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《Python编程技术》教学大纲

课程编号英文名称：PythonProgramming

学分：3

学时：总学时64学时，其中理论32学时，实践32学时

先修课程：高级语言、面向对象程序设计

课程类别：专业必修课

授课对象：计算机科学与技术专业学生

教学单位：机械与电气工程学院

修读学期：第3学期

一、课程描述和目标

Python编程技术是为计算机科学与技术等专业开设的一门重要的应用技术课程，通过该课程的学习，使得学生能够理解Python的编程模式（命令式编程、函数式编程），熟练运用Python运算符、内置函数以及列表、元组、字典、集合等基本数据类型和相关列表推导式、切片等特性来解决实际问题，熟练掌握Python分支结构、循环结构、函数设计以及类的设计与使用，熟练使用字符串方法，掌握正则表达式的应用方法，熟练使用Python读写文本文件，了解二进制文件操作，掌握Python程序的调试方法，掌握Python面向对象程序设计模式，掌握使用Python操作SQLite数据库的方法，掌握Numpy和Pandas进行数据处理的基本用法，掌握使用matplotlib进行数据可视化的用法，同时还应培养学生的代码优化与安全编程意识。

本课程拟达到的课程目标：通过本课程的学习，学生的计算思维能明显提升，能够通过编写程序研究与计算机相关的复杂工程问题。具体的课程目标如下：

课程目标1：能够体会Python编程语言的特点和优势，熟悉Python的语法、常用函数及区别其他编程语言的特殊功能。熟练使用Python编写程序，能够利用Python的强大功能解决各种常见问题。

课程目标2：了解Python强大的开源函数库，能够利用Python的基础知识以及开源函数库解决各种复杂工程问题。

二、课程目标对毕业要求的支撑关系

毕业要求指标点

课程目标

权重

指标点1-3：能够将算法设计、面向对象程序设计思想等知识与方法，用于计算机相关领域的复杂工程问题的分析、设计与实现

课程目标1

课程目标2

M

指标点4-2：能够融合计算机专业知识结构，就复杂工程问题中涉及的领域性功能或性能问题进行研究，设计相关的实验方案，并对结果或数据进行分析与总结

课程目标1

课程目标2

H

指标点5-2：能够对相应的技术、现代工程工具和信息技术工具进行评价并理解其局限性，并进行必要的二次开发

课程目标1

L

三、教学内容、基本要求与学时分配

序号

教学内容

基本要求及重、难点（含德育要求）

学时

教学

方式

对应课程目标

1

Python基础知识

要求熟悉数据类型、运算符与表达式、变量赋值与I/O操作、控制结构与流程图，能够利用Python编写简单程序。

知识创新、传统文化、自强自立。

2

讲授

演示

练习

课程目标1

2

函数与模块

要求熟练使用函数编写Python程序，理解Python编程语言中模块的概念，会编写自己的模块，并能在别的程序中调用自己的编写的模块。理解函数式编程思想。

函数体现分而治之的思想。函数讲究的是合作，大家组成团队、互相帮助、各取所长，这样使得学习效率更高、收获更大。

2

讲授

演示

练习

课程目标1

3

类与对象

理解类与对象的概念，能够熟练使用Python编程语言编写各种类，并能使用类与对象来解决相关问题。

科学精神、爱国精神，实现科技自信。

4

讲授

演示

练习

课程目标1

4

字符串处理

理解字符串是不可变对象的特点，能够实现字符串的各种操作，能解决与字符串相关的问题，掌握正则表达式的使用。

努力探索，科技自信；

2

讲授

演示

练习

课程目标1

5

列表

理解列表的特点，熟悉列表的各种方法，并能体会用列表处理问题的优点。能够使用列表解决相关问题。

团结协作、兼容并包。

2

讲授

演示

练习

课程目标2

6

元组、字典与集合

理解元组、字典与集合的特点，熟悉字典与集合的各种操作方法，并能体会用字典与集合处理问题的优点。能够使用元组、字典与集合解决相关问题。

不忘初心、牢记使命。

4

讲授

演示

练习

课程目标2

7

文件及数据库访问

熟悉Python语言访问文件和数据库的方法，能够熟练使用相关函数访问文件和数据库，并能基于文件来编写实用的应用程序。

词云统计，弘扬传统文化。

4

讲授

演示

练习

课程目标2

8

应用问题

能够对复杂工程问题进行分析，并能自行探索使用Python工具解决复杂问题的方案。（使用python进行网页数据爬取，科学计算与可视化，图像处理）

获取奋发向上、团队合作、探索创新的精神动力。

12

讲授

演示

练习

课程目标2

合计

32

序号

实验项目

实验内容与要求

学时

类型

对应课程目标

1

字符串处理

使用凯撒密码加密和解密英文文件。

根据用户输入加密或解密，用凯撒加密方法，对文件中的