《Python程序设计》课程实验教学大纲 一、课程基本信息 课程代码：21110032 课程名称：Python程序设计 英文名称：Introduction to Programming Using Python 实验总学时：16 适用专业：全校本科一、二年级学生 课程类别：通识必修课 先修课程：无 二、实验教学的总体目的和要求 《Python程序设计》课程是面向非计算机专业本科生的第一门程序设计类 课程，面向非计算机各专业，作为通识必修课程开设。课程任务是通过对程序设 ,基本语法等知识学习，使学生掌握一门帮助各专业后续教学且具有 设计语言 ,通过让学生理角 语言及应用方 ，掌握 利用计算机解决问题的能力，培养计算思维，并通过实验训练学生的动手能力。 在学习Python编程和调试程序的村程能引导学生坚持中国道路，弘扬中国 精神，培养学生爱国情怀；树立法治意识。坚守法规；培养匠人精神和奉献精神 1、对学生的要求 实验前必须对实验内容进行预习，做好预习笔记方好上机实验。 严格考勤制度，学生必须按时进入实验室，做好实验前的准备，不得迟到早退， 因故须请假者，必须按学校规定的办理请假手续。 服从实验指导教师的安排，按学号对号入座，因故需调整座位者，须经实验指导 教师同意。 上机实习过程中有问题请举手请老师指导。鼓励同学们在实验过程中就实验问题 展开讨论，相互交流学习，但必须独立完成实验项目。 实验期间不得玩游戏 上网聊天，以及做与实验无关的事，不得将食物带入实验 室，一经发现，经提醒无效后，将赶离实验室。 每次实验结束，必须按要求提交实验作业，重点实验项目还需提交实验报告。 实验结束后须关机，将键盘架及座椅摆放整齐，并将本机台面等处杂物主动带离 实验室
《Python程序设计》课程实验教学大纲 一、课程基本信息 课程代码：21110032 课程名称：Python程序设计 英文名称：Introduction to Programming Using Python 实验总学时：16 适用专业：全校本科一、二年级学生 课程类别：通识必修课 先修课程：无 二、实验教学的总体目的和要求 《Python程序设计》课程是面向非计算机专业本科生的第一门程序设计类 课程，面向非计算机各专业，作为通识必修课程开设。课程任务是通过对程序设 计基本方法、基本语法等知识学习，使学生掌握一门帮助各专业后续教学且具有 广泛应用价值的程序设计语言。通过让学生理解 Python语言及应用方式，掌握 利用计算机解决问题的能力，培养计算思维，并通过实验训练学生的动手能力。 在学习 Python编程和调试程序的过程能引导学生坚持中国道路、弘扬中国 精神，培养学生爱国情怀；树立法治意识，坚守法规；培养匠人精神和奉献精神。 1、 对学生的要求 实验前必须对实验内容进行预习，做好预习笔记方好上机实验。 严格考勤制度，学生必须按时进入实验室，做好实验前的准备，不得迟到早退， 因故须请假者，必须按学校规定的办理请假手续。 服从实验指导教师的安排，按学号对号入座，因故需调整座位者，须经实验指导 教师同意。 上机实习过程中有问题请举手请老师指导。鼓励同学们在实验过程中就实验问题 展开讨论，相互交流学习，但必须独立完成实验项目。 实验期间不得玩游戏、上网聊天，以及做与实验无关的事，不得将食物带入实验 室，一经发现，经提醒无效后，将赶离实验室。 每次实验结束，必须按要求提交实验作业，重点实验项目还需提交实验报告。 实验结束后须关机，将键盘架及座椅摆放整齐，并将本机台面等处杂物主动带离 实验室。 1
