浙江安防職業(yè)技術學院教案（2024－2025學年第一學期）課程名稱：Python程序設計課程類型：專業(yè)基礎課授課班級：人工智能技術應用2501、2502教研室：人工智能技術應用所在部門：人工智能學院教務處（實訓中心）制2023年9月

教案首頁序號：1章節(jié)名稱項目1Python開發(fā)環(huán)境配置（一）教學課時2授課班級人工智能2501、2502授課時間授課地點教學目標知識目標1、了解Python的歷史及其在編程語言中的地位。2、掌握Python解釋器的安裝與配置。能力目標1、能夠解釋Python語言的特性和適用場景。2、能夠獨立在操作系統(tǒng)上搭建Python開發(fā)環(huán)境。素質(zhì)目標1、增強對編程語言發(fā)展趨勢的敏感性。2、培養(yǎng)解決問題的能力，能夠在遇到環(huán)境配置問題時獨立尋找解決方案。教學內(nèi)容主要內(nèi)容1、掌握Python語言的相關背景。2、掌握Python語言的特性。3、掌握Python開發(fā)環(huán)境的配置方法。重點了解Python的誕生過程、發(fā)展歷程；掌握Python語言的特性及主要應用領域；掌握Python解釋器的下載渠道及安裝步驟；學會驗證Python安裝是否成功。措施：通過講述Python創(chuàng)始人的故事及版本演進歷程，結(jié)合案例講解其特性，使學生了解相關背景。通過演示訪問Python官網(wǎng)并下載軟件的過程，明確下載渠道；分步講解安裝界面的設置選項。難點理解Python特性與應用領域之間的關聯(lián)；準確舉例說明各應用領域的使用場景及方法；正確配置環(huán)境變量；處理安裝過程中可能出現(xiàn)的錯誤（如路徑過長、權(quán)限問題）。措施：通過演示訪問Python官網(wǎng)并下載軟件的過程，明確下載渠道；分步講解安裝界面的設置選項。在安裝教程中重點強調(diào)環(huán)境變量配置的重要性，演示手動添加環(huán)境變量的方法；針對常見錯誤，提前準備解決方案文檔。教法改革教學方法講授法、演示法、實操法、小組討論法、任務驅(qū)動法教學手段多媒體教學、網(wǎng)絡資源利用、實訓報告提交、問答與反饋、教學平臺教學反思作業(yè)及學習評價表學習評價表評價內(nèi)容自評同桌評師評能概括出Python的特性及應用領域能在自己電腦上配置Python開發(fā)環(huán)境能掌握pip安裝與常見Python第三方庫能積極回答教師的提問能積極參與小組討論評價指標A．優(yōu)秀B.一般C.較差二、教學設計教學步驟教學內(nèi)容與情境設計教師活動學生活動時間分配情境導入師生互動提問：Python是什么？它能應用在哪些場景中？（板書：認識Python）引導學生結(jié)合生活經(jīng)驗思考，如手機APP、數(shù)據(jù)分析等可能涉及Python的領域?！菊n程思政】激發(fā)學生對編程語言的好奇心，培養(yǎng)探索欲提問、板書、引導思考思考問題，結(jié)合生活實例嘗試回答，打開教材初步瀏覽10分鐘新知講解引導學習Python的歷史與地位介紹Python的誕生背景，創(chuàng)始人吉多?范羅蘇姆的設計理念，強調(diào)其“優(yōu)雅、明確、簡單”的特點。結(jié)合PYPL排行榜數(shù)據(jù)，說明Python在編程語言中的受歡迎程度及趨勢?！菊n程思政】通過了解語言發(fā)展，培養(yǎng)對技術趨勢的敏感度PPT演示、數(shù)據(jù)展示觀看演示，記錄關鍵信息，對比其他編程語言的排名10分鐘新知講解引導學習Python的特性（10分鐘）講解跨平臺、開源免費、解釋型等核心特性，結(jié)合實例說明，如跨平臺可在Windows、Mac等系統(tǒng)運行。分析這些特性如何影響其應用場景，如解釋型特性適合快速開發(fā)。【課程思政】培養(yǎng)學生分析特性與應用關聯(lián)的邏輯思維案例講解、特性分析結(jié)合案例理解特性，記錄特性對應的優(yōu)勢10分鐘小組討論實踐探究任務：小組討論Python在不同領域的應用，如Web開發(fā)、機器學習等，舉例說明具體場景?！菊n程思政】提升團隊協(xié)作能力和信息整合能力分組指導，提供討論方向小組內(nèi)分工交流，結(jié)合課本和網(wǎng)絡資源列舉應用案例，推選代表分享10分鐘歸納總結(jié)提煉鞏固總結(jié)Python的歷史、特性及主要應用領域的核心要點。邀請小組代表分享討論結(jié)果，教師補充點評，強調(diào)特性與應用的關聯(lián)?！菊n程思政】引導學生學會梳理知識，培養(yǎng)總結(jié)能力總結(jié)要點、組織分享傾聽總結(jié)，補充自身認知，記錄重點內(nèi)容10分鐘情境導入師生互動提問：要運行Python代碼，首先需要做什么？（板書：配置Python環(huán)境）說明開發(fā)環(huán)境配置是編程的基礎，引出本任務的重要性?！