《Python語言程序設計入門實驗指導》是《Python語言程序設計入門》的配套實驗指導教材,全書共分4篇:篇是Python程序設計實驗指導,結合主教材內(nèi)容提供了14個實驗,每個實驗給出了實驗目的、要求以及程序提示;第二篇是《Python語言程序設計入門》習題解答;第三篇是全國計算機等級考試二級Python介紹,包括全國計算機等級考試大綱、公共基礎知識、Python模擬試題等;第四篇是Python應用實訓,介紹了Python在網(wǎng)絡爬蟲、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)可視化等方面的應用。 《Python語言程序設計入門實驗指導》內(nèi)容豐富,實用性強,與《Python語言程序設計入門》一起構成了一套完整的教學用書,可作為高等學校的教學參考書,也可作為報考全國計算機等級考試(NCRE)人員的參考資料。
程序設計初學者通過學習本套教材,可以快速掌握程序設計的基本思想和一般方法,達到如下目標。 ??
知識傳授目標:掌握Python語言的數(shù)據(jù)類型、基本控制結構、函數(shù)設計以及部分標準庫和擴展庫的使用;理解文件的基本處理方法;了解當下熱門領域的Python擴展庫的使用方法。 ??
能力培養(yǎng)目標:讓學生具有分析問題、解決問題的能力,以及計算思維和信息素養(yǎng),掌握程序設計方法,具備利用Python語言編程解決實際問題的能力。 ??
價值塑造目標:將科技創(chuàng)新、愛國主義精神等思政元素融入教學,著眼于學生道德素養(yǎng)的熏陶濡染,培養(yǎng)學生一絲不茍、嚴謹認真、求真務實的工作態(tài)度和工匠精神,為學生學習后續(xù)課程、參加工作和開展科學研究打下良好基礎。
Python語言誕生于20世紀90年代,是一種跨平臺、開源、面向對象、解釋型、動態(tài)數(shù)據(jù)類型的高級計算機程序設計語言,在Web開發(fā)、科學計算、人工智能、大數(shù)據(jù)分析和系統(tǒng)運維等領域得到廣泛應用,深受人們的青睞。不論你是計算機類專業(yè)還是非計算機類專業(yè)的學生,也不論你是否有一定的編程基礎,如果你想學習Python語言,我們相信這都是一套比較好的入門教材。
隨著計算機基礎教育形式的不斷更新,2018年,大連民族大學計算機基礎實驗教學中心成立了Python語言課組,課組成員有焉德軍、李宏巖、鄭江超、隋勵麗、楊為明、若曼、鄭智強、王鐸等多名老師。從課組成立開始,課組成員多次組織集體備課,進行Python語言程序設計集中學習,并多次參加各類Python語言程序設計相關的培訓班:2019年4月,Python語言課組的五名教師,參加了在長沙舉辦的第三屆全國高校Python語言與計算生態(tài)教學研討會;2019年7月,Python語言課組全體成員參加了在南開大學舉辦的Python語言教學培訓班;2019年8月,Python語言課組的兩名教師參加了全國高校大數(shù)據(jù)聯(lián)盟舉辦的Python編程及大數(shù)據(jù)分析教師研修班;2020年1月,Python語言課組的兩名教師參加了北京雷課教育舉辦的Python人工智能及大數(shù)據(jù)分析研修班;2020年1月,Python語言課組全體成員參加了由東華大學舉辦的Python語言與大數(shù)據(jù)培訓。經(jīng)過一系列的培訓和學習以及課組成員間的交流研討,我們對于有關Python語言課程的教學內(nèi)容、教學方法、教學手段等有了深刻認識,增強了在全校大范圍開設Python語言程序設計課程的信心。2019年秋季學期,計算機基礎實驗教學中心停開了已經(jīng)開設多年的VB程序設計課程和Access數(shù)據(jù)庫課程,在全校5個學院21個專業(yè)新開設了Python語言程序設計課程。