2、对教师的要求 教师需按时进入实验室，做好实验前的准备工作，不得无故迟到。 每次实验，老师必须布置实验项目，给出实验要求。实验前要检查学生的预习笔 记，对没有认真预习的的学生，不允许进行实验操作 实验课堂，教师要主动巡回走动，指导学生实验，回答学生的问题。 实验课中，老师要就学生们关注的实验项目，组织课堂讨论，帮助学生弄清实验 目的、实验原理和操作步骤，掌握操作要领。 在指导学生实验过程中，根据学生的实验情况给予评分，作为平时成绩的参考依 据。要认真批改学生的实验报告。 严格要求学生遵守操作规程和学生实验守则，对违反并不听劝告者，教师有权制 止其使用机器，必要时停止其实验。 老师在实验课期间不做与实验内容无关的事，不得无故擅离实验室。 3、对实验条件的要求 硬件要求：微型计算机，互联网 软件要求：Python3.7及以上，可选装PyScripter、Pycharm、.Anaconda等IDLE 编程环境 三、实验教学内容 实验项目一 实验名称：数值类型及其操作 实验内容： 熟悉/安装Python3.7+编程环境 了解Python编程中交互方式和文件方式的区别和操作方法 掌握整型、浮点型数字类型的操作（运算符号、内置数学函数） 掌握标准库math库的常用函数 掌握赋值运算、算术运算、关系运算等操作。 学会利用运算符号和函数求解简单计算问题（计算面积、体积等） 实验性质：验证性实验 实验课时：2课时
2、 对教师的要求 教师需按时进入实验室，做好实验前的准备工作，不得无故迟到。 每次实验，老师必须布置实验项目，给出实验要求。实验前要检查学生的预习笔 记，对没有认真预习的的学生，不允许进行实验操作。 实验课堂，教师要主动巡回走动，指导学生实验，回答学生的问题。 实验课中，老师要就学生们关注的实验项目，组织课堂讨论，帮助学生弄清实验 目的、实验原理和操作步骤，掌握操作要领。 在指导学生实验过程中，根据学生的实验情况给予评分，作为平时成绩的参考依 据。要认真批改学生的实验报告。 严格要求学生遵守操作规程和学生实验守则，对违反并不听劝告者，教师有权制 止其使用机器，必要时停止其实验。 老师在实验课期间不做与实验内容无关的事，不得无故擅离实验室。 3、 对实验条件的要求 硬件要求：微型计算机，互联网 软件要求：Python3.7及以上，可选装 PyScripter、Pycharm、Anaconda等 IDLE 编程环境 三、实验教学内容 实验项目一 实验名称：数值类型及其操作 实验内容： 熟悉/安装 Python 3.7+编程环境 了解 Python编程中交互方式和文件方式的区别和操作方法 掌握整型、浮点型数字类型的操作（运算符号、内置数学函数） 掌握标准库 math库的常用函数 掌握赋值运算、算术运算、关系运算等操作。 学会利用运算符号和函数求解简单计算问题（计算面积、体积等） 实验性质：验证性实验 实验课时：2 课时 2
实验目的与要求：掌握简单程序的编写和调试，掌握数值类型数据的处理方法， 体会“实践出真知”以及“工匠精神”的实质。 实验项目二 实验名称：字符串类型及其操作 实验内容： 掌握Pythoni程序中输入和输出语句的用法(input,print) 掌握类型转换的函数(int,float,eval) 掌握字符串类型的操作方法（逆序、图形输出） 掌握字符格式化的方法(f-strings,format) 了解标准库string库的常量的使用 实例应用：温度转换（货币转换等） 凯撒加密和解密（历史故事：古罗马凯撒 大帝用来对军事情报进行加密的算法)等。学会“举一反三”，学会主动思考、 主动学习。 理解信息编码(ASCII、.Unicode编码等)，增强国家主权意识。 扩展思考：国家的主权与信息安全。 实验性质：验证性实验/设计性实验 实验课时：4课时（其中课外2课时） 实验目的与要求：熟练掌握程序中的输入输出语句，掌握字符串数据的操作方法、 格式化方法、判定方法；理解数据类型转换的过程 实验项目三 实验名称：分支结构程序设计 实验内容： 掌握单分支、双分支的用法 掌握双分支紧凑结构的使用 理解多分支结构中多个条件的包含关系（成绩等级计算》 利用分支结构求解简单应用问题(BMI计算) 掌握标准库time、datetime库的使用 应用实例：字符的统计、个税计算、商品折扣计算，PM2.5空气质量等 实验性质：设计性实验
