《Python程序设计基础(第2版)》教学大纲(参考).doc

如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流Python程序设计基础(第2版)教学大纲(参考)【精品文档】第 10 页Python程序设计基础教 学 大 纲院（系、部）:教研室:日 期:2018年3月20日目 录一、 课程简介课程名称：Python程序设计基础 课程编号：课程性质：必修 适用专业：非计算机专业前导课程：无 考核方式：考试建议学时：48+16二、 教学目的和要求通过本课程的学习，使得学生能够理解Python的编程模式，熟练运用Python列表、元组、字典、集合等基本数据类型以及相关列表推导式、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，熟练使用正则表达式处理字符串，熟练使用Python读写文本文件与二进制文件，了解Python程序的调试方法，熟练运用Python编写面向对象程序，掌握使用Python操作SQLite数据库的方法，掌握Python+pandas进行数据处理的基本用法，掌握使用Python+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。三、 教学中应注意的问题Python编程模式中非常重要的一条是代码简单化、问题简单化，同时应保证代码具有较强的可读性。在教学过程中，尽量避免在Python程序中带有其他编程语言的痕迹，要尽量从最简单的角度去思考和解决问题、实现自己的想法和思路，尽量多使用Python内置函数、标准库对象和合适的扩展库对象，保证代码的优雅、简洁，让代码更加Pythonic。使用Python编程解决问题应充分借鉴和使用成熟的标准库和扩展库，尽量避免自主编写完整的业务逻辑，部分具体操作完全可以使用扩展库来实现，大幅度提高开发效率。例如：如果需要进行排序则直接使用内置函数或方法进行排序，切不可再使用选择法排序、冒泡法排序或堆排序等排序算法来编写代码实现；计算最大公约数应习惯于使用math标准库的gcd()函数；对数据进行随机乱序应使用random标准库中的shuffle()函数；从给定数据集中随机选择元素应使用random标准库中的choice()函数；等等。四、 教学内容第1章 Python概述1.1 Python是这样一种语言教学重点：Python的命令式编程和函数式编程。1.2 Python版本之争教学重点：如何选择正确的Python版本，系统环境变量的设置。1.3 Python编程规范与代码优化建议教学重点：缩进，空格与空行，不同数据类型的选择对程序运行效率的影响。1.4 Anaconda3开发环境的安装与使用1.5 安装扩展库的几种方法教学重点：熟练使用pip安装和惯例Python扩展库。1.6 标准库与扩展库中对象的导入与使用教学重点：三种导入方法之间的区别。1.7 _name_属性的作用教学重点：不同方式使用Python程序时_name_属性的值。第2章 运算符、表达式与内置对象2.1 Python常用内置对象教学重点：不需要事先声明变量名及其类型，变量命名规范，数字、字符串、列表、元组、字典、集合的简单使用，数字大小无限制。2.2 Python运算符与表达式教学重点：同一个运算有不同含义，关系运算符和逻辑运算符的惰性求值特点。2.3 Python关键字简要说明2.4 Python常用内置函数用法精要教学重点：很多函数有基本用法和高级用法，注意这些函数的可选参数；理解函数式编程的模式。教学难点：函数式编程。2.5 精彩案例赏析第3章 Python数据结构3.1 列表教学重点：列表对象的创建与删除，其他类型到列表的转换，内置range()，使用+运算符、append()方法、extend()方法、insert()方法为列表增加元素，使用del命令、pop()方法、remove()方法删除列表元素，使用下标访问列表元素，使用index()方法获取列表元素下标，使用count()方法获取列表元素出现次数，有序序列的双向索引，使用成员资格判断运算符in判断列表中是否存在指定元素，使用切片访问、修改、删除、增加列表元素，列表排序方法sort()与内置排序函数sorted()以及列表逆序方法reverse()与内置逆序函数reversed()，len()、max()、min()、sum()、zip()、enumerate()等内置函数对列表对象的操作，使用列表推导式快速生成列表。教学难点：自动内存惯例，切片操作，列表推导式，排序方法的key参数。3.2 元组教学重点：元组对象的创建与删除，其他类型到元组的转换，元组与列表的区别，生成器推导式。