經(jīng)過兩年的學習和教學實踐,Python語言課組積累了豐富的經(jīng)驗,著手編寫適合高校非計算機專業(yè)學生學習的教材《Python語言程序設計入門》和實驗教程《Python語言程序設計入門實驗指導》!禤ython語言程序設計入門》以全國計算機等級考試二級Python語言程序設計考試大綱為指導,圍繞Python的基礎語法和數(shù)據(jù)結構組織編排講授內(nèi)容,包含Python概述、Python語言基礎、Python程序的控制結構、函數(shù)、組合數(shù)據(jù)類型、文件和數(shù)據(jù)格式化以及模塊、包與庫的使用,此外還涉及圖形用戶界面程序設計等。《Python語言程序設計入門實驗指導》則包含四部分內(nèi)容:與主教材內(nèi)容相關的14個實驗項目;《Python語言程序設計入門》習題解答;Python語言的二級等級考試大綱和模擬題;網(wǎng)絡爬蟲、數(shù)據(jù)分析,數(shù)據(jù)可視化等項目實訓。
為了更好地開展線上線下混合模式教學,結合教材,我們錄制了44個MOOC教學視頻,總時長630分鐘,在中國大學MOOC的SPOC學校專有課程(大連民族大學)上線(http://www.icourse163.org/course/preview/DLNU-1461020176?tid=1461806466)。同時,基于百科園通用考試平臺,我們構建了Python語言程序設計題庫,為實施過程化考核和形成性評價奠定了扎實基礎。
為了更好地開展課程思政,結合教學內(nèi)容,我們合理地設計了一些課程思政案例,如鴻蒙操作系統(tǒng)、社會主義核心價值觀知識問答程序、習近平總書記在慶祝中華人民共和國成立70周年大會上的講話詞頻分析、《中共中央關于堅持和完善中國特色社會主義制度、推進國家治理體系和治理能力現(xiàn)代化若干重大問題的決定》詞云圖、繪制五星紅旗等,所有這些課程思政案例,與教學內(nèi)容緊密結合,不突兀,不牽強,因勢利導、順勢而為地自然融入,起到潤物無聲、潛移默化的效果。在潛移默化中,讓學生增長見識,堅定學生的理想信念,激發(fā)學生的愛國熱情,培養(yǎng)學生具有民族自信心和維護國家利益的責任感,喚醒學生為中華之崛起而讀書的原動力。
本套教材以程序設計初學者為對象,由淺入深、循序漸進地講述Python語言的基本概念、基本語法和數(shù)據(jù)結構等基礎知識,包括Python語言開發(fā)環(huán)境的安裝、變量與數(shù)據(jù)類型、程序控制結構、函數(shù)和模塊、文件、Python標準庫和第三方庫應用等。
程序設計初學者通過學習本套教材,可以快速掌握程序設計的基本思想和一般方法,達到如下目標。
? 知識傳授目標:掌握Python語言的數(shù)據(jù)類型、基本控制結構、函數(shù)設計以及部分標準庫和擴展庫的使用;理解文件的基本處理方法;了解當下熱門領域的Python擴展庫的使用方法。
? 能力培養(yǎng)目標:讓學生具有分析問題、解決問題的能力,以及計算思維和信息素養(yǎng),掌握程序設計方法,具備利用Python語言編程解決實際問題的能力。
? 價值塑造目標:將科技創(chuàng)新、愛國主義精神等思政元素融入教學,著眼于學生道德素養(yǎng)的熏陶濡染,培養(yǎng)學生一絲不茍、嚴謹認真、求真務實的工作態(tài)度和工匠精神,為學生學習后續(xù)課程、參加工作和開展科學研究打下良好基礎。
在本套教材的編寫過程中,我們參閱了很多Python語言方面的圖書資料和網(wǎng)絡資源,借鑒和吸收了其中的很多寶貴經(jīng)驗,在此向相關作者表示衷心的感謝。由于編者水平有限,書中難免有疏漏之處,敬請各位同行和讀者批評指正,在此表示感謝。我們的郵箱是992116@qq.com,電話是010-62796045。
編 者
2021年4月
篇 Python程序設計實驗指導 1
第1章 實驗內(nèi)容 1
實驗一 熟悉IDLE集成開發(fā)環(huán)境 1
實驗二 數(shù)據(jù)類型 2