实验目的与要求：掌握简单程序的编写和调试，掌握数值类型数据的处理方法， 体会“实践出真知”以及“工匠精神”的实质。 实验项目二 实验名称：字符串类型及其操作 实验内容： 掌握 Python程序中输入和输出语句的用法（input，print） 掌握类型转换的函数（int，float，eval） 掌握字符串类型的操作方法（逆序、图形输出） 掌握字符格式化的方法（f-strings，format） 了解标准库 string库的常量的使用 实例应用：温度转换（货币转换等），凯撒加密和解密（历史故事：古罗马凯撒 大帝用来对军事情报进行加密的算法）等。学会“举一反三”，学会主动思考、 主动学习。 理解信息编码（ASCII、Unicode编码等），增强国家主权意识。 扩展思考：国家的主权与信息安全。 实验性质：验证性实验/设计性实验 实验课时：4 课时（其中课外 2 课时） 实验目的与要求：熟练掌握程序中的输入输出语句，掌握字符串数据的操作方法、 格式化方法、判定方法；理解数据类型转换的过程 实验项目三 实验名称：分支结构程序设计 实验内容： 掌握单分支、双分支的用法 掌握双分支紧凑结构的使用 理解多分支结构中多个条件的包含关系（成绩等级计算） 利用分支结构求解简单应用问题（BMI计算） 掌握标准库 time、datetime库的使用 应用实例：字符的统计、个税计算、商品折扣计算，PM2.5空气质量等 实验性质：设计性实验 3
实验课时：2课时 实验目的与要求：会使用分支结构处理多种应用场景下不同的处理，能读懂20 行以内的简单程序，能编写10行以内的程序。用科学客观严谨的思维，处理生 活中的决策问题，用分支结构实现决策问题解决过程，优化决策原则，化焦虑为 动力。 实验项目四 实验名称：循环结构程序设计 实验内容： 数器端历循环（字符串遍历）、计数循环((range）(何可引入变量count作为计 while条件循环、无限循环（可引入变量flag作为标记器） 带else的循环结构 break和continue的用法 try-except:异常处理 应用实例：素数的判定、闰年的判定、货物托运费的计算、用户名密码验证过程 实验性质：设计性实验 实验课时：4课时（其中课外2课时） 实验目的与要求：学会使用循环结构完成需要重新运行的过程，能读懂20行以 内的程序.能编写15行以内的程序。学以致用：学会如何将实际问题抽象为计 算机能处理的问题。 实验项目五 实验名称：序列类型数据的应用 实验内容： 掌握序列类数据的通用操作（什*len max min等） 掌握字符串类型的操作 掌握元组类型的操作 掌握列表类型的操作（排序、逆序、删除、更新） 掌握标准库random库的使用 掌握第三方库的安装和使用(Jieba库)
实验课时：2 课时 实验目的与要求：会使用分支结构处理多种应用场景下不同的处理，能读懂 20 行以内的简单程序，能编写 10行以内的程序。用科学客观严谨的思维，处理生 活中的决策问题，用分支结构实现决策问题解决过程，优化决策原则，化焦虑为 动力。 实验项目四 实验名称：循环结构程序设计 实验内容： for遍历循环（字符串遍历）、计数循环（range）（可引入变量 count作为计 数器） while 条件循环、无限循环（可引入变量 flag作为标记器） 带 else的循环结构 break和 continue的用法 try-except异常处理 应用实例：素数的判定、闰年的判定、货物托运费的计算、用户名密码验证过程 实验性质：设计性实验 实验课时：4 课时（其中课外 2 课时） 实验目的与要求：学会使用循环结构完成需要重新运行的过程，能读懂 20行以 内的程序，能编写 15行以内的程序。学以致用：学会如何将实际问题抽象为计 算机能处理的问题。 实验项目五 实验名称：序列类型数据的应用 实验内容： 掌握序列类数据的通用操作（+ * len max min等） 掌握字符串类型的操作 掌握元组类型的操作 掌握列表类型的操作（排序、逆序、删除、更新） 掌握标准库 random库的使用 掌握第三方库的安装和使用（Jieba库） 4