教学难点：元组与列表的区别，元组的不可变本质，生成器表达式与列表推导式的效率比较。3.3 字典教学重点：字典对象的创建与删除，字典元素、键、值的访问方法，字典元素的添加与修改，使用字典对象的get()方法获取指定键对应的值，有序字典对象的使用，使用字典来计数，有序字典。教学难点：字典对象的get()方法，访问字典对象时可以使用键作为下标，字典对象的键必须为不可变对象。3.4 集合教学重点：集合对象的创建与删除，其他类型数据到集合的转换，使用add()方法为集合增加元素，使用pop()和remove()方法删除元素，使用clear()方法清空集合，集合的并、交、差以及对称差等运算，使用集合来提取序列中的唯一元素。教学难点：Python运算符的多重含义。3.5 序列解包的多种形式和用法教学重点：序列解包的本质对多个变量同时赋值；序列解包的要求等号右侧值的数量与等号左侧变量的数量一致。教学难点：多个变量同时赋值。第4章 程序控制结构4.1 条件表达式教学重点：Python关系运算符可以连用，枚举序列元素时多使用成员测试运算符in，算数运算符/和/的区别，任何合法的Python表达式都可以作为条件表达式，False、0（或0.0、0j等）、空值None、空列表、空元组、空集合、空字典、空字符串、空迭代对象作为条件表达式与False等价。教学难点：关系运算符可以连用，Python中的False等价对象，几乎所有Python表达式都可以作为条件表达式来使用。4.2 选择结构教学重点：单分支选择结构、双分支选择结构、多分支选择结构、选择结构的嵌套，条件表达式后必须有冒号且换行缩进后开始写代码块，elif关键字表达else if的意思。教学难点：缩进体现代码的业务逻辑。4.3 循环结构教学重点：for循环、while循环，range对象在循环中的使用，成员测试符in与序列解包在循环语句中的使用，带有else子句的循环结构，编写多层嵌套的循环语句时应尽量减少内循环中的计算；break与continue语句的作用。教学难点：带有else子句的循环结构，循环代码的优化。4.4 精彩案例赏析教学重点：体会Pythonic的含义，感受Python程序的美。第5章 函数5.1 函数定义与使用教学重点：Python函数的定义形式，def关键字，不需要声明函数的参数类型和返回值类型，括号不可以省略，冒号必须有。函数嵌套定义。函数递归调用。5.2 函数参数教学重点：形参与实参的概念，在函数内部直接修改形参不会影响实参。位置参数、默认值参数、关键参数和长度可变参数的用法。传递参数时的序列解包。5.3 变量作用域教学重点：在函数内如果只引用某个变量的值而没有为其赋新值，该变量为（隐式的）全局变量；如果在函数内任意位置有为变量赋新值的操作，该变量即被认为是（隐式的）局部变量，除非在函数内显式地用关键字global进行声明。教学难点：局部作用域与全局作用域的区别，在函数内部定义全局变量的方法。5.4 lambda表达式教学重点：使用lambda表达式声明匿名函数和命名函数，在lambda表达式中调用函数，把lambda表达式作为函数参数。教学难点：lambda表达式作为其他函数的参数。5.5 生成器函数设计要点教学重点：yield语句和return语句的区别，生成器对象的惰性求值特点。教学难点：生成器对象的惰性求值。5.6 精彩案例赏析第6章 面向对象程序设计6.1 类的定义与使用教学重点：Python类的定义，class关键字，创建对象的方法，通过对象访问成员的方法。6.2 数据成员与成员方法教学重点：私有成员与公有成员，数据成员与成员方法，类方法与静态方法，属性的定义与使用，混入机制。6.3 继承与多态教学重点：继承的作用与Python实现，多态的概念。6.4 特殊方法与运算符重载教学重点：构造函数_init_()，析构函数_del_()，_add_()、_mul_()、_pow_()及其他Python类特殊方法与运算符的对应关系。教学难点：特殊方法与运算符及内置函数的对应关系。6.5 精彩案例赏析第7章 字符串与正则表达式7.1 字符串编码格式简介教学重点：ASCII、UTF8、GBK的区别。7.2 转义字符与原始字符串教学重点：转义字符的用法，字符串前面加字幕r的含义。7.3 字符串格式化教学重点：format()方法，格式化的字符串常量。7.4 字符串常用操作教学重点：使用find()、index()、count()等方法以及关键字in确定字符串中是否包含另一个字符串，使用split()、partition()方法对字符串进行切分，使用join()方法连接字符串，使用replace()、translate()对字符串进行“修改”，使用strip()方法删除字符串开始、结束或两侧的指定字符，使用lower()、upper()、capitalize()、title()、swapcase()等方法进行大小写转换，使用startswith()、endswith()方法测试字符串是否以另一个字符串开始或结束，使用center()、ljust()、rjust()等方法对字符串进行排版。