《程序设计基础（Python）》教学大纲

《程序设计基础（Python）》教学大纲

 

一、课程说明

课程编码：1803603002

课程名称（中/英文）：程序设计基础/Program Design Basis

课程类别：学科平台课

学时/学分：64/3

先修课程：计算机文化基础

适用专业层次：统计学专业本科

二、课程的地位及作用

本课程是统计学专业的学科平台课程，为必修课。

本课程在整个课程体系中起到为后续专业课程如统计软件应用、R软件、数据挖掘概论、大数据分析等的教学奠定基础的作用。通过本课程的教学，使学生掌握程序设计的基本概念、基本理论、基本方法。通过对本门课程的学习，使学生系统地获得一门常用的数据分析处理编程语言，掌握基本的编程技能，并注重培养学生抽象分析问题和设计算法、编程实现解决问题的能力和常见的程序设计能力、排错能力以及Python软件包查找、使用能力，从而使学生学会利用程序语言去建模、解决一些生物信息、日常生活等方面的数据处理问题。

三、课程教学目标

（一）知识目标

记忆脚本语言的特性及用途、基本数据类型、函数和代码的复用、；理解程序的控制结构、组合数据的类型、文件和数据格式化；了解Python语言的基本构成和程序设计方法。

（二）能力目标

能够能够独立进行程序设计，使用Python开发实际应用，为从事相应的软件开发奠定良好的基础。

（三）素质目标

培养正确的人生观和价值观，具有良好的职业道德和崇高的社会责任感；保护知识产权，促进信息传播；培养创新意识与创新精神，具有科学态度和批判精神，具有参与现代科学技术竞争的基本素质和发展潜力；树立终身学习理念，培养团队合作精神。

四、学时分配表

   

五、课程章节目的要求、教学内容、重点难点及教学设计

第一章  程序设计基本方法

【总学时】 2学时

【学时分配】讲课（含研讨） 1 学时/实践 1 学时

【目的要求】

知识目标：记忆程序设计语言的概念;记忆Python语言Hello程序的编写方法； 理解编译语言和脚本语言的区别;理解编写程序的IPO方法；了解计算机和程序设计的关系;了解Python语言的历史和特点;

能力目标：能够独立配置Python语言的开发环境。

素质目标：培养学生的计算思维；培养创新意识与创新精神，具有科学态度和批判精神，具有参与现代科学技术竞争的基本素质和发展潜力；培养团队合作精神。

【教学内容】

1.计算机的概念、程序设计语言、Python语言介绍;

