課程簡介
Course Introduction
教學(xué)大綱
Teaching Syllabus
一,、課程目標(biāo)
了解腳本語言程序設(shè)計的基本知識，掌握程序設(shè)計的基本方法,，掌握程序設(shè)計的基本理論,、方法和應(yīng)用，掌握高級程序設(shè)計國家標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)基本規(guī)定,，會查閱有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和手冊,，養(yǎng)成嚴(yán)格遵守和執(zhí)行有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)的各項規(guī)定的良好習(xí)慣。能夠較正確而熟練地使用Python進(jìn)行程序的設(shè)計,；能夠識讀和編寫較復(fù)雜程度的程序,；能夠使用Python解決實際應(yīng)用問題。培養(yǎng)學(xué)生計算思維能力,、創(chuàng)新能力和發(fā)現(xiàn)問題,、分析問題和解決問題的能力。
二,、教學(xué)內(nèi)容
1. 程序設(shè)計基本方法
教學(xué)要求:
了解硬件和軟件在計算機(jī)系統(tǒng)中的不同作用；了解程序設(shè)計語言發(fā)展過程,；理解Python語言的特點,；掌握Python語言開發(fā)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境配制方法；理解編寫程序的IPO方法
教學(xué)內(nèi)容:
計算機(jī)的概念
程序設(shè)計語言
Z. Python語言概述
ZN. Python開發(fā)環(huán)境配置
Z. Python語言版本更迭
實驗要求:
掌握Python開發(fā)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境的配制方法,，編寫Hello world程序,。
實驗內(nèi)容:
（1）安裝Python3.x解釋器
（2）使用IDEL編寫Hello world程序
2.Python程序?qū)嵗馕?/span>
教學(xué)要求:
掌握解決計算問題的一般方法；掌握Python語言的基本語法,，包括縮進(jìn),、變量命名等；掌握Python語言繪制圖形的一般方法,；了解Python標(biāo)準(zhǔn)庫的導(dǎo)入和使用,。
教學(xué)內(nèi)容:
ZN. Python語法元素分析
turtle庫語法元素分析
實驗要求:
掌握Python語言的基本書寫和turtle庫的使用
實驗內(nèi)容:
（1）溫度轉(zhuǎn)換程序，編寫程序?qū)z氏度和華氏度的溫度數(shù)值進(jìn)行轉(zhuǎn)換,。
（2）Python蟒蛇繪制,，使用turtle庫繪制一個蟒蛇圖案。
3.基本數(shù)據(jù)類型
教學(xué)要求:
掌握3中數(shù)字類型的概念和使用,；運(yùn)用Python的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)值計算,；掌握字符串類型的概念和使用；掌握字符串類型的格式化操作方法和應(yīng)用,。
教學(xué)內(nèi)容:
數(shù)據(jù)類型
數(shù)字類型操作
N. math庫的使用
Z. 字符串類型及其操作
Z. 字符串類型格式化
實驗要求:
能夠使用math庫進(jìn)行簡單的數(shù)值計算,，能夠格式化輸出字符串。
實驗內(nèi)容:
（1）天天向上的力量:一年365天,，如果好好學(xué)習(xí)時能力值比前一天提高1%,，當(dāng)放任時相比前一天下降1%,，編程計算兩種情況效果相差值。
（2）文本進(jìn)度條:編程通過格式化字符串輸出和時間延遲實現(xiàn)控制臺風(fēng)格文本進(jìn)度條,。
4.程序的控制結(jié)構(gòu)
教學(xué)要求:
了解程序的基本結(jié)構(gòu)并繪制流程圖,；掌握程序的分支結(jié)構(gòu)；運(yùn)用if語句實現(xiàn)分支結(jié)構(gòu),；掌握程序的循環(huán)結(jié)構(gòu),；運(yùn)用for語句和while語句實現(xiàn)循環(huán)結(jié)構(gòu)；掌握隨機(jī)庫的使用方法,；了解程序的異常處理方法,。
教學(xué)內(nèi)容:
程序的控制結(jié)構(gòu)
Z. 程序的分支結(jié)構(gòu)
ZN. 程序的循環(huán)結(jié)構(gòu)
N. 程序的異常處理
實驗要求:
能夠使用分支結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)編寫簡單程序。
