《程序设计》教学大纲课程名称：程序设计1课程类别（必修/选修）：必修课程英文名称：ProgrammingI其中实验/实践学时：16总学时/周学时/学分：32/2/2先修课程：大学计算机基础与计算思维后续课程支撑：人工智能授课地点：实验楼605授课时间：1-16周星期四（5、6节口、8节）授课对象：24级智能制造1/2班开课学院：粤台产业科技学院任课教师姓名/职称：王丽莉/讲师答疑时间、地点与方式：课堂或课后，教室或通讯软件，当面或线上答疑课程考核方式：开卷（V）闭卷（）课程论文（）其它（）非试卷类报告（）使用教材：（Pvth0n编程从入门到实践》：江红、余青松，清华大学出版社，2021年5月，ISBN：9787302572961教学参考资料：Pvthon语言程序设计基础，嵩天等，高等教育出版社，ISBN：9787040622942课程简介：本课程是智能制造专业的专业限选课，以Python程序语言为基础，讲述其编程知识与实际应用，内容包括程序设计方法、数据类型、编程语法、编程应用、计算生态等：内容涉及文件处理、图形用户界面、数据库操作，以及Web、大数据、人工智能等领域应用之相关知识。授课方式将结合理论知识与范例操作，使本课程兼具理论性和实践性课程敏学目标及对毕业要求指标点的支撑：毕业要求支撑毕业要求指标点课程教学目标目标1：1.3能够应用专业知识解决工程1-工程知识：能够运用数学、基础科学和智能计算问题。培养学生具备Python程序设计相关知识，能够运用制造工程专业相关知识，对智能制造工程问顾1
1 《程序设计 I》教学大纲 课程名称：程序设计 I 课程类别（必修/选修）：必修 课程英文名称：Programming I 总学时/周学时/学分：32/2/2 其中实验/实践学时：16 先修课程：大学计算机基础与计算思维 后续课程支撑：人工智能 授课时间：1-16 周 星期四(5、6 节/7、8 节) 授课地点：实验楼 605 授课对象：24 级智能制造 1/2 班 开课学院：粤台产业科技学院 任课教师姓名/职称： 王丽莉/讲师 答疑时间、地点与方式：课堂或课后，教室或通讯软件，当面或线上答疑 课程考核方式：开卷（）闭卷（）课程论文（）其它（）非试卷类报告（） 使用教材：《Python 编程从入门到实践》，江红、余青松，清华大学出版社，2021 年 5 月，ISBN：9787302572961 教学参考资料：Python 语言程序设计基础，嵩天等，高等教育出版社，ISBN: 9787040622942 课程简介： 本课程是智能制造专业的专业限选课，以 Python 程序语言为基础，讲述其编程知识与实际应用，内容包括程序设计方法、数据类型、编程语法、 编程应用、计算生态等；内容涉及文件处理、图形用户界面、数据库操作，以及 Web、大数据、人工智能等领域应用之相关知识。授课方式将结合理论 知识与范例操作，使本课程兼具理论性和实践性。 课程教学目标及对毕业要求指标点的支撑： 课程教学目标 支撑毕业要求指标点 毕业要求 目标 1： 培养学生具备 Python 程序设计相关知识，能够运用 1.3 能够应用专业知识解决工程 计算问题。 1-工程知识：能够运用数学、基础科学和智能 制造工程专业相关知识，对智能制造工程问顾
具有解决能力。Python进行数据分析、科学计算和模拟实验，解决智能制造领域中的实际问题。须具备机器学习相关知识包括：（1）掌握Python编程语法：（2）了解使用Pvthon程序语言开发集成环境及核心编程应用以及相关的库与工具。目标212.3能够应用专业知识解决工程2-问题分析：能够应用数学、自然科学和工程培养学生灵活运用Python语言进行编程解决智能制计算问题。科学的基本原理，对于智能制造系统开发运维造行业问题的能力，并具有独立思考、创新思维、复杂问题进行识别与表达，并通过文献研究分3.2能够应用专业知识解决工程组织管理、沟通协调、自我挑战、终身学习的能力。