2023年6月29日发(作者：)

《程序设计Python-1》教学大纲

一、课程基本信息

课程名称

课程编码

学分

适用专业

先修课程

程序设计（Python）

Program Design (Python)

CST110311025

2.5

课内学时

开课院部

40

讲授

材料化学

程序设计课程是一门通识教育课，培养学生通过Python语言编程，解决工程实际问题。以计算思维的思考问题方式，用计算机解决专业问题，让学生真正掌握计算机编程的基本方法和流程，将计算思维应用到计算机工作的每个环节。本课程突出Python语言的特性，强化学生解决复杂问题的思考逻辑和计算思维过程，实现环节充满挑战度，案例内容具有高阶性和创新性，让学生真正掌握通过编程解决问题的真谛。对大学生后续参加学科竞赛，专业实习、毕业设计等方面都有重要影响。课程以案例式教学讲授python程序设计的基本结构，结合工程实际，穿插介绍数据结构及程序开发的基本流程，最终培养学生解决实际问题、调试程序和编程的能力。

Programming course is a general education course, which trains students to solve practical engineering problems

through Python language programming. To solve professional problems with computers in the way of thinking problems with

课程简介

（必修）

computational thinking, so that students can truly master the basic methods and processes of computer programming and

apply computational thinking to every link of computer work. This course highlights the characteristics of Python

language, strengthens students' thinking logic and computational thinking process in solving complex problems, and the

realization link is full of challenges. The case content is high-level and innovative, let students truly master the

true meaning of solving problems through programming. It has an important influence on college students' subsequent

participation in subject competitions, professional practice, graduation design and other aspects. The course uses case-based teaching to teach the basic structure of python programming. Combined with engineering practice, it introduces the

basic process of data structure and program development, and finally trains students to solve practical problems,

ability to debug programs and program.

负责人

二、课程目标

大纲执笔人

审核人

40

计算机科学与技术学院

实验

0

上机

课程团队

(32)

实践

授课语言

python课程教学团队

0

课外学时

中文

0 序号 代号

1

2

M1

M2

课程目标

目标1：理解和掌握程序设计与项目开发的基本概念和基础知识

目标2：掌握程序设计的基本语法、程序结构和常用算法以及项目开发的基本流程和注意事项，注重强化工程伦理教育，培养精益求精的大国工匠精神

目标3：结合专业特点，培养学生用计算机处理问题的思维方法（即计算思维），掌握程序开发的分析和设计方法，具备运用计算机编程解决本专业工程问题的能力，激发学生科技报国的家国情怀和使用担当，培养协作创新能力。

OBE

是

是

毕业要求指标点

任务

5.1

5.1

自选

3 M3

是

5.1

三、课程内容

序号 章节号

1

2

3

标题

课程内容/重难点

支撑课程目标

M1

M1

M1

课内学时

/

0.5

1

教学方式

/

讲授

讲授

讲授、讨论

讲授

讲授

/

讲授

讲授

课外学时

/

/

/

课外环节

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/

第一章 程序设计基础知识 程序设计的概念、程序设计的过程、各种运算符，输入输出。

1.1

1.2

程序设计概述

程序的基本编写方法

python语言概述及Python程序运行方式

Python语言开发环境的配置

Python编程基础知识

理解程序的意义

了解IPO模式

4 1.3

python语言的发展历程、现状和对应的开发工具。

安装Python解释器，Python程序运行方式，Python其他开发工具简介。

数据类型与变量，运算符，输入输出

本章重点难点：常用内置函数，常用标准函数库，数字、字符串的简单使用

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。

结合实例，启发学生根据所学的运算，理解函数式编程。并能M1 0.5 / /

5

6

7

8

9

1.4

1.5

M1

M1

M2

M2

M2

1

1

/

0.5

1

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第二章

python内置对象

2.1

2.2

Python运算符与表达式

Python常用内置函数用法

10 2.3

Python编程规范与代码优化建议

体会算法在程序设计过程中的意义。

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。

本章重点难点：掌握常用运算符和表达式的使用，理解Python关系运算符的使用场合、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，for循环、while循环，range对象在循环中的使用，break与continue语句的作用。