2.Python环境配置。

【教学重点】Python语言介绍及环境配置。

【教学难点】Python环境配置。

【教学方案设计】

以名人名言及Hello程序引入课堂，从计算机概念开始相关知识的学习，以举例等方式辅助教学。

教学方法：讲授法、上机实践法

教学手段：多媒体教学及移动互联网。

第二章  Python程序实例解析

【总学时】 4学时

【学时分配】讲课（含研讨） 2 学时/实践 2 学时

【目的要求】

知识目标：记忆IPO程序设计方法；了解Python程序的基本元素；了解基本的程序设计概念和方法；

能力目标：能够编写10行左右的Python程序；能够编写带GUI的简单Python程序。

素质目标：培养学生的计算思维；培养创新意识与创新精神，具有科学态度和批判精神，具有参与现代科学技术竞争的基本素质和发展潜力；培养团队合作精神。

【教学内容】

第一节 Python程序语法元素分析

1. 程序的基本编写方法；

2.Python程序基本元素；

第二节 Python程序实例

1.基本程序设计实例；

2.GUI程序设计实例。

【教学重点】Python语言介绍及环境配置。

【教学难点】Python环境配置。

【教学方案设计】

以蟒蛇绘制程序引入课堂，开始相关知识的学习，以举例等方式辅助教学。

教学方法：讲授法、上机实践法

教学手段：多媒体教学及移动互联网。

第三章  基本数据类型

【总学时】 4学时

【学时分配】讲课（含研讨） 2 学时/实践 2 学时

【目的要求】

知识目标：记忆Python语言中数字类型的种类、数字库的使用及随机数的使用;理解数据类型的概念。

能力目标：能够编写数字运算相关的Python程序。

素质目标：培养学生的计算思维；培养创新意识与创新精神，具有科学态度和批判精神，具有参与现代科学技术竞争的基本素质和发展潜力；培养团队合作精神。

【教学内容】

第一节 数字类型

1.数字类型基本概念；

2.整数类型；

3.浮点数类型；

4.复数类型。

第二节 数据库

1.数学库的使用；

2.随机数库的使用；

3.相关基本实例。

【教学重点】数学库的使用。

【教学难点】随机数库的使用。

【教学方案设计】

以名人名言引入课堂，开始相关知识的学习，以举例等方式辅助教学。

教学方法：讲授法、上机实践法

教学手段：多媒体教学及移动互联网。

第四章  字符串和文件

【总学时】 4学时

【学时分配】讲课（含研讨） 2 学时/实践 2 学时

【目的要求】

知识目标：记忆字符串格式化及文件操作方法；理解字符串类型的概念；理解Python语言中字符串编码方法；

能力目标：能够编写与字符串相关的Python程序，不少于20行代码。

素质目标：培养学生的计算思维；培养创新意识与创新精神，具有科学态度和批判精神，具有参与现代科学技术竞争的基本素质和发展潜力；培养团队合作精神。

【教学内容】

第一节  字符串操作

1.字符串数据类型；

2.字符串编码方式；

3.字符串的输入输出；

4.字符串的格式化；

第二节  文件操作

1.文件操作方法；

2.相关基本实例。

【教学重点】字符串数据类型与编码方式。

【教学难点】文件操作方法与基本实例。

【教学方案设计】

以名人名言、字符画引入课堂，开始相关知识的学习，以举例等方式辅助教学。

教学方法：讲授法、上机实践法

教学手段：多媒体教学及移动互联网。

第五章  组合数据类型

【总学时】 8学时

【学时分配】讲课（含研讨） 4 学时/实践 4 学时

【目的要求】

知识目标：记忆列表与字典的基本操作；理解列表类型、字典类型的概念；了解运用列表解决问题。

能力目标：能够编写与列表相关的Python程序，不少于20行代码。

素质目标：培养学生的计算思维；培养创新意识与创新精神，具有科学态度和批判精神，具有参与现代科学技术竞争的基本素质和发展潜力；培养团队合作精神。

【教学内容】

第一节  组合数据类型概述

1.序列类型；

2.集合类型；

3.映射类型。

第二节  列表类型和操作

1.列表类型；

2.列表基本操作；

3.列表应用；

4.非序列集合；

第三节  字典类型和操作

1.字典类型的概念；

2.字典类型的操作。

【教学重点】列表基本操作。

【教学难点】列表应用。

【教学方案设计】

以《三国演义》人物统计引入课堂，开始相关知识的学习，以举例等方式辅助教学。

教学方法：讲授法、上机实践法

教学手段：多媒体教学及移动互联网。

第六章  函数和代码复用

【总学时】 8学时

【学时分配】讲课（含研讨） 4 学时/实践 4 学时

【目的要求】

知识目标：记忆函数、递归的使用方法；理解函数的概念、函数调用的基本原理及递归的概念。

能力目标：熟练运用函数解决问题；能够编写与函数相关的Python程序，不少于30行代码。

素质目标：培养学生的计算思维；培养创新意识与创新精神，具有科学态度和批判精神，具有参与现代科学技术竞争的基本素质和发展潜力；培养团队合作精神。

【教学内容】

第一节  函数的基本使用

1.函数定义；

2.函数使用方法；

3.函数调用原则与调用过程。

第二节  函数的参数传递

1.可选参数和可变数量参数；

2.参数的位置和名称传递；

3.函数的返回值；

4.函数对变量的作用。

第三节  函数的递归

1.递归的定义；

2.递归的使用方法。

【教学重点】函数的使用方法。

【教学难点】函数和程序结构、递归。

【教学方案设计】

以科赫曲线引入课堂，开始相关知识的学习，以举例等方式辅助教学。

教学方法：讲授法、上机实践法

教学手段：多媒体教学及移动互联网。   

第七章  程序的控制结构

【总学时】 8学时

【学时分配】讲课（含研讨） 4 学时/实践 4 学时

【目的要求】

知识目标：记忆二分支、多分支决策方法；理解分支的概念及与程序控制的关系、异常处理与分支的关系。

能力目标：能够编写与分支相关的Python程序，不少于60行代码。

素质目标：培养学生的计算思维；培养创新意识与创新精神，具有科学态度和批判精神，具有参与现代科学技术竞争的基本素质和发展潜力；培养团队合作精神。

【教学内容】

第一节  程序的基本结构

1.程序流程图；

2.程序的基本结构。

第二节  程序的分支结构

1.分支和程序控制;

