《Python语言入门》实验教学大纲.docx

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《Python语言入门》实验教学大纲

《Python语言入门》课程实验教学大纲

一、课程基本信息

课程代码：

20110022

课程名称：

Python语言入门

英文名称：

IntroductiontoPython

实验总学时：

18

适用专业：

不限

课程类别：

选修课

先修课程：

计算机应用基础

二、实验教学的总体目的和要求

通过本课程的实验，学生应该具有熟练的Python编程技能和模块编程思想，能够综合利用Python技术解决所在专业领域的具体问题，显著提高编程能力。

同时培养学生严谨求实的科学作风和逻辑分析能力。

（一）对学生的要求

1．要求学生预习实验，了解实验内容、目的和要求。

2．实验课堂上要求每人一台计算机，独立完成知识点练习题和程序编写题等题目。

3．严格要求学生独立完成实验，使学生准时提交实验报告，杜绝学生发生实验报告抄袭现象。

4．学生以小组为单位或独立完成设计性实验。

（二）对教师的要求

1．认真做好各实验准备，准确布置各实验内容，细致规划各实验过程。

2．实验过程中教师要解决学生的疑难问题，帮助学生分析和处理实验结果。

3．每次实验完毕后，认真讲评实验中的优点和不足，激励学生不断改进和提高。

（三）对实验条件的要求

1．实验环境：

1）硬件环境：

●计算机：

4G以上内存、2G以上CPU、高速硬盘；

●网络：

Internet。

2）软件环境：

●操作系统：

Windows7以上；

●Python3.X；

●PythonIDLE（Python’sIntegratedDevelopmentandLearningEnvironment，Python集成开发和学习环境）或JupyterNotebook。

2．课后实验学时：

18

三、实验教学内容

实验项目一

实验名称：

Python基本语法元素

实验内容：

1.配置Python开发环境，并运行以下程序：

1）圆面积计算程序；

2）同切圆绘制程序；

3）五角星绘制程序。

2.编写程序，实现温度转换，并分析其包括的Python基本语法元素。

实验性质：

验证性

实验学时：

2

实验目的与要求：

1．通过经典实例尝试理解编写程序的IPO方法；

2．掌握Python基本语法元素，能够编写10行代码；

3．了解Python程序规范的重要性，培养学生的职业素质和道德规范。

实验条件：

1．硬件：

4G以上内存、2G以上CPU、100M以上宽带网络、高速硬盘；

2．操作系统：

Windows7以上；

3．软件：

Python3.x、PythonIDLE或JupyterNotebook。

研究与思考：

1．如何快速判断一个Python代码是Python3.x版本？

2．程序设计不能解决所有问题。

例如，计算机无法回答如下这些问题：

你最欣赏的历史人物是谁?

孙红雷和姚晨两位演员，谁的演技更好?

创新对中国未来经济的价值有多大?

请讨论总结，哪些类型的问题无法通过程序设计解决?

3．试想一下，为什么Python的命名不能以数字开头?

实验项目二

实验名称：

Python基本图形绘制

实验内容：

1．编写程序，使用turtle库绘制Python蟒蛇，并分析turtle库语法元素。

2．编写程序，使用turtle库函数绘制一个包含9个同心圆的靶盘。

实验性质：

设计性

实验学时：

2

实验目的与要求：

1．通过经典实例尝试Python编程；

2．理解Python库的使用方法，能够进行基本图形编程。

实验条件：

1．硬件：

4G以上内存、2G以上CPU、100M以上宽带网络、高速硬盘；

2．操作系统：

Windows7以上；

3．软件：

Python3.x、PythonIDLE或JupyterNotebook、turtle库。

研究与思考：

1．如何改变turtle绘制过程的速度?

2．如何改变turtle绘制过程的颜色?

实验项目三

实验名称：

基本数据类型

实验内容：

1．编写程序，计算天天向上的力量。

2．编写程序，利用格式化输出和时间延迟实现控制台风格文本进度条。

实验性质：

设计性

实验学时：

2

实验目的与要求：

1．掌握数字类型（整数、浮点数和复数）和字符串类型的使用方法；

2．掌握time库，能够操作文本并处理时间；

3．培养学生自我学习和持续学习的意识和能力。

实验条件：

1．硬件：

4G以上内存、2G以上CPU、100M以上宽带网络、高速硬盘；

2．操作系统：

Windows7以上；

3．软件：

Python3.x、PythonIDLE或JupyterNotebook、time库。

研究与思考：

1．math库有44个函数，Python计算生态有超过10万个各类函数库，思考一下，该怎么学习这些函数库呢?

2．进度条反映了软件的执行速度，请思考并给出至少3种提高软件执行速度的方法。

实验项目四

实验名称：

程序的控制结构

实验内容：

1．编写程序，实现根据身体质量指数BMI判断身体质量。

2．编写程序，实现圆周率的计算。

实验性质：

设计性

实验学时：

2

实验目的与要求：

1．掌握程序的控制逻辑；

2．学会使用异常处理；

3．掌握random库，具备应用随机数的能力。

实验条件：

1．硬件：

4G以上内存、2G以上CPU、100M以上宽带网络、高速硬盘；

2．操作系统：

Windows7以上；

3．软件：

Python3.x、PythonIDLE或JupyterNotebook。

研究与思考：

1．怎样让π计算的程序每次运行结果都一样?