Python关系运算符及逻辑运算符

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，elif关键字表达else if的意思。

for循环、while循环，range对象在循环中的使用，break与continue语句的作用

本章重点难点：列表对象的创建与删除，其他类型到列表的转换，使用多种方法为列表增加元素，使用多种方法删除列表元M2 0.5

讲授

/ /

11

第三章 程序控制结构

M2,M3 / / / /

12

13

14

3.1

3.2

3.3

条件表达式

选择结构

循环结构

M2,M3

M2,M3

M2,M3

1

1

4

讲授

讲授

讲授、讨论

/

/

/

/

/

/

15

第四章

Python序列结构

素，如何访问列表元素，对列表对象的操作；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；Python字符串的编码与解码，格式化及常用操作。

M2,M3 / / / /

16

17

18

19

20

21

4.1

4.2

4.3

4.4

数据结构——高效组织数据

列表

元组

元组的内置函数

基本概念，Python中数据结构类型

列表的创建与删除，列表元素的访问，列表相关操作

元组的创建与删除，元组的基本操作，元组的内置函数

python中的字符串编码与解码，字符串格式化，字符串元素访问及常用操作

本章重点难点：掌握Python函数的定义，函数嵌套定义，函数递归调用。

文档字符串，return语句，函数的嵌套定义

M2,M3

M2,M3

M2,M3

M1,M2,M3

M1,M2,M3

M1,M2,M1

1

1

1

/

0.5

讲授

讲授、讨论

讲授

讲授

/

讲授

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第五章 函数设计与使用

5.1

函数定义 3

22

23

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27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

