Python程序設計-從基礎開發到數據分析(第2版)-微課版（60學時） 教案 夏敏捷

PAGEPAGE0教案課程名稱Python程序設計課程代碼DB0804043系(部)計算機學院教研室基礎教學部授課教師夏敏捷職稱副教授2020年9月PAGE2課程名稱Python程序設計總計：60學時課程類別通識課課程代碼DB0804043講授：40學時實驗：20學時其他：學時授課教師夏敏捷學分4授課對象全校學生教材和主要參考資料教材：夏敏捷《Python程序設計從基礎開發到數據分析》清華大學出版社2019.7參考資料：1.董付國.Python程序設計.北京：清華大學出版社，2019第3版2.明日科技.Python從入門到精通.北京：清華大學出版社，2020，第1版3.鄧英，夏幫貴《Python3基礎教程》人民郵電出版社2016.10課程簡介Python是一種簡單的、解釋型的、交互式的、可移植的、面向對象的高級程序設計語言，它具有非常簡潔、清晰的語法特點，適用于多種操作系統，目前國際上非常流行，正在得到越來越多的應用。2019年的一份研究報告顯示，Python已經成為目前美國頂尖大學里最受歡迎的計算機編程入門語言。計算機排名前10的學校里，有8所學校（80%）使用Python作為編程入門語言。在計算機排名前39的學校里，有27個學校（69%）使用Python作為編程入門語言。《Python程序設計》課程作為計算機程序設計入門語言教學課程，講授內容主要包括：Python開發環境及工具、編程語法基礎、程序流程控制、函數與模塊、面向對象編程、數據庫編程和tkinterGUI編程等內容。本課程是一門實踐性非常強的課程，因此在教學過程中應注重理論緊密聯系實際和加強實習環節的教學，通過實驗要掌握Python程序設計思路和方法技巧。教學難點重點重點：1、三種基本程序結構的實現方法2、各種數據類型的熟練使用、函數的定義與使用3、Python數據庫應用、Tkinter圖形界面4、數據分析和爬蟲設計難點：1、Tkinter圖形界面2、Python數據庫應用3、數據分析和爬蟲設計

授課題目：第1章Python語言介紹授課方式（請打√）理論課□討論課□實驗課□習題課□其他□課時安排理論課：2教學大綱要求：讓學生了解Python的發展、版本、應用領域和基本特點，并熟悉Python程序的運行方式，熟練掌握配置Python開發環境和使用編程工具IDLE。教學重點及難點：重點：Python程序的運行方式、配置Python開發環境和使用編程工具IDLEPython基本結構、基本輸入和輸出難點：配置Python開發環境和使用編程工具IDLE作業、討論題、思考題：課后習題（1）~（7）課后總結分析：教學內容備注主要教學內容：第1章Python語言介紹1.1Python語言簡介1.Python的發展2.Python應用領域3.Python的特點4.Python的版本1.2安裝與配置Python環境1.3Python開發環境IDLE簡介Python程序的運行方式編寫為程序運行交互式執行Python編程工具IDLE記事本Pycharm1.4Python基本輸入輸出1.5Python代碼規范下列教學內容可安排在實驗課程中講授：Python程序的運行方式Python的下載和安裝Python編程工具教學方法與手段設計1、教學方法：（1）介紹/演示Python編輯、開發和運行環境；（2）示例說明使用Python解釋器解釋執行Python程序。（3）示例說明使用集成開發環境IDLE編寫和執行Python源文件程序。2、輔助手段：多媒體演示。3、對于重點和難點，通過例題討論講解、師生互動、作業等來突出。