析，以获得有效结论。计算问题。须具备能力还包括：（1）学会Python程序语言编程进行文件处理、图形用户界面开发、数据库操作等：3-设计/开发解决方案：能够掌握智能制造系统（2）熟悉基于Python计算生态的数据库、Web、大的Web前端设计、Web后端设计、数据库设计、数据、人工智能等应用。数据挖掘、大数据分析、人工智能赋能、云计算等基础理论与技术，具有追求创新的意识，对智能制造系统开发运维问题提出创新解决方案。目标3：4-研究：能够熟悉智能制造系统的Web前端设4.2能够应用专业知识解决工程透过Python程序设计项目实践，学生能提升学生人计算问题。计、Web后端设计、数据库设计、数据挖掘、大数据分析、人工智能赋能、云计算等基本科文素养、社会服务的情操，培养学生良好的职业道德与社会责任感。并养成学生动手操作、寻找答案、逻辑学研究方法，具有科学研究精神，为智能制造推理、科学思考的务实精神。系统开发运维复杂问题提出有效研究手段并将问题有效解决。目标5：5-使用现代工具：能够针对智能制造系统开发运5.3能够应用专业知识解决工程培养学生于机器学习项目制作过程中，能具有创新计算问题。维复杂问题，合理选用适当的技术、资源、现2
2 Python 进行数据分析、科学计算和模拟实验，解决 智能制造领域中的实际问题。须具备机器学习相关 知识包括：（1）掌握 Python 编程语法；（2）了解 使用 Python 程序语言开发集成环境及核心编程应用 以及相关的库与工具。 具有解决能力。 目标 2： 培养学生灵活运用 Python 语言进行编程解决智能制 造行业问题的能力，并具有独立思考、创新思维、 组织管理、沟通协调、自我挑战、终身学习的能力。 须具备能力还包括：（1）学会 Python 程序语言编程 进行文件处理、图形用户界面开发、数据库操作等； （2）熟悉基于 Python 计算生态的数据库、Web、大 数据、人工智能等应用。 2.3 能够应用专业知识解决工程 计算问题。 3.2 能够应用专业知识解决工程 计算问题。 2-问题分析：能够应用数学、自然科学和工程 科学的基本原理，对于智能制造系统开发运维 复杂问题进行识别与表达，并通过文献研究分 析，以获得有效结论。 3-设计/开发解决方案：能够掌握智能制造系统 的 Web 前端设计、Web 后端设计、数据库设计、 数据挖掘、大数据分析、人工智能赋能、云计 算等基础理论与技术，具有追求创新的意识， 对智能制造系统开发运维问题提出创新解决方 案。 目标 3： 透过 Python 程序设计项目实践，学生能提升学生人 文素养、社会服务的情操，培养学生良好的职业道德与 社会责任感。并养成学生动手操作、寻找答案、逻辑 推理、科学思考的务实精神。 4.2 能够应用专业知识解决工程 计算问题。 4-研究：能够熟悉智能制造系统的 Web 前端设 计、Web 后端设计、数据库设计、数据挖掘、 大数据分析、人工智能赋能、云计算等基本科 学研究方法，具有科学研究精神，为智能制造 系统开发运维复杂问题提出有效研究手段并将 问题有效解决。 目标 5： 培养学生于机器学习项目制作过程中，能具有创新 5.3 能够应用专业知识解决工程 计算问题。 5-使用现代工具：能够针对智能制造系统开发运 维复杂问题，合理选用适当的技术、资源、现
力、团队力、专业力、跨界力、服务力与英语运用代工具，进行预测与模拟并做可行性分析。通能力，并具有国际观，奉献社会国家及人类。并培过国际化视野和跨文化交流合作的能力，发掘养学生逐步认识、熟知、实践和应用的学习态度。更多有效解决问题的现代工具。3
3 力、团队力、专业力、跨界力、服务力与英语运用 能力，并具有国际观，奉献社会国家及人类。并培 养学生逐步认识、熟知、实践和应用的学习态度。 代工具，进行预测与模拟并做可行性分析。通 过国际化视野和跨文化交流合作的能力，发掘 更多有效解决问题的现代工具