實驗三 運算符和表達式 4
實驗四 選擇結構 5
實驗五 循環(huán)結構 6
實驗六 函數(shù) 7
實驗七 列表與元組 8
實驗八 字典與集合 9
實驗九 文件與數(shù)據(jù)格式化 11
實驗十 turtle庫的使用 12
實驗十一 random庫的使用 13
實驗十二 第三方庫 14
實驗十三 界面設計 16
實驗十四 綜合設計 16
第2章 實驗內(nèi)容參考答案 17
實驗一 熟悉IDLE集成開發(fā)環(huán)境 17
實驗二 數(shù)據(jù)類型 17
實驗三 運算符和表達式 18
實驗四 選擇結構 19
實驗五 循環(huán)結構 20
實驗六 函數(shù) 21
實驗七 列表與元組 22
實驗八 字典與集合 23
實驗九 文件與數(shù)據(jù)格式化 24
實驗十 turtle庫的使用 24
實驗十一 random庫的使用 25
實驗十二 第三方庫 25
實驗十三 界面設計 26
實驗十四 綜合設計 27
第二篇 《Python語言程序設計入門》
習題解答 29
第1章 習題解答 29
一、選擇題 29
二、編程題 29
第2章 習題解答 30
一、選擇題 30
二、編程題 32
第3章 習題解答 33
一、選擇題 33
二、編程題 35
第4章 習題解答 38
一、選擇題 38
二、編程題 39
第5章 習題解答 41
一、選擇題 41
二、編程題 44
第6章 習題解答 47
一、選擇題 47
二、編程題 48
第7章 習題解答 49
一、選擇題 49
二、填空題 50
三、編程題 51
第三篇 全國計算機等級考試二級
Python介紹 55
第1章 全國計算機等級考試大綱 55
1.1 全國計算機等級考試(二級Python)
考試大綱 55
1.2 全國計算機等級考試(二級公共基礎)
考試大綱 57
第2章 計算機系統(tǒng) 58
2.1 概述 58
2.2 計算機硬件系統(tǒng) 60
2.3 操作系統(tǒng) 69
2.4 習題與解答 81
第3章 數(shù)據(jù)結構與算法 83
3.1 算法 83
3.2 數(shù)據(jù)結構的基本概念 84
3.3 線性表及其順序存儲結構 87
3.4 棧和隊列 88
3.5 線性鏈表 90
3.6 樹與二叉樹 92
3.7 查找技術 97
3.8 排序技術 98
3.9 習題與解答 100
第4章 軟件工程基礎 102
4.1 軟件工程的基本概念 103
4.2 軟件需求分析 104
4.3 軟件設計 105
4.4 程序設計基礎 109
4.5 軟件測試及調試 112
4.6 習題與解答 114
第5章 數(shù)據(jù)庫基礎 116
5.1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念 116
5.2 數(shù)據(jù)模型 120
5.3 關系代數(shù) 124
5.4 數(shù)據(jù)庫設計 128
5.5 習題與解答 130
第6章 等級考試模擬試題 132
6.1 模擬試題一 132
6.2 模擬試題二 140
第四篇 Python應用實訓 151
第1章 網(wǎng)絡爬蟲 151
1.1 爬蟲概述 151
1.2 Requests庫入門 152
1.3 爬蟲實例 156
1.4 BeautifulSoup庫的使用 161
1.5 正則表達式 172
1.6 淘寶商品比價定向爬蟲介紹 177
1.7 小結 182
第2章 數(shù)據(jù)處理 183
2.1 NumPy庫的基本使用方法 183
2.2 Pandas庫的基本使用方法 191
2.3 實例分析 202
2.4 小結 206
第3章 數(shù)據(jù)可視化 207
3.1 matplotlib.pyplot子庫的基礎知識 207
3.2 Pandas數(shù)據(jù)可視化 213
3.3 數(shù)據(jù)可視化綜合實例 217
3.4 小結 224
參考文獻 225