应用实例：随机验证码（信息保密和信息安全）、猜字游戏、成绩排名统计、中 文分词等 实验性质：设计性实验 实验课时：4课时 实验目的与要求：熟练掌握字符串和列表类型的数据处理方法，学会使用第三方 库处理简单数据.能读懂25行以上的程序，能编写20行以上的程序。 实验项目六 实验名称：集合与字典的应用 实验内容： 理解集合类型的特点 掌握字典类型的操作 理解数据维度的概念 掌握二维列表的操作 掌握map、filter、reducei函数的用法 安装第三方库pandas库，处理Excel文件 应用实例：手机销售数据分析(pandas+集合)、多科考试成绩综合排名（二维 列表的操作：存储、排序等) ,词频统计（英文词频统计、中文词频统计） 实验性质：设计性实验 实验课时：4课时（其中课外2课时） 实验目的与要求：熟练掌握二维列表数据的操作、学会使用字典和集合进行简单 数据分析，学会使用pandas处理Exceli格式文件，能读懂和编写一些较复杂的 程序。 实验项目七 实验名称：函数的应用 实验内容： 掌握自定义函数的方法 掌握各种参数传递的方法 理解局部变量和全局变量 应用实例：用自定义函数方式改写词频统计、成绩排序统计等
应用实例：随机验证码（信息保密和信息安全）、猜字游戏、成绩排名统计、中 文分词等 实验性质：设计性实验 实验课时：4 课时 实验目的与要求：熟练掌握字符串和列表类型的数据处理方法，学会使用第三方 库处理简单数据，能读懂 25行以上的程序，能编写 20行以上的程序。 实验项目六 实验名称：集合与字典的应用 实验内容： 理解集合类型的特点 掌握字典类型的操作 理解数据维度的概念 掌握二维列表的操作 掌握 map、filter、reduce函数的用法 安装第三方库 pandas库，处理 Excel文件 应用实例：手机销售数据分析（pandas+集合）、多科考试成绩综合排名（二维 列表的操作：存储、排序等），词频统计（英文词频统计、中文词频统计） 实验性质：设计性实验 实验课时： 4 课时（其中课外 2 课时） 实验目的与要求：熟练掌握二维列表数据的操作、学会使用字典和集合进行简单 数据分析，学会使用 pandas处理 Excel格式文件，能读懂和编写一些较复杂的 程序。 实验项目七 实验名称：函数的应用 实验内容： 掌握自定义函数的方法 掌握各种参数传递的方法 理解局部变量和全局变量 应用实例：用自定义函数方式改写词频统计、成绩排序统计等 5
实验性质：设计性实验 实验课时：2课时 实验目的与要求：利用自定义函数求解实际问题 实验项目八 实验名称：文件的基本操作 实验内容： 文件的打开和关闭 文件的读取和写入 文件的遍历 文件指针的移动和定位 学会使用with.·as上下文处理器打开文件 学会处理文本文件 采用CSV格式对一维和二维数据文件的读写 使用pandas处理CSv文件 扩展思考： ()打开的文本文件，遇到乱码，怎么办？ (②)不同形式的数据和信息在计算机中怎么表示？（字符、汉字、图像、声 音等) (3)了解Python的应用领域.理解信息世界的快速变化 实验性质：设计性实验 实验课时：2课时 实验目的与要求：掌握文件的处理方法，了解数据处理的基本方法，能处理文本 文件、CSV格式文件、Excel文件等简单数据。 四、考核方式与标准 本课程实施考教分离，采用考试系统上机进行期末考试，闭卷，120分钟。 平时成绩主要包括考勤(10%)、作业和课外上机实践(50%)、至少两次实验报 告(40%)。课程总评成绩计算：平时成绩占50%，期未考试占50%。 选择至少两个实验项目，要求学生提交实验报告，其他实验项目作为实践 6