理论教学进程表支撑教学模式周次教学主题授课教师学时数教学内容（点、难点、课程恩政融入点）课程作业安排教学方法线下/混合式目标程序设计语言、Python语言概述、Python开发环境配置、程序的基本编写方法重点：Python开发环境配置难点：程序的基本编写方法课后作业：关于课程思政融入点：配置Python开发环境的程序设计基本方2王丽莉课堂讲授过程中，学生们可能会遇到一系列挑战。线下目标1Python开发环境的3法这不仅是锻炼解决问题能力和耐心的绝佳机会，而且通过克服这些难题，可以显著配置。提升技术能力，并在面对复杂挑战时增强自信和坚持不懈的精神。这种积极态度对于未来的学习和职业生涯都是至关重要的。程序的格式框架、数据类型、程序的语句元素重点：数据类型Python语言基本依照学习状况安排难点：程序的语句元素目标2王丽莉课堂讲授线下4.语法元素作业课程思政融入点：在学习Python标识符命1, 2名规则时，培养他们的原则意识。命名如立人，禁用关键字，知红线、存敬畏，先想责任再敲代码。4
4 理论教学进程表 周次 教学主题 授课教师 学时数 教学内容（重点、难点、课程思政融入点） 教学模式 线下/混合式 教学方法 作业安排 支撑 课程 目标 3 程序设计基本方 法 王丽莉 2 程序设计语言、Python 语言概述、Python 开发环境配置、程序的基本编写方法 重点：Python 开发环境配置 难点：程序的基本编写方法 课程思政融入点：配置 Python 开发环境的 过程中，学生们可能会遇到一系列挑战。 这不仅是锻炼解决问题能力和耐心的绝佳 机会，而且通过克服这些难题，可以显著 提升技术能力，并在面对复杂挑战时增强 自信和坚持不懈的精神。这种积极态度对 于未来的学习和职业生涯都是至关重要 的。 线下 课堂讲授 课 后 作 业 ： 关 于 Python开发 环境 的 配置。 目标1 4 Python 语言基本 语法元素 王丽莉 2 程序的格式框架、数据类型、程序的语句 元素 重点：数据类型 难点：程序的语句元素 课程思政融入点：在学习 Python 标识符命 名规则时，培养他们的原则意识。命名如 立人，禁用关键字，知红线、存敬畏；先 想责任再敲代码。 线下 课堂讲授 依照学习状况安排 作业 目 标 1, 2
数字类型的运算、字符串类型及格式化、字符串类型的操作重点：字符串类型及格式化目标依照学习状况安排难点：字符申类型的操作基本数据类型2线下王丽莉课堂讲授5作业1,2课程思政融入点：通过讲授基本数据类型及其编程方法，培养学生具养成科学严谨、认真细致、实事求是的科学态度和职业道德.程序的三种控制结构、程序的分支结构、程序的循环结构重点：程序的三种控制结构难点：程序的循环结构目标依照学习状况安排程序的控制结构2线下王丽莉课程思政融入点：逆辑错误的排查和异常课堂讲授6作业1,2处理是编程中的一个难点，学生在学习过程中可能会遇到各种挑战。通过不断地练习和尝试，学生可以培养出在面对困难时的坚持和韧性。这种毅力和信心在未来的学习和职业生涯中同样至关重要。函数的基本使用、函数的参数传递、变量的作用域、代码复用重点：函数的参数传递目标依照学习状况安排函数和代码复用2王丽莉7线下课堂讲授难点：代码复用2,3作业课程思政融入点：函数对象的创建和调用涉及到代码的模块化和复用，这与团队合作中的任务分工和协作类似。通过学习如5
