàng)建與刪除，字典元素的訪問；集合對(duì)象的創(chuàng)建與刪除。難點(diǎn):元組與列表的區(qū)別。41、34.順序結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)4.1Python程序的編碼規(guī)范4.2賦值語句4.3數(shù)據(jù)的輸入輸出4.4順序結(jié)構(gòu)程序舉例教學(xué)要求：（1）掌握Python程序中的縮進(jìn)、注釋和語句分行等代碼規(guī)范；（2）掌握簡單賦值和復(fù)合賦值的應(yīng)用；（3）掌握數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出和格式化輸入輸出；（4）掌握順序結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)。重點(diǎn)：Python程序中的縮進(jìn)、注釋和語句分行等代碼規(guī)范；簡單賦值和復(fù)合賦值的應(yīng)用；標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出和格式化輸入輸出；順序結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)。難點(diǎn)：格式化輸入輸出。21、35.選擇結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)5.1條件表達(dá)式5.2條件運(yùn)算符5.3選擇結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)5.4選擇結(jié)構(gòu)程序舉例教學(xué)要求：（1）掌握比較運(yùn)算符、邏輯運(yùn)算符、成員運(yùn)算符、身份運(yùn)算符和內(nèi)置測(cè)試函數(shù)等的使用；（2）掌握條件運(yùn)算符的應(yīng)用；（3）熟練掌握if語句、if-else語句和if-elif-else語句的應(yīng)用；（4）掌握選擇結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)。重點(diǎn)：比較運(yùn)算符、邏輯運(yùn)算符、成員運(yùn)算符、身份運(yùn)算符和內(nèi)置測(cè)試函數(shù)等的使用；簡單賦值和復(fù)合賦值的應(yīng)用；條件運(yùn)算符的應(yīng)用；if語句、if-else語句和if-elif-else語句的應(yīng)有；選擇結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)。難點(diǎn)：選擇結(jié)構(gòu)的嵌套。41、36.循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)6.1While循環(huán)6.2for循環(huán)6.3循環(huán)控制語句6.4循環(huán)的嵌套6.5循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)舉例教學(xué)要求：（1）熟練掌握while循環(huán)語句、for循環(huán)語句的用法；（2）理解break與continue語句的區(qū)別；（3）熟練使用兩重循環(huán)解決簡單問題。重點(diǎn)：while循環(huán)語句；for循環(huán)語句；break與continue語句的作用。難點(diǎn)：break與continue語句的區(qū)別；循環(huán)的嵌套。41、37.函數(shù)7.1什么是函數(shù)7.2函數(shù)的定義和調(diào)用7.3函數(shù)的參數(shù)7.4函數(shù)的返回值7.5函數(shù)的類型7.6函數(shù)的嵌套調(diào)用7.7變量的作用域7.8遞歸函數(shù)和匿名函數(shù)7.9日期時(shí)間函數(shù)7.10隨機(jī)函數(shù)教學(xué)要求：（1）掌握函數(shù)的定義和遞歸調(diào)用；（2）理解形參和實(shí)參的概念、參數(shù)的傳遞和參數(shù)的類型；（3）掌握函數(shù)的返回值和函數(shù)的類型；（4）理解函數(shù)的嵌套調(diào)用；（5）理解局部變量與全局變量的作用域；（6）掌握遞歸函數(shù)、匿名函數(shù)的應(yīng)用；（7）掌握日期時(shí)間函數(shù)、隨機(jī)函數(shù)的應(yīng)用。重點(diǎn)：函數(shù)的定義和遞歸調(diào)用；參數(shù)的傳遞，位置參數(shù)、默認(rèn)值參數(shù)、關(guān)鍵參數(shù)和長度可變參數(shù)的用法；函數(shù)的返回值和函數(shù)的類型；局部變量與全局變量的作用域；函數(shù)的嵌套調(diào)用。難點(diǎn):函數(shù)的嵌套定義和遞歸調(diào)用。42、38.