实验性质：设计性实验 实验课时：2 课时 实验目的与要求：利用自定义函数求解实际问题 实验项目八 实验名称：文件的基本操作 实验内容： 文件的打开和关闭 文件的读取和写入 文件的遍历 文件指针的移动和定位 学会使用 with...as上下文处理器打开文件 学会处理文本文件 采用 CSV格式对一维和二维数据文件的读写 使用 pandas处理 CSV文件 扩展思考： (1)打开的文本文件，遇到乱码，怎么办？ (2)不同形式的数据和信息在计算机中怎么表示？（字符、汉字、图像、声 音等） (3)了解 Python的应用领域，理解信息世界的快速变化 实验性质：设计性实验 实验课时：2 课时 实验目的与要求：掌握文件的处理方法，了解数据处理的基本方法，能处理文本 文件、CSV格式文件、Excel文件等简单数据。 四、考核方式与标准 本课程实施考教分离，采用考试系统上机进行期末考试，闭卷，120 分钟。 平时成绩主要包括考勤（10%）、作业和课外上机实践（50%）、至少两次实验报 告（40%）。课程总评成绩计算：平时成绩占 50％，期末考试占 50％。 选择至少两个实验项目，要求学生提交实验报告，其他实验项目作为实践 6
作业和课外上机实践作业布置给学生。 五、推荐实验教材和教学参考书 推荐实验教材： Python程序设计基础实验教程，赵光辉、李屾、秦珀石、汪朝霞编著，高 等教育出版社，2021 (可用自选实验教程) 参考书 [1]《Pythoni语言程序设计基础（第2版）》，作者：蒿天，2017 [2]《Python编程-一从入门到实践》第2版.作者：[美]埃里克·马瑟斯 (Eric Matthes),出版社：人民邮电出版社，出版时间：2020年09月 六、其他需说明的 本门课程实验内容包括三种模式的实验：验证性实验、设计性实验、综合性 实验 验证性实验：给出操作步骤和方法，要求学生通过上机验证操作结果。此类 实验是使学生理解、验证、巩固并掌握主要操作过程和方法。 设计性实验：给出实验问题，让学生根据所学知识，在计算机上操作得到预 定的结果。此类实验是培养学生的独立分析问题和解决问题的能力。 综合性实验：让学生综合利用所学的知识进行程序编写，此类实验是培养学 生的综合应用能力。 大纲修订人：黄元南 修订日期：2023年1月 大纲审定人： 审定日期：
作业和课外上机实践作业布置给学生。 五、推荐实验教材和教学参考书 推荐实验教材： Python程序设计基础实验教程，赵光辉、李屾、秦珀石、汪朝霞编著，高 等教育出版社，2021 （可用自选实验教程） 参考书： [1]《Python语言程序设计基础(第 2 版)》，作者：蒿天，2017 [2]《Python编程——从入门到实践》 第 2 版，作者:[美]埃里克·马瑟斯 (Eric Matthes)，出版社:人民邮电出版社,出版时间:2020年 09月 六、其他需说明的 本门课程实验内容包括三种模式的实验：验证性实验、设计性实验、综合性 实验。 验证性实验：给出操作步骤和方法，要求学生通过上机验证操作结果。此类 实验是使学生理解、验证、巩固并掌握主要操作过程和方法。 设计性实验：给出实验问题，让学生根据所学知识，在计算机上操作得到预 定的结果。此类实验是培养学生的独立分析问题和解决问题的能力。 综合性实验：让学生综合利用所学的知识进行程序编写，此类实验是培养学 生的综合应用能力。 大纲修订人：黄元南 大纲审定人： 修订日期：2023年 1 月 审定日期: 7