5 5 基本数据类型 王丽莉 2 数字类型的运算、字符串类型及格式化、 字符串类型的操作 重点：字符串类型及格式化 难点：字符串类型的操作 课程思政融入点：通过讲授基本数据类型 及其编程方法，培养学生具养成科学严谨、 认真细致、实事求是的科学态度和职业道 德。 线下 课堂讲授 依照学习状况安排 作业 目 标 1, 2 6 程序的控制结构 王丽莉 2 程序的三种控制结构、程序的分支结构、 程序的循环结构 重点：程序的三种控制结构 难点：程序的循环结构 课程思政融入点：逻辑错误的排查和异常 处理是编程中的一个难点，学生在学习过 程中可能会遇到各种挑战。通过不断地练 习和尝试，学生可以培养出在面对困难时 的坚持和韧性。这种毅力和信心在未来的 学习和职业生涯中同样至关重要。 线下 课堂讲授 依照学习状况安排 作业 目 标 1, 2 7 函数和代码复用 王丽莉 2 函数的基本使用、函数的参数传递、变量 的作用域、代码复用 重点：函数的参数传递 难点：代码复用 课程思政融入点：函数对象的创建和调用 涉及到代码的模块化和复用，这与团队合 作中的任务分工和协作类似。通过学习如 线下 课堂讲授 依照学习状况安排 作业 目 标 2,3
何创建和调用函数，学生可以更好地理解团队合作的重要性，学会如何与他人有效地沟通和协作，从而提高整体效率。组合数据类型的基本概念、列表类型的操作、字典类型的操作重点：列表类型的操作难点：字典类型的操作目标依照学习状况安排组合数据类型2线下王丽莉课程思政融入点：在选择和使用数据结构课堂讲授81,2作业时，学生需要进行批判性恩考，判断哪种数据结构最适合当前的问题。这与我们在生活中需要独立思考和做出明智决策是相通的。通过这种练习，学生可以培养出批判性恩维和独立判断的能力。文件的使用、数据组织的维度重点：文件的使用难点：数据组织的维度文件和数据格式目标依照学习状况安排2课程思政融入点：讲授文件和数据格式化王丽莉线下课堂讲授9化作业2,3及其编程方法，引导学生树立“数据主权、科技报国”的价值追求，把严谨规范、兼容共享的编码习惯升华为国家信息安全与产业自立自强的责在担当。计算思维、计算生态、Python标准库概览、Python第三方库纵览目标依照学习状况安排Python计算生态2王丽莉线下10课堂讲授重点：计算生态作业2,3,4难点：Python第三方库纵览6
6 何创建和调用函数，学生可以更好地理解 团队合作的重要性，学会如何与他人有效 地沟通和协作，从而提高整体效率。 8 组合数据类型 王丽莉 2 组合数据类型的基本概念、列表类型的操 作、字典类型的操作 重点：列表类型的操作 难点：字典类型的操作 课程思政融入点：在选择和使用数据结构 时，学生需要进行批判性思考，判断哪种 数据结构最适合当前的问题。这与我们在 生活中需要独立思考和做出明智决策是相 通的。通过这种练习，学生可以培养出批 判性思维和独立判断的能力。 线下 课堂讲授 依照学习状况安排 作业 目 标 1, 2 9 文件和数据格式 化 王丽莉 2 文件的使用、数据组织的维度 重点：文件的使用 难点：数据组织的维度 课程思政融入点：讲授文件和数据格式化 及其编程方法，引导学生树立“数据主权、 科技报国”的价值追求，把严谨规范、兼 容共享的编码习惯升华为国家信息安全与 产业自立自强的责任担当。 线下 课堂讲授 依照学习状况安排 作业 目标2,3 10 Python 计算生态 王丽莉 2 计算思维、计算生态、Python 标准库概览、 Python 第三方库纵览 重点：计算生态 难点：Python 第三方库纵览 线下 课堂讲授 依照学习状况安排 作业 目标2,3,4
课程恩政融入点：讲授Python计算生态及其编程方法，培养学生具各专业知识用于造福人民，善尽社会责任，业养成科学严谨、认真细致、实事求是的科学态度和职业道德。合计王丽莉1611实践教学进程表教学支撑课项目类型（验证/综合周次授课教师学时实验项目名称数学内容（重点、难点、课程思政融入点）/设计)方法程目标重点：集成开发环境(IDE)和Python语言难点：Python代码的掌握实验 1课程思政融入点：在介绍集成开发环境（IDE）实验示范、目标1王丽莉2综合3时，强调软件开发中的职业素养和责任感。通集成开发环境(IDE)：学生操作PyCharm过实际案例，说明在开发过程中保持代码整洁、注释清晰的重要性，以及如何通过良好的编程习惯提高团队协作效率重点：介绍Python中的对象和引用机制，讲解实验2对象的创建、属性和方法，讨论可变对象和不实验示范、目标2,3王丽莉综合可变对象的区别。Python对象和引用学生操作难点：理解内存管理和引用机制课程思政融入点：讨论内存管理的重要性，鼓7