面向?qū)ο缶幊?.1面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)基礎(chǔ)8.2類的定義和實(shí)例化8.3數(shù)據(jù)成員與成員方法8.4屬性8.5繼承8.6多態(tài)8.7特殊方法和運(yùn)算符重載教學(xué)要求：（1）理解面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的概念；（2）熟練掌握類的定義和對(duì)象的創(chuàng)建及使用；（2）掌握定義私有成員與公有成員的方法；（3）掌握類變量、實(shí)例變量、實(shí)例方法、靜態(tài)方法和類方法的定義；（4）理解掌握類的繼承、多態(tài)和__init__()構(gòu)造方法的實(shí)現(xiàn)。重點(diǎn):類的定義，對(duì)象的創(chuàng)建和使用；私有成員與公有成員；類變量與實(shí)例變量；實(shí)例方法、類方法和靜態(tài)方法；繼承與多態(tài)。難點(diǎn):self參數(shù)，__init__()構(gòu)造方法，靜態(tài)方法和類方法，多態(tài)。42、39.文件9.1打開和關(guān)閉文件9.2讀寫文本文件9.3讀寫二進(jìn)制文件9.4用文件存儲(chǔ)Python對(duì)象教學(xué)要求：掌握文件的打開和關(guān)閉函數(shù)的應(yīng)用；掌握文件的讀、寫、追加、二進(jìn)制模式和文件對(duì)象的常用方法；（3）掌握文本文件的讀寫操作；（4）掌握二進(jìn)制文件的讀寫操作；（5）熟悉用文件存儲(chǔ)Python對(duì)象。重點(diǎn):文件的打開和關(guān)閉函數(shù)的應(yīng)用；文件的讀、寫、追加、二進(jìn)制模式和文件對(duì)象的常用方法；文本文件的讀寫操作；二進(jìn)制文件的讀寫操作。難點(diǎn):文本文件、二進(jìn)制文件的讀寫操作22、310.錯(cuò)誤和異常處理10.1錯(cuò)誤、異常的概念與表現(xiàn)形式；10.2常見錯(cuò)誤異常；10.3處理異常；教學(xué)要求：（1）理解錯(cuò)誤、異常的概念與常見的表現(xiàn)形式；（2）了解Python常見的錯(cuò)誤異常；（3）掌握try、finally、和with等關(guān)鍵字的異常處理結(jié)構(gòu)。重點(diǎn)：錯(cuò)誤、異常的概念與常見的表現(xiàn)形式；Python常見的錯(cuò)誤異常；try…except結(jié)構(gòu)、try...except...else結(jié)構(gòu)、帶有多個(gè)except的try結(jié)構(gòu)和try…except…finally結(jié)構(gòu)。難點(diǎn):try…except結(jié)構(gòu)、try...except...else結(jié)構(gòu)、帶有多個(gè)except的try結(jié)構(gòu)和try…except…finally結(jié)構(gòu)。22、3合計(jì)32五、教學(xué)方法及手段本課程以課堂講授為主，采用啟發(fā)式、討論式、互動(dòng)式和案例教學(xué)等教學(xué)方法，促進(jìn)學(xué)生積極思考，開發(fā)學(xué)生的潛能，培養(yǎng)學(xué)生思考問題、分析問題和解決問題的能力。同時(shí)，提供大量線上資源，包括技前沿資源（論壇、微信公眾號(hào)、網(wǎng)頁等），充分利用多媒體和互聯(lián)網(wǎng)資源，以線上自學(xué)為輔，線下教學(xué)為主，增強(qiáng)學(xué)生自學(xué)能力，培養(yǎng)學(xué)生科技前沿敏感度，幫助學(xué)生養(yǎng)成終身學(xué)習(xí)的習(xí)慣。優(yōu)化教學(xué)手段，以實(shí)際工程項(xiàng)目為例，針對(duì)不同水平層次的學(xué)生開展“案例引導(dǎo)、層次遞進(jìn)”的教學(xué)，優(yōu)化教學(xué)方法，轉(zhuǎn)變以往教師為主的教學(xué)方式，對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組，開展引導(dǎo)式、討論式等方式，逐漸轉(zhuǎn)為以學(xué)生為主體的教與學(xué)，增強(qiáng)學(xué)生利用專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際工程問題的能力，提高學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)和能力。六、課程資源庫1.推薦教材黃蔚.Python程序設(shè)計(jì)[M].北京：清華大學(xué)出版社,2020.2.參考書（1）曹少中等.Python編程基礎(chǔ)與實(shí)踐教程[M].北京：科學(xué)出版社,2021.（2）董付國.Python程序設(shè)計(jì)(第3版)[M].北京：清華大學(xué)出版社,2020.（3）唐大仕.Python程序設(shè)計(jì)[M].北京：電子工業(yè)出版社,2020.（4）王圓.Python程序設(shè)計(jì)[M].北京：清華大學(xué)出版社,2021.（5）林川,秦永彬.Python程序設(shè)計(jì)[M].北京：清華大學(xué)出版社,2021.3.期刊（1）辦公自動(dòng)化,中國儀器儀表學(xué)會(huì)辦公自動(dòng)化學(xué)會(huì).（2）計(jì)算機(jī)教育,清華大學(xué).