2.分支的使用方法;

3.二分支决策;

4.多分支决策。

【教学重点】函数的使用方法。

【教学难点】函数和程序结构、递归。

【教学方案设计】

以圆周率引入课堂，开始相关知识的学习，以举例等方式辅助教学。

教学方法：讲授法、上机实践法

教学手段：多媒体教学及移动互联网。   

第八章  程序的循环结构

【总学时】 8学时

【学时分配】讲课（含研讨） 4 学时/实践 4 学时

【目的要求】

知识目标：记忆for循环、无限循环的使用方法；理解循环的概念、布尔表达式的概念。

能力目标：能够编写与循环相关的Python程序，不少于60行代码。

素质目标：培养学生的计算思维；培养创新意识与创新精神，具有科学态度和批判精神，具有参与现代科学技术竞争的基本素质和发展潜力；培养团队合作精神。

【教学内容】

1.无限循环；

2.FOR循环；

3.循环的几种方式；

4.布尔表达式。

【教学重点】循环的几种方式。

【教学难点】布尔表达式。

【教学方案设计】

以举例等方式辅助教学。

教学方法：讲授法、上机实践法

教学手段：多媒体教学及移动互联网。   

第九章  图形编程

【总学时】 8学时

【学时分配】讲课（含研讨） 4 学时/实践 4 学时

【目的要求】

知识目标：记忆简单的图形编程；记忆交互式图形编程；记忆用户交互界面的编写方法；理解图形编程的基本原理。

能力目标：能够编写与图形或界面相关的Python程序，不少于150行代码。

素质目标：培养学生的计算思维；培养创新意识与创新精神，具有科学态度和批判精神，具有参与现代科学技术竞争的基本素质和发展潜力；培养团队合作精神。

【教学内容】

1.简单的图形编程;

2.交互式图形编码;

3.图形库的使用;

4.用户交互界面编程。

【教学重点】交互式图形编码。

【教学难点】用户交互界面编程。

【教学方案设计】

以滤镜引入课堂，以举例等方式辅助教学。

教学方法：讲授法、上机实践法

教学手段：多媒体教学及移动互联网。 

第十章  算法

【总学时】 10学时

【学时分配】讲课（含研讨） 5 学时/实践 5 学时

【目的要求】

知识目标：记忆算法的概念、查找算法的设计与实现、排序算法的设计与实现；理解汉诺塔问题的解决。

能力目标：能够使用Python程序解决算法类问题，代码精炼，执行效率高。

素质目标：培养学生的计算思维；培养创新意识与创新精神，具有科学态度和批判精神，具有参与现代科学技术竞争的基本素质和发展潜力；培养团队合作精神。

【教学内容】

1.查找算法；

2.排序算法；

3.汉诺塔问题；

4.基本算法比较和分析。

【教学重点】排序算法。

【教学难点】汉诺塔问题。

【教学方案设计】

以举例等方式辅助教学。

教学方法：讲授法、上机实践法

教学手段：多媒体教学及移动互联网。

六、实践教学内容和基本要求

注：有未独立设课的实验教学的课程填写此表。

七、课程考核及成绩评定

考核方式采用笔试和项目程序设计两种方式，由平时测试、期末考核两阶段考核构成，进行全过程的考核。

期末笔试考核占50%，平时测试及程序设计占50%。

八、建议教材及教学参考书

（一）教材

嵩天，礼辛，黄天羽.Python语言程序设计基础（第二版）.高等教育出版社，2017.

（二）教学参考书

1．[挪] Magnus Lie Hetland.Python基础教程.人民邮电出版社，2014；

2．[挪威] 赫特兰.Python算法教程.人民邮电出版社，2016.

3．刘浪.Python基础教程.人民邮电出版社，2015.

 

 

 

教学大纲编审者：于微微              授课教研室：计算机科学与技术教研室

课程负责人：雷国华                  所属学院：公共卫生与管理学院

专业负责人：王  玖                  学院院长：曹高芳

 

 

二〇一八年六月二十八日