實驗內(nèi)容:
（1）身體質(zhì)量指數(shù)BMI:輸入身高和體重,，輸出BMI值并根據(jù)BMI指標(biāo)分類輸出類別,。
（2）計算圓周率:使用BBP公式計算圓周率的值。
5.函數(shù)和代碼復(fù)用
教學(xué)要求:
掌握函數(shù)的定義和調(diào)用方法,；理解函數(shù)的參數(shù)傳遞過程以及變量的作用范圍,；了解lambda函數(shù)；掌握時間日期標(biāo)準(zhǔn)庫的使用,；理解函數(shù)遞歸的定義和使用方法,。
教學(xué)內(nèi)容:
Z. 函數(shù)的基本使用
函數(shù)的參數(shù)傳遞
datetime庫的使用
Z. 代碼復(fù)用和模塊化設(shè)計
N 5.函數(shù)遞歸
實驗要求:
能夠利用函數(shù)編寫程序，掌握遞歸函數(shù)使用方法,。
實驗內(nèi)容:
（1）七段數(shù)碼管繪制:輸入當(dāng)前日期的數(shù)字形式,，輸出數(shù)碼管表示的圖形形式。
（2）科赫曲線繪制:利用遞歸函數(shù)繪制0~5階科赫函數(shù),。
6.組合數(shù)據(jù)類型
教學(xué)要求:
了解3類基本組合數(shù)據(jù)類型,；理解列表概念并掌握Python中的列表使用；理解字典概念并掌握Python中的字典使用,；運(yùn)用列表管理采集的信息,，構(gòu)建數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；運(yùn)用字典處理復(fù)雜的數(shù)據(jù)信息,；運(yùn)用組合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行文本詞頻統(tǒng)計,。
教學(xué)內(nèi)容:
組合數(shù)據(jù)類型概述
Z. 列表類型和操作
Z. 字典類型和操作
N. jieba庫的使用
實驗要求:
掌握列表和字典類型編寫程序處理實際問題
實驗內(nèi)容:
（1）基本統(tǒng)計值計算:輸入數(shù)據(jù)值，輸出平均值,、標(biāo)準(zhǔn)差和中位數(shù),。
（2）《三國演義》人物出場統(tǒng)計:輸入電子版《三國演義》文本，輸出出場率最高的10個人物,。
7.文件和數(shù)據(jù)格式化
教學(xué)要求:
掌握文件的讀寫方法以及打開和關(guān)閉等基本操作,；理解數(shù)據(jù)組織的維度和特點；掌握一、二維數(shù)據(jù)的存儲格式和讀寫方法,；運(yùn)用PIL庫進(jìn)行基本的圖像處理,；運(yùn)用json庫進(jìn)行數(shù)據(jù)的維度轉(zhuǎn)換；了解高維數(shù)據(jù)的存儲格式和讀寫方法,。
教學(xué)內(nèi)容:
Z.文件的使用
PIL庫的使用
Z. 一,、二維數(shù)據(jù)的格式化處理
N. 高位數(shù)據(jù)的格式化
N. json庫的使用
實驗要求:
掌握文件的基本操作，使用json庫進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換
實驗內(nèi)容:
（1）圖像的字符畫繪制:將圖像轉(zhuǎn)換為字符畫形式,。
（2）編寫程序?qū)?/span>CSV格式文件與json文件格式互相轉(zhuǎn)換,。
8.程序設(shè)計方法論
教學(xué)要求:
了解計算思維的概念；掌握自頂向下的設(shè)計方法,；掌握自底向上的執(zhí)行過程,；了解計算生態(tài)和模塊編程思想；掌握Python第三方庫的安裝方法,；掌握Python源文件的打包方法,。
教學(xué)內(nèi)容:
計算思維
N. 自頂向下和自底向上
Z. pyinstaller庫的使用
N. 計算生態(tài)和模塊編程
Python第三方庫的安裝
實驗要求:
使用計算思維思想設(shè)計程序
實驗內(nèi)容:
（1）體育競技分析:輸入兩個球員的嗯哪管理概率，模擬比賽的場次,，輸出兩個球員的勝負(fù)概率,。
（2）pip安裝腳本:使用pip安裝第三方Python庫。
9.科學(xué)計算和可視化
教學(xué)要求:
了解科學(xué)計算的基本概念,；了解數(shù)據(jù)可視化的概念,；運(yùn)用科學(xué)計算庫進(jìn)行矩陣分析和數(shù)值運(yùn)算；了解圖像的矩陣表示和處理,；運(yùn)行數(shù)據(jù)繪圖庫進(jìn)行簡單圖表繪制。
教學(xué)內(nèi)容:
科學(xué)計算和可視化概述
ZN. numpy庫的使用
N. matplotlib庫的使用
實驗要求:
使用numpy庫和matplotlib庫實現(xiàn)簡單數(shù)據(jù)處理和可視化,。