（3）工業(yè)控制計(jì)算機(jī),中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì).（4）電子技術(shù)與軟件工程,中國電子學(xué)會(huì).4.網(wǎng)絡(luò)資源（1）Python官網(wǎng):https://www.P．（2）伯樂開發(fā)網(wǎng):http://P.（3）Python中文學(xué)習(xí)大本營:http://www.P.（4）Python教程:/wiki/1016959663602400．（5）Python程序設(shè)計(jì):/course/BIT-268001．（6）博客園:/.（7）CSDN:/.七、課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐課程成績由過程性考核成績和期末考核成績兩部分構(gòu)成，具體考核/評(píng)價(jià)細(xì)則及對(duì)課程目標(biāo)的支撐關(guān)系見表3。表3課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評(píng)價(jià)細(xì)則課程目標(biāo)123過程性考核作業(yè)12（1）主要考核學(xué)生對(duì)各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度及相關(guān)知識(shí)的自學(xué)程度，滿分100分；（2）每次作業(yè)單獨(dú)評(píng)分，取所有作業(yè)成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績；（3）以最終成績乘以其在總評(píng)成績中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績?！獭獭?52課堂表現(xiàn)12（1）根據(jù)課堂出勤情況和課堂回答問題情況進(jìn)行考核，滿分100分；（2）以平時(shí)考核成績乘以其在總評(píng)成績中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績?！獭獭?52小組任務(wù)8（1）主要考核學(xué)生對(duì)各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)綜合應(yīng)用能力、自學(xué)能力及創(chuàng)新能力，滿分100分；（2）每次小組任務(wù)單獨(dú)評(píng)分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績；（3）以最終成績乘以其在總評(píng)成績中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績?！獭獭?32階段測(cè)試8（1）主要階段性考核學(xué)生對(duì)本階段知識(shí)的掌握程度，滿分100分；（2）每次測(cè)試單獨(dú)評(píng)分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績；（3）以階段測(cè)試成績乘以其在總評(píng)成績中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績?！獭獭?32期末考核60（1）期末考核方式為大作業(yè)；（2）大作業(yè)成績?yōu)?00分，以大作業(yè)成績乘以其在總評(píng)成績中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績。主要考察學(xué)生用所學(xué)知識(shí)獨(dú)立解決、創(chuàng)造性解決問題的能力，對(duì)學(xué)生的業(yè)務(wù)能力進(jìn)行綜合評(píng)估?？荚囶}型為綜合類型，針對(duì)特定的測(cè)量任務(wù)設(shè)計(jì)相應(yīng)的Python程序方案。√√√202020合計(jì)：100分363628八、考核與成績?cè)u(píng)定1.考核方式及成績?cè)u(píng)定考核方式：本課程主要以作業(yè)、課堂表現(xiàn)、小組任務(wù)、階段測(cè)試和大作業(yè)等方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核評(píng)價(jià)?？己嘶疽螅嚎己丝偝煽冇善谀┛己顺煽兒瓦^程性評(píng)價(jià)成績組成。其中：期末考核成績?yōu)?00分（權(quán)重60%），考核形式為大作業(yè)；過程性評(píng)價(jià)成績?yōu)?00分（權(quán)重40%），通過作業(yè)、課堂表現(xiàn)、小組任務(wù)和階段測(cè)試等方式來進(jìn)行；過程性評(píng)價(jià)和期末考核分值分配應(yīng)與教學(xué)大綱各章節(jié)的學(xué)時(shí)基本成比例。2.過程性考核成績的標(biāo)準(zhǔn)過程性考核方式重點(diǎn)考核內(nèi)容、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、所占比重見表4。表4過程性考核方式評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60