7 课程思政融入点：讲授 Python 计算生态及 其编程方法，培养学生具备专业知识用于 造福人民，善尽社会责任，並养成科学严 谨、认真细致、实事求是的科学态度和职 业道德。 11 合计 王丽莉 16 实践教学进程表 周次 实验项目名称 授课教师 学时 教学内容（重点、难点、课程思政融入点） 项目类型（验证/综合 /设计） 教学 方法 支撑课 程目标 3 实验 1 集成开发环境(IDE)： PyCharm 王丽莉 2 重点：集成开发环境(IDE)和 Python 语言 难点：Python 代码的掌握 课程思政融入点：在介绍集成开发环境（IDE） 时，强调软件开发中的职业素养和责任感。通 过实际案例，说明在开发过程中保持代码整 洁、注释清晰的重要性，以及如何通过良好的 编程习惯提高团队协作效率。 综合 实验示范、 学生操作 目标 1 4 实验 2 Python对象和引用 王丽莉 1 重点：介绍 Python 中的对象和引用机制，讲解 对象的创建、属性和方法，讨论可变对象和不 可变对象的区别。 难点：理解内存管理和引用机制 课程思政融入点：讨论内存管理的重要性，鼓 综合 实验示范、 学生操作 目标2, 3
励学生在编写代码时考虑资源的高效利用和管理。重点：Python中的基本表达式，包括算术运算、比较运算和逻辑运算，表达式的优先级和结合性。函数的基本概念和作用，定义函数，包括参数传递和返回值，演示如何调用函数，并通实验示范实验3目标1,3王丽莉2综合S过实例展示函数的实际应用。表达式和函数学生操作难点：函数的定义和利用函数解决实际问题课程思政融入点：讨论函数复用和模块化编程的优势，鼓励学生在编写代码时考虑代码的可维护性和可读性。重点：Python中的基本数据类型，包括整数（int）浮点数（float）字符串和布尔值（bool）数据类型的转换难点：字符串的拼接、切片、查找实验示范、实验4目标2,3王丽莉2综合6课程思政融入点：通过案例分析，讨论不当使基本数据类型学生操作用数据类型可能带来的安全隐患，培养学生的法律意识和社会责任感。实验5重点：介绍选择结构的基本概念和作用，掌握目标1,22王丽莉综合实验示范、选择结构if、elif和else语句的使用方法，选择结构的嵌d
8 励学生在编写代码时考虑资源的高效利用和 管理。 5 实验 3 表达式和函数 王丽莉 2 重点：Python 中的基本表达式，包括算术运算、 比较运算和逻辑运算，表达式的优先级和结合 性。函数的基本概念和作用，定义函数，包括 参数传递和返回值，演示如何调用函数，并通 过实例展示函数的实际应用。 难点：函数的定义和利用函数解决实际问题 课程思政融入点：讨论函数复用和模块化编程 的优势，鼓励学生在编写代码时考虑代码的可 维护性和可读性。 综合 实验示范、 学生操作 目标1, 3 6 实验 4 基本数据类型 王丽莉 2 重点：Python 中的基本数据类型，包括整数 （int）、浮点数（float）、字符串和布尔值（bool）， 数据类型的转换 难点：字符串的拼接、切片、查找 课程思政融入点：通过案例分析，讨论不当使 用数据类型可能带来的安全隐患，培养学生的 法律意识和社会责任感。 综合 实验示范、 学生操作 目标2, 3 7 实验 5 选择结构 王丽莉 2 重点：介绍选择结构的基本概念和作用，掌握 if、elif 和 else 语句的使用方法，选择结构的嵌 综合 实验示范、 目标1, 2