7.5 字符串常量7.6 中英文分词教学重点：Python扩展库jieba和snownlp的用法。7.7 汉字到拼音的转换教学重点：Python扩展库pypinyin的用法。7.8 精彩案例赏析第8章 正则表达式8.1 正则表达式语法教学重点：正则表达式基本语法与扩展语法，常用正则表达式的写法。8.2 直接使用正则表达式模块re处理字符串教学重点：compile()、match()、search()、findall()、split()、sub()、escape()等re模块常用方法。8.3 使用正则表达式对象处理字符串教学重点：正则表达式对象方法的用法。8.4 match对象教学重点：match对象方法的用法。8.5 精彩案例赏析第9章 文件内容操作9.1 文件操作基本知识教学重点：文本文件与二进制文件的概念与访问方法的区别，文件对象，open()方法以及flush()、close()、read()、readline()、readlines()、tell()、write()、writelines()等常用方法，上下文管理语句with的优点与用法。教学难点：文件操作三步骤：打开文件、操作文件、关闭文件。9.2 文本文件基本操作案例精选教学重点：文本文件读写方法，read()、write()、seek()等文件对象常用方法的运用。9.3 二进制文件操作案例精选教学重点：二进制文件读写方式，对象序列化，pickle、struct、shelve等模块的用法，Excel、Word等常见类型文件的操作。第10章 文件与文件夹操作10.1 os模块教学重点：文件夹遍历。10.2 os.path模块教学重点：路径类型判断，路径连接，获取文件属性。10.3 shutil模块教学重点：复制文件，压缩与解压缩，删除目录树。10.4 精彩案例赏析第11章 异常处理结构与单元测试（选讲）11.1 异常处理结构教学重点：异常的概念与表现形式，Python内置异常类层次结构，常见异常处理结构，断言与上下文惯例语句。11.2 单元测试教学重点：单元测试的意义和目的，标准库unittest的用法。第12章 数据库应用开发（选讲）12.1 使用Python操作SQLite数据库教学重点：sqlite3模块基本用法，Connection对象，Cursor对象，常用SQL语句。12.2 使用Python操作其他关系型数据库教学重点：Access、SQL Server、MySQL等数据库的接口。12.3 操作MongoDB数据库教学重点：NoSQL的含义，MongoDB数据库的配置和使用。第13章 数据分析与科学计算可视化（选讲）13.1 扩展库numpy简介教学重点：数组运算，矩阵运算。13.2 科学计算扩展库scipy教学重点：constants模块，special模块，signal模块，ndimage模块。13.3 扩展库pandas简介教学重点：DataFrame基本操作，缺失值、重复值、异常值处理，数据差分，读写文件。13.4 统计分析标准库statistics用法简介13.5 matplotlib教学重点：绘制折线图、散点图、饼状图、柱状图，设置图例，绘制三维图形13.6 创建词云教学重点：扩展库wordcloud的用法。五、 教学课时分配教学课时分配表（参考） 章 节 名 称课堂学时上机学时第1章 Python概述2第2章 运算符、表达式与内置对象42第3章 Python数据结构62第4章 程序控制结构42第5章 函数42第6章 面向对象程序设计4第7章 字符串与正则表达式62第8章 正则表达式2第9章 文件内容操作42第10章 文件与文件夹操作2第11章 异常处理结构与单元测试（选讲）1第12章 数据库应用开发（选讲）32第13章 数据分析与科学计算可视化（选讲）62合计4816六、 教材与参考书目1. 教材：董付国.Python程序设计基础（第2版），清华大学出版社，20182. 参考书目：l 董付国.Python程序设计（第2版），清华大学出版社，2016l 董付国.Python可以这样学，清华大学出版社，2017l 董付国.Python程序设计开发宝典，清华大学出版社，2017l 张颖,赖勇浩著.编写高质量代码改善Python程序的91个建议.机械工业出版社,2014l 杨佩璐,宋强等编著.Python宝典.电子工业出版社,2014l 张若愚著.Python科学计算（第2版）.清华大学出版社,2017