授課題目：第2章Python語法基礎授課方式（請打√）理論課□討論課□實驗課□習題課□其他□課時安排理論課：6實驗課：2教學大綱要求：掌握Python基本結構、基本輸入和輸出、數據類型（數字、集合、字符串、列表、元組、字典和文件），理解變量和動態數據類型。教學重點及難點：重點：數據類型（數字、集合、字符串、列表、元組、字典和文件）難點：變量和動態數據類型。作業、討論題、思考題：課后習題（1）~（8）課后總結分析：教學內容備注主要教學內容：2.1Python數據類型2.1.1數值類型 2.1.2字符串2.1.3布爾類型2.1.4空值2.1.5Python數字類型轉換2.2常量和變量2.3運算符與表達式2.4序列數據結構列表列表的基本特點列表的基本操作常用列表方法元組元組的特點元組的基本操作元組方法字典字典的特點字典基本操作字典常用方法字典視圖集合集合的特點集合運算“字典和集合”可安排在實驗課程中講授教學方法與手段設計1、教學方法：示例說明Python對象和引用、標識符及其命名規則、變量和賦值語句、表達式和運算符、語句、序列數據結構。2、輔助手段：多媒體演示。3、對于重點和難點，通過例題討論講解、師生互動、作業等來突出。

授課題目：第3章Python控制語句授課方式（請打√）理論課□討論課□實驗課□習題課□其他□課時安排理論課：4實驗課：4教學大綱要求：讓學生掌握if分支結構、for循環、while循環、列表生成式。教學重點及難點：重點：if分支結構、for循環、while循環、列表生成式作業、討論題、思考題：課后習題（1）~（6）課后總結分析：教學內容備注主要教學內容：3.1選擇結構3.1.1if語句3.1.2if…else語句3.1.3if…elif…else語句3.1.4pass語句3.2循環結構3.2.1while語句3.2.2for語句3.2.3continue和break語句3.2.4循環嵌套3.2.5列表生成式3.3常用算法及應用實例3.3.1累加與累乘3.3.2求最大數和最小數3.3.3枚舉法3.3.4遞推與迭代3.4游戲初步——猜單詞游戲教學方法與手段設計1、教學方法：（1）畫圖講解程序流程控制（順序結構和選擇結構）；（2）示例說明程序流程控制（順序結構和選擇結構）。（3）畫圖講解程序流程控制（循環結構）；（4）示例說明程序流程控制（循環結構）。2、輔助手段：多媒體演示。3、對于重點和難點，通過例題討論講解、師生互動、作業等來突出。

授課題目：第4章函數和模塊授課方式（請打√）理論課□討論課□實驗課□習題課□其他□課時安排理論課：4實驗課：2教學大綱要求：讓學生掌握函數的定義、函數的調用、函數參數、函數的嵌套、lambda函數、遞歸函數、模塊的導入、模塊搜索路徑，理解變量的作用域。教學重點及難點：重點：函數的定義、函數的調用、函數參數、函數的嵌套、lambda函數、遞歸函數、模塊的導入、模塊搜索路徑、函數式編程作業、討論題、思考題：課后習題（1）~（6）課后總結分析：教學內容備注主要教學內容：4.1函數的定義和使用4.1.1函數的定義4.1.2函數的使用4.1.3lambda表達式4.1.4函數的返回值4.2函數參數4.2.1函數形參和實參的區別4.2.2參數的傳遞4.2.3函數參數的類型4.2.4變量的作用域“內置函數”和“游戲初步”可作為實驗課程內容。主要教學內容：4.3閉包和函數的遞歸調用4.3.1閉包（closure）4.3.2函數的遞歸調用4.4內置函數4.4.1數學運算函數4.4.2集合操作函數4.4.3字符串函數4.4.4反射函數4.4.5IO函數4.5模塊4.5.1import導入模塊4.5.2定義自己的模塊4.5.3time模塊4.5.4日歷（Calendar）模塊4.5.5日期時間（datetime）模塊4.5.6random模塊4.5.7math模塊和cmath模塊4.6游戲初步4.7函數式編程4.7.1高階函數4.7.2Python函數式編程常用的函數4.7.3迭代器4.7.4普通編程方式與函數式編程的對比“模塊”和“游戲初步”可作為實驗課程內容。教學方法與手段設計1、教學方法：通過示例說明參數的傳遞、函數的返回值、變量的作用域、遞歸函數的定義、聲明和使用。2、輔助手段：多媒體演示。3、對于重點和難點，通過例題討論講解、師生互動、作業等來突出。 授課題目：第5章文件授課方式（請打√）理論課□討論課□實驗課□習題課□其他□課時安排理論課：4實驗課：2教學大綱要求：讓學生理解并掌握Python的文件的讀取和寫入。教學重點及難點：重點：文本文件的讀取和寫入，二進制文件的讀取和寫入，隨機訪問。作業、討論題、思考題：課后習題（1）~（5）課后總結分析：教學內容備注主要教學內容：5.1文件5.2文件的訪問5.2.1打開（建立）文件5.2.2讀取文本文件5.2.3寫文本文件5.2.4文件內移動5.2.5文件的關閉5.2.6二進制文件的讀寫5.3文件夾的操作5.3.1當前工作目錄5.3.2目錄操作5.3.3文件操作5.4文件應用案例——游戲地圖存儲5.4.1地圖寫入文件5.4.2從地圖文件讀取信息“文件應用案例”可作為實驗課程內容。教學方法與手段設計1、教學方法：通過示例說明文件處理。2、輔助手段：多媒體演示。3、對于重點和難點，通過例題討論講解、師生互動、作業等來突出。