實驗內(nèi)容:
（1）圖像的手繪效果:使用numpy庫實現(xiàn)圖像的手繪效果轉(zhuǎn)換,。
（2）科學(xué)坐標(biāo)圖繪制:根據(jù)給定的數(shù)據(jù)繪制阻尼衰減曲線圖。
（3）多級雷達(dá)圖繪制:根據(jù)給定的任務(wù)能力數(shù)據(jù),，繪制多級雷達(dá)圖,。
10.網(wǎng)絡(luò)爬蟲和自動化
教學(xué)要求:
掌握網(wǎng)絡(luò)爬蟲的基本概念和方法；運(yùn)用request庫編寫基本的URL訪問過程,；運(yùn)用beautifulsoup4庫解析和處理HTML,；掌握像搜索引擎自動提交關(guān)鍵詞并獲取范圍結(jié)果的方法。
教學(xué)內(nèi)容:
網(wǎng)絡(luò)爬蟲概述
N. request庫的使用
N. beautifulsoup4庫的使用
實驗要求:
編寫簡單的爬蟲程序,，獲取數(shù)據(jù)
實驗內(nèi)容:
（1）中國大學(xué)排名爬蟲:從網(wǎng)頁中獲取中國大學(xué)排名信息,，并保存為文本文件。
（2）搜索關(guān)鍵詞自動提交:像百度提交一個關(guān)鍵詞,，自動獲取返回結(jié)果,，保存為文本文件。
三、各教學(xué)單元學(xué)時分配表
教學(xué)單元名稱 | 講授 | 實踐/實驗 |
程序設(shè)計基本方法 | 2 | 2 |
Python程序?qū)嵗馕?/span> | 2 | 2 |
基本數(shù)據(jù)類型 | 4 | 4 |
程序的控制結(jié)構(gòu) | 4 | 4 |
函數(shù)和代碼復(fù)用 | 4 | 4 |
組合數(shù)據(jù)類型 | 4 | 4 |
文件和數(shù)據(jù)格式化 | 4 | 4 |
程序設(shè)計方法論 | 4 | 4 |
科學(xué)計算和可視化 | 4 | 4 |
網(wǎng)絡(luò)爬蟲和自動化 | 4 | 4 |
小計 | 2 | 2 |
合計 | 72 | |
四,、教學(xué)組織與方法
本課程教學(xué)按照工學(xué)結(jié)合的思想進(jìn)行教學(xué)改革,，在繼承傳統(tǒng)教學(xué)方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合Python程序設(shè)計課程的特點和我院教學(xué)資源的實際情況,，對教學(xué)方法做出了一些創(chuàng)新,，靈活采用了小組討論法、案例分析法,、歸納演繹法,、等各種教學(xué)方法，這些教學(xué)方法的靈活運(yùn)用能夠很好地引導(dǎo)學(xué)生積極思考,、勤于實踐,，積極完成項目工作任務(wù)。
在現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)手段運(yùn)用方面,，Python程序設(shè)計課程配備了實訓(xùn)指導(dǎo)的操作演示和業(yè)務(wù)流程圖示,，提供了大量的案例以及模擬考試練習(xí)等學(xué)習(xí)資料。為學(xué)生準(zhǔn)備了大量的教學(xué)案例和開發(fā)案例,，訓(xùn)練學(xué)生軟件開發(fā)的能力,。學(xué)生可以利用校內(nèi)實訓(xùn)室所提供的環(huán)境和工具，進(jìn)行軟件開發(fā)實訓(xùn),。這些現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)手段的應(yīng)用為課程教學(xué)改革提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持和教學(xué)資源支持,。
五、課程考核與成績評定
（1）考核方式:考試,。
本課程考核采取考試方式,。
（2）課程成績總評
課程成績（總評）= 課堂出勤表現(xiàn)（10%）+課堂提問（10%）+平時作業(yè)（10%）+期末考試（70%）
成 績組 成 | 考核/評價環(huán)節(jié) | 分值（或百分比） | 考核/評價細(xì)則 |
出勤 | 10% | 缺勤一次扣一分，全勤10分 | |
課堂提問 | 10% | 主動回答問題一次加一分 | |
平時作業(yè) | 10% | 根據(jù)完成情況給分 | |
期末考試 | 70% | 根據(jù)完成情況給分 |
六,、推薦教材和教學(xué)參考書目與文獻(xiàn)
推薦教材:《Python語言程序設(shè)計基礎(chǔ)（第2版）》,，嵩天，禮欣,，黃天羽 著,，高等教育出版社，2017.2,。
參考書目與文獻(xiàn):《Python核心編程（第3版）》,，Wesley Chun 著，孫波翔,，李斌,，李晗 譯，人民郵電版社,，2016.5,。