5.2

5.3

5.4

5.5

5.6

第六章

6.1

6.2

6.3

6.4

6.5

6.6

函数调用

函数的参数

lambda表达式

递归函数的设计

模块

面向对象与异常处理

类的方法

类的属性

继承机制

成员的可访问性

面向对象程序设计原则

异常处理

无参函数的调用，带参数的函数的调用，函数的返回值

函数的参数形式，参数传递

lambda表达式的使用

递归的定义，递归程序的执行过程分析，递归的应用

模块和包，main模块

本章重点难点：Python类的定义，类方法与静态方法，属性的定义与使用，继承的作用与Python实现。

修饰器，实例方法，静态方法，类的特殊方法

只读属性，类内置的属性

子类的定义，运算符重载

公有成员，私有成员

开闭原则，单一职责原则，里氏替换原则，合成/聚合复用原则，接口隔离原则，依赖倒置原则，迪米特法则。

断言，异常处理

字典的定义、创建与删除；字典的函数和方法；字典元素的添加与修改；字典应用案例。

集合的概念、创建与删除；集合的函数和方法；集合的操作符和推导式；集合类型的应用。

本章重点难点：文本文件与二进制文件的概念与访问方法的区别。

M1,M2,M3

M1,M2,M3

M1,M2,M3

M1,M2,M3

M1,M2,M3

M2,M3

M2,M3

M2,M3

M2,M3

M2,M3

M2,M3

M2,M3

M2,M3

M2,M3

M2,M3

M2,M3

1

0.5

0.5

1

0.5

/

0.5

0.5

0.5

0.5

1

1

/

2

2

/

讲授

讲授

讲授

讲授

讲授

/

讲授

讲授

讲授

讲授

讲授

讲授

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讲授

讲授

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第七章 字典和集合

7.1

7.2

字典

集合

第八章 文件操作 38

39

40

8.1

8.2

8.3

文件

文本文件与二进制文件的读写操作

os、、shutil模块与文件操作

CSV文件操作

Excel文件操作

理解文件的概念，掌握各类文件的读写操作。

M2,M3

M2,M3

M2,M3

0.5

0.5

0.5

讲授

讲授

讲授

/

/

/

/

/

/

文件的打开和关闭

文件的打开、关闭、with语句的实现。

41

42

43

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49

50

51

52

53

54

序号

1

8.4

8.5

8.6

CSV文件的读写操作

xlrd模块、 xlwt模块、 openpyxl模块与Excel文件操作，通过综合实例实现Excel数据处理及分析。

本章重点难点：图形、图像处理、音频、视频常用函数库的使用方法。

使用turtle、tkinter、 PyOpenGL 等库实现绘图。

使用PILow库、OpenCV库对图像进行处理

如何对WAV文件读写；PyAudio库和PgGame库的使用案例

MoviePY库、FFPyPlayer库的使用

设计实现一个综合使用各项技术的游戏

本章重点难点：掌握GUI编程的基本步骤和思想。

掌握几何布局管理器的基本原理，掌握 Tkinter常用组件的编程实现

掌握PyQt5布局，及pyqt5编程实现事件封装

对其他GUI进行介绍，了解各自优缺点及使用场合。

操作细节

M2,M3

M2,M3

M2,M3

M1,M3

M1,M3

M1,M3

M1,M3

M1,M3

M1,M3

M1,M3

M1,M3

M1,M3

M1,M3

M1,M3

0.5

1

1

/

1

1

1

0.5

0.5

/

1

1

1

1

讲授

讲授

讲授

/

讲授

讲授

讲授

讲授

讲授

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讲授

讲授

讲授

讲授

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总评占比

10%

第九章 多媒体技术

9.1

9.2

9.3

9.4

9.5

图形

图像

音频

视频

用Python制作游戏

第十章 图形用户界面

10.1

10.2

10.3

10.4

图形用户界面概述 了解图形用户界面的概念

Tkinter

pyqt5

其他GUI

四、考核方式

考核环节

平时在线1.每章题目设置提交截至时间，超过时间则不计分数。 评测作业

2.成绩采用百分制，由系统根据设置自动评分。

3.教学团队在每学期开课前提供在线评测题目，各任课老师可以在此基础上根据自己的实际情况进行调整。

4.考核学生掌握程序设计基础知识的编程能力。

2

平时在线考试

随堂测试

1.课程上课期间进行4～6次平时在线上机考试，每次考试不超过50分钟。

2.成绩采用百分制，由系统根据完成情况自动评分。

3.考核学生对所学知识融会贯通的能力，属于平时性过程考核。

1.课程上课期间采用信息教学工具进行的随堂测验，每次不超过10分钟。

2.考核学生对基本知识点的掌握，题型包括填空题、选择题等。

1.将学生进行分组，每组协同完成一个大作业，成绩由学生互评（其他组打分）和老师评定分数组成，得分即为组内各成员的分数。

4

大作业

2.大作业得分点由两部分组成：

（1）综合运用所学知识的能力；

（2）拓展新知识、新算法或与专业结合的能力。

1.开卷上机考试，成绩采用百分制，成绩总分100分；

5

期末考试

2.考核学生对程序设计基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力，题型主要是综合编程题目。

五、评分细则

序号 课程目标 考核环节

平时在线评测作业

大致占比 评分等级

A-独立按时完成全部题目，解题思路清晰、算法准确。

1 M1 10%

B-独立按时完成80%题目，解题思路比较清晰、算法准确。

C-独立按时完成60%题目，解题思路比较清晰、算法基本准确。

D-作业抄袭，未能按时完成，算法思路混乱。

A-独立按时完成所有测试题目。

2 M2

平时在线考试

20%

B-独立完成80%测试题目。

C-独立完成60%测试题目。

D-独立完成60%以下测试题目

3 M2

随堂测试

10%

A-提交答案全部正确。

B-提交答案80%正确。

50%

10%

10%

20%

3 C-提交答案60%正确。

D-未提交或者提交答案60%以下不正确。

A-小组完成全部功能且工作量大。

4 M3

大作业

10%

B-小组完成80%功能且工作量大。

C-小组完成60%功能且工作量较大。

D-小组完成小于60%功能且工作量小。

5 M2

期末考试

50%

（见试卷评分标准）

评分等级说明：

[A,B,C,D]=[90-100,75-89,60-74,0-59]

六、教材与参考资料

序号

1

2

3

4

5

6

教学参考资料明细

图书|python程序设计, 、付文霞、葛元康、李庆云、、李娟、王雪莉、、、, 校内胶印）

图书|Python程序设计基础, 董付国, 清华大学出版社, 2015, ISBN:9787302410584.

图书|Python程序设计与算法基础教程, 江红、余青松, 清华大学出版社, 2017, ISBN:9787302466833.

图书|Python实用教程, 郑阿奇, 电子工业出版社, 2019, ISBN:9787121361616.

MOOC|Python程序设计基础, 刘伟 , 高校邦.

MOOC| Python语言程序设计, 嵩天, 中国大学MOOC.

, 2020.（*主教材）