授課題目：第6章面向對象編程授課方式（請打√）理論課□討論課□實驗課□習題課□其他□課時安排理論課：4實驗課：2教學大綱要求：讓學生理解Python的面向對象，掌握定義和使用類、對象的屬性和方法、類的繼承、運算符重載、模塊中的類。教學重點及難點：重點：定義和使用類、對象的屬性和方法難點：類的繼承、運算符重載、多態。作業、討論題、思考題：課后習題（1）~（5）課后總結分析：教學內容備注主要教學內容：第6章面向對象程序設計6.1面向對象程序設計基礎6.2類和對象6.2.1定義和使用類6.2.2構造函數__init__6.2.3析構函數6.2.4實例屬性和類屬性6.2.5私有成員與公有成員6.2.6方法6.3類的繼承和多態6.3.1類的繼承6.3.2類的多繼承6.3.3方法重寫6.3.4多態6.3.5運算符重載“面向對象應用案例——撲克牌類設計”可作為實驗課程內容。教學方法與手段設計1、教學方法：通過示例說明類和對象的定義、聲明和使用。2、輔助手段：多媒體演示。3、對于重點和難點，通過例題討論講解、師生互動、作業等來突出。授課題目：第7章Tkinter圖形界面設計授課方式（請打√）理論課□討論課□實驗課□習題課□其他□課時安排理論課：6實驗課：2教學大綱要求：讓學生掌握tkinter編程基礎、tkinter組件和對話框。教學重點及難點：重點：tkinter編程基礎、tkinter組件和對話框。作業、討論題、思考題：課后習題（1）~（5）課后總結分析：教學內容備注主要教學內容：7.1Python圖形開發庫7.1.1創建Windows窗口7.1.2幾何布局管理器(geometrymanager)7.2常用Tkinter組件的使用7.2.1Tkinter組件7.2.2標準屬性7.2.3Label標簽組件7.2.4Button按鈕組件7.2.5單行文本框Entry和多行文本框Text7.2.6列表框組件Listbox7.2.7單選按鈕Radiobutton和復選框Checkbutton7.2.8菜單組件Menu7.2.9對話框7.2.10消息窗口（消息框）7.2.11Frame框架組件7.2.12Scrollbar滾動條組件“圖形界面程序設計的應用”可作為實驗課程內容。7.3圖形繪制7.3.1Canvas畫布組件7.3.2Canvas上的圖形對象7.4Tkinter字體7.4.1通過元組表示字體7.4.2通過Font對象表示字體7.5Python事件處理7.5.1事件類型7.5.2事件綁定7.5.3事件處理函數7.6圖形界面程序設計的應用7.6.1開發猜數字游戲7.6.2撲克牌發牌程序窗體圖形版教學方法與手段設計1、教學方法：通過示例說明圖形用戶界面的定義、聲明、使用和繪制、Python圖形繪制。2、輔助手段：多媒體演示。3、對于重點和難點，通過例題討論講解、師生互動、作業等來突出。