2．请调研一下，除了π的计算还有哪些计算问题可以用蒙特卡罗方法求解?

实验项目五

实验名称：

函数和代码复用

实验内容：

1．编写程序，使用函数实现七段数码管绘制。

2．编写程序，使用函数递归实现科赫雪花的绘制，并利用PyInstaller库打包成一个可执行文件。

实验性质：

设计性

实验学时：

2

实验目的与要求：

1．掌握函数的基本使用方法；

2．理解并掌握递归使用；

3．掌握PyInstaller库，能够编写带有函数的程序，并能够打包可执行文件;

4．培养学生自强不息、积极进取的精神。

实验条件：

1．硬件：

4G以上内存、2G以上CPU、100M以上宽带网络、高速硬盘；

2．操作系统：

Windows7以上；

3．软件：

Python3.x、PythonIDLE或JupyterNotebook。

研究与思考：

1．思考如何利用datetime库对一个程序的运行计时。

2．递归和循环有什么区别?

实验项目六

实验名称：

组合数据类型

实验内容：

1．编写程序，实现总个数、求和、平均值、方差、中位数等基本统计值的计算。

2．编写程序，利用jieba库实现Hamet英文词频统计和《三国演义》人物出场统计。

实验性质：

设计性

实验学时：

2

实验目的与要求：

1．掌握组合数据类型（集合、元组、列表、字典）的使用方法；

2．掌握jieba库，能够处理一组数据，并处理中文文本;

3．培养学生的软件工匠精神。

实验条件：

1．硬件：

4G以上内存、2G以上CPU、100M以上宽带网络、高速硬盘；

2．操作系统：

Windows7以上；

3．软件：

Python3.x、PythonIDLE或JupyterNotebook。

研究与思考：

1．请比较元组和集合的区别，思考如何实现元组和集合的互相转换?

2．向分词词典中加入一些新的网络用语，并编写例子观察分词效果。

实验项目七

实验名称：

文件和数据格式化

实验内容：

1．编写程序，利用wordcloud库，实现政府工作报告词云的绘制。

2．编写程序，基于数据文件实现自动轨迹绘制。

实验性质：

设计性

实验学时：

2

实验目的与要求：

1．掌握文件的使用方法；

2．理解一二维数据，掌握wordcloud库，能够处理包含一二维数据的文件，能够用程序绘制词云;

3．培养学生树立正确的技能观，努力提高自己的技能，为社会和人民造福。

实验条件：

1．硬件：

4G以上内存、2G以上CPU、100M以上宽带网络、高速硬盘；

2．操作系统：

Windows7以上；

3．软件：

Python3.x、PythonIDLE或JupyterNotebook。

研究与思考：

1．思考CSV格式能否支持高维数据表示。

2．思考JSON如何支持一二维数据表示。

实验项目八

实验名称：

程序设计方法学

实验内容：

1．基于计算思维，编写程序，实现体育竞技分析。

2．编写程序，利用os库实现pip批量安装Python第三方库。

实验性质：

设计性

实验学时：

2

实验目的与要求：

1．理解Python程序设计思维，掌握扩展Python编程的基本方法；

2．掌握os库，能够安装Python第三方库；

3．培养学生不甘示弱、开拓创新的优秀品质。

实验条件：

1．硬件：

4G以上内存、2G以上CPU、100M以上宽带网络、高速硬盘；

2．操作系统：

Windows7以上；

3．软件：

Python3.x、PythonIDLE或JupyterNotebook。

研究与思考：

1．思考体育竞技分析实例中体现的计算思维思想。

2．模块编程是什么含义?

实验项目九

实验名称：

Python计算生态概览

实验内容：

1．编写程序，利用合适的计算生态库实现霍兰德人格分析雷达图绘制。

2．编写程序，利用合适的计算生态库实现玫瑰花绘制。

实验性质：

设计性

实验学时：

2

实验目的与要求：

1．了解Python计算生态的宽度和广度；

2．了解各领域重要计算生态的名字，体会编程之美。

3．培养学生诚实、守信、坚忍不拔的性格。

实验条件：

1．硬件：

4G以上内存、2G以上CPU、100M以上宽带网络、高速硬盘；

2．操作系统：

Windows7以上；

3．软件：

Python3.x、PythonIDLE或JupyterNotebook。

研究与思考：

1．举例说明Python从数据处理到人工智能有哪些重要计算生态库。

2．举例说明Python从Web解析到网络空间有哪些重要计算生态库。

3．举例说明Python从人机交互到艺术设计有哪些重要计算生态库。

四、考核方式

考查。

考查内容包括实验报告和实验表现，每次实验按优秀、良好、中等、及格和不及格五个等级评分，期末再给定实验总评，实验成绩占课程总成绩的30%。

五、推荐实验教材和教学参考资源

推荐教材：

1．嵩天，礼欣，黄天羽.Python语言程序设计基础（第2版）.北京：

高等教育出版社，2017.

教学参考资源：

1．王恺.Python语言程序设计.北京：

机械工业出版社，2019.

2．刘卫国.Python语言程序设计.北京：

电子工业出版社，2016.

3．约翰·策勒（JohnZelle）.Python程序设计（第3版）.北京：

人民邮电出版社，2018.

4．董付国.Python程序设计基础（第2版）.北京：

清华大学出版社，2018.