套学生操作难点：理解和掌握条件判断和分支控制课程思政融入点：在选择结构的应用中，讨论选择结构对程序逻辑和可读性的影响，鼓励学生在编写代码时考虑代码的清晰性和可维护性。重点：介绍循环结构的基本概念和作用，通过实际案例掌握for循环和while循环的使用方法，通过实例演示如何在程序中使用循环结构实验示范、进行重复操作。实验6目标1,3王丽莉2综合难点：理解和掌握循环控制和优化学生操作循环结构课程思政融入点：讨论循环结构如何减少代码编写量，提高编程效率。通过实际案例，展示使用循环结构可以避免几余代码，使程序更加简洁和易于维护。重点：介绍函数的定义、作用和基本结构，讲解如何声明函数，包括函数名、参数和返回值通过实例解决问题中如何调用函数，并解释参实验示范、实验7目标1,3王丽莉2综合数传递和返回值的使用。学生操作函数的声明和调用难点：理解和掌握函数的定义、参数传递和返回值处理课程思政融入点：通过讲解函数的使用，强调9
9 套难点：理解和掌握条件判断和分支控制 课程思政融入点：在选择结构的应用中，讨论 选择结构对程序逻辑和可读性的影响，鼓励学 生在编写代码时考虑代码的清晰性和可维护 性。 学生操作 8 实验 6 循环结构 王丽莉 2 重点：介绍循环结构的基本概念和作用，通过 实际案例掌握 for 循环和 while 循环的使用方 法，通过实例演示如何在程序中使用循环结构 进行重复操作。 难点：理解和掌握循环控制和优化 课程思政融入点：讨论循环结构如何减少代码 编写量，提高编程效率。通过实际案例，展示 使用循环结构可以避免冗余代码，使程序更加 简洁和易于维护。 综合 实验示范、 学生操作 目标1, 3 9 实验 7 函数的声明和调用 王丽莉 2 重点：介绍函数的定义、作用和基本结构，讲 解如何声明函数，包括函数名、参数和返回值， 通过实例解决问题中如何调用函数，并解释参 数传递和返回值的使用。 难点：理解和掌握函数的定义、参数传递和返 回值处理 课程思政融入点：通过讲解函数的使用，强调 综合 实验示范、 学生操作 目标1, 3
如何将复杂的问题分解为简单的模块化操作。函数使得我们可以用简洁的代码实现复杂的逻辑，培养学生解决问题的能力和逻辑思维。重点：介绍Python中的四种主要数据结构：列表（list）、元组（tuple）、集合（set）和字典（dictionary），讲解各数据结构的特点、使用场景和基本操作方法，通过实例掌握如何创建和操作这些数据结构。难点：理解和掌握不同数据结构的特点和操作方法，并能够在实际项目中应用这些数据结构实验8解决问题。实验示范目标1,3王丽莉2列表、元组、集合、字综合10课程思政融入点：强调在编写数据结构操作代学生操作典的应用码时保持代码规范和注释清晰的重要性，培养学生的责任感和职业道德。讨论数据结构操作对程序性能和可读性的影响，鼓励学生在编写代码时考虑代码的效率和可维护性Python标准库概览、Python第三方库纵览目标2,3王丽莉11实验9综合上机实战重点：第三方库的安装与使用10
10 如何将复杂的问题分解为简单的模块化操作。 函数使得我们可以用简洁的代码实现复杂的 逻辑，培养学生解决问题的能力和逻辑思维。 10 实验8 列表、元组、集合、字 典的应用 王丽莉 2 重点：介绍 Python 中的四种主要数据结构：列 表（list）、元组（tuple）、集合（set）和字典 （dictionary），讲解各数据结构的特点、使用 场景和基本操作方法，通过实例掌握如何创建 和操作这些数据结构。 难点：理解和掌握不同数据结构的特点和操作 方法，并能够在实际项目中应用这些数据结构 解决问题。 课程思政融入点：强调在编写数据结构操作代 码时保持代码规范和注释清晰的重要性，培养 学生的责任感和职业道德。讨论数据结构操作 对程序性能和可读性的影响，鼓励学生在编写 代码时考虑代码的效率和可维护性。 综合 实验示范、 学生操作 目标1, 3 11 实验9 王丽莉 1 Python 标准库概览、Python 第三方库纵览 重点：第三方库的安装与使用 综合 上机实战 目标2, 3