授課題目：第8章Python數據庫編程授課方式（請打√）理論課□討論課□實驗課□習題課□其他□課時安排理論課：4實驗課：2教學大綱要求：讓學生了解關系數據庫，掌握使用Python訪問SQLite數據庫。教學重點及難點：重點：結構化查詢語言SQL，使用Python訪問數據庫。難點：Python的SQLite3數據庫編程作業、討論題、思考題：課后習題（1）~（3）課后總結分析：教學內容備注主要教學內容：8.1數據庫基礎8.1.1數據庫概念8.1.2關系型數據庫8.1.3數據庫和Python接口程序8.2結構化查詢語言SQL8.2.1數據表的建立（CREATETABLE）和刪除（DROP）8.2.2查詢語句SELECT8.2.3添加記錄語句INSERTINTO8.2.4更新語句UPDATE8.2.5刪除記錄語句DELETE8.3SQLite數據庫簡介8.4Python的SQLite3數據庫編程8.4.1訪問數據庫的步驟8.4.2創建數據庫和表8.4.3數據庫的插入、更新和刪除操作8.4.4數據庫表的查詢操作8.4.5數據庫使用實例8.5Python數據庫應用案例——智力問答游戲“智力問答游戲”可作為實驗課程內容。教學方法與手段設計1、教學方法：通過示例說明數據庫訪問。2、輔助手段：多媒體演示。3、對于重點和難點，通過例題討論講解、師生互動、作業等來突出。授課題目：第9章網絡編程和多線程授課方式（請打√）理論課□討論課□實驗課□習題課□其他□課時安排理論課：2實驗課：2教學大綱要求：讓學生了解網絡編程和通信的原理，掌握基于Socket網絡編程。教學重點及難點：重點：基于Socket網絡編程。難點：創建和啟動線程作業、討論題、思考題：課后習題（1）~（3）課后總結分析：教學內容備注主要教學內容：9.1網絡編程基礎9.1.1互聯網TCP/IP協議9.1.2IP協議9.1.3TCP和UDP協議9.1.4端口9.1.6Socket9.2TCP編程9.3UDP編程9.4多線程編程9.4.1進程和線程9.4.2創建線程9.4.3線程同步9.4.4定時器Timer9.5網絡編程案例——網絡五子棋游戲9.5.1服務器端程序設計9.5.2客戶端程序設計“網絡五子棋游戲”可作為實驗課程內容。教學方法與手段設計1、教學方法：通過示例說明Socket網絡編程。2、輔助手段：多媒體演示。3、對于重點和難點，通過例題討論講解、師生互動、作業等來突出。授課題目：第13章Python爬取網頁信息授課方式（請打√）理論課□討論課□實驗課□習題課□其他□課時安排理論課：2實驗課：2教學大綱要求：讓學生了解理解爬蟲程序的開發過程、掌握urllib庫的使用和網頁信息分析和處理方法，了解JSON模塊數據解析方法。教學重點及難點：重點：urllib庫的使用、網頁信息分析工具BeautifulSoup庫、JSON使用。難點：urllib庫的使用、網頁信息分析工具BeautifulSoup庫作業、討論題、思考題：課后習題（1）~（3）課后總結分析：教學內容備注主要教學內容：第13章Python爬取網頁信息13.1相關HTTP協議知識13.2urllib庫13.3BeautifulSoup庫教學方法與手段設計1、教學方法：通過示例說明Python爬取網頁信息。2、輔助手段：多媒體演示。3、對于重點和難點，通過例題討論講解、師生互動、作業等來突出。授課題目：第14章科學計算和可視化應用授課方式（請打√）理論課□討論課□實驗課□習題課□其他□課時安排理論課：2實驗課：2教學大綱要求：讓學生了解NumPy科學計算工具包和是Python的2D&3D繪圖可視化庫Matplotlib。教學重點及難點：重點：Numpy庫的使用。難點：Matplotlib可視化應用。作業、討論題、思考題：課后習題（1）~