菊n程思政】強調(diào)基礎準備的必要性，培養(yǎng)嚴謹?shù)膶W習態(tài)度提問、板書思考問題，明確環(huán)境配置的意義5分鐘實操演示分步教學Python解釋器的下載與安裝演示訪問Python官網(wǎng)，找到適合當前操作系統(tǒng)的版本（如Windows64位）并下載。講解安裝界面的關鍵設置，如勾選“AddPython.exetoPATH”、選擇安裝路徑?！菊n程思政】培養(yǎng)學生細致操作的習慣，注重細節(jié)把控屏幕演示、步驟講解觀看演示，記錄關鍵設置步驟，標記注意事項10分鐘學生實操教師指導任務：學生按照演示步驟，在自己電腦上下載并安裝Python解釋器，遇到問題及時提問?！菊n程思政】鍛煉學生獨立動手能力和解決問題的能力巡回指導，解答學生疑問，針對共性問題集中講解跟隨步驟操作，嘗試獨立完成安裝，記錄操作過程15分鐘驗證與問題處理演示通過終端輸入“python”命令驗證安裝是否成功。講解常見問題及解決方法，如環(huán)境變量未配置時的手動添加方法?！菊n程思政】引導學生從錯誤中學習，培養(yǎng)抗挫折能力演示驗證方法，分析問題解決方案驗證自身安裝結(jié)果，若出現(xiàn)問題嘗試按照方法解決10分鐘歸納總結(jié)任務布置總結(jié)Python環(huán)境配置的關鍵步驟：下載、安裝設置、驗證。2.布置任務：提交安裝過程截圖及驗證結(jié)果，作為實訓報告的一部分?！菊n程思政】強調(diào)任務完成的規(guī)范性，培養(yǎng)責任意識總結(jié)要點，明確任務要求回顧配置過程，整理截圖和記錄，準備提交報告5分鐘序號：2章節(jié)名稱項目1Python開發(fā)環(huán)境配置（二）教學課時2授課班級人工智能2501、2502授課時間授課地點教學目標知識目標1、了解Python第三方模塊的概念及常見模塊的功能。2、掌握使用pip命令安裝、管理第三方模塊的方法。3、了解常見Python開發(fā)工具的特點及適用場景。4、掌握JupyterNotebook的安裝與基本使用方法。能力目標1、能夠熟練使用pip命令安裝、卸載第三方模塊，解決安裝過程中的常見問題。2、能夠根據(jù)需求選擇合適的Python開發(fā)工具，并熟練使用JupyterNotebook進行簡單的代碼編寫和運行。素質(zhì)目標1、培養(yǎng)對Python生態(tài)的認知和探索精神，提升對編程工具的適應能力。2、增強在實踐中解決問題的能力，養(yǎng)成規(guī)范使用開發(fā)工具的習慣。教學內(nèi)容主要內(nèi)容1、Python第三方模塊的概念及pip工具的使用。2、常見Python第三方模塊（如NumPy、pandas等）的安裝與功能介紹。3、常見Python開發(fā)工具（如PyCharm、VSCode、JupyterNotebook）的特點對比。4、JupyterNotebook的安裝、啟動及基本操作。重點掌握使用pip命令安裝第三方模塊的基本方法；了解常見第三方模塊的功能；了解常見Python開發(fā)工具的特點；掌握JupyterNotebook的安裝與基本使用。措施：通過演示pip安裝模塊的過程，讓學生實操練習；對比介紹各開發(fā)工具的優(yōu)缺點，演示JupyterNotebook的安裝與使用方法。難點安裝指定版本的模塊；更換pip源以提高下載速度；解決模塊安裝沖突問題；熟悉JupyterNotebook的菜單欄和工具欄功能；靈活使用單元格進行代碼編寫和文檔編輯。措施：講解指定版本安裝語法和換源方法，教授虛擬環(huán)境使用；制作Jupyter界面功能說明圖，設計實操任務讓學生練習。教法改革教學方法講授法、演示法、實操法、小組討論法、任務驅(qū)動法教學手段多媒體教學、網(wǎng)絡資源利用、實訓報告提交、問答與反饋、教學平臺教學反思學習評價表學習評價表評價內(nèi)容自評同桌評師評能掌握pip安裝與常見Python擴展庫能解決模塊安裝過程中的常見問題能了解常見Python開發(fā)工具的特點能掌握JupyterNotebook的安裝與基本使用能積極回答教師的提問能積極參與小組討論評價指標A．優(yōu)秀B.一般C.較差二、教學設計教學步驟教學內(nèi)容與情境設計教師活動學生活動時間分配情境導入引發(fā)興趣1.展示使用Python進行數(shù)據(jù)分析的示例，其中涉及到NumPy和pandas庫。提問：要運行這些代碼，我們還缺什么？（板書：Python模塊安裝）2.講解第三方模塊對拓展Python功能的重要性，如NumPy用于高效數(shù)值計算，OpenCV用于圖像處理。【課程思政】通過實際應用案例，激發(fā)學生對拓展知識的渴望，培養(yǎng)積極探索的精神展示案例、提問、闡述重要性觀察案例，思考問題，認識到模塊安裝的必要性5分鐘知識講解操作演示1.介紹pip工具（10分鐘）-講解pip是Python的包管理工具，用于安裝、升級和卸載第三方模塊。-演示在終端中輸入“pip--version”檢查pip版本。2.安裝第三方模塊（10分鐘）-以安裝NumPy庫為例，演示在終端輸入“pipinstallnumpy”進行安裝。-講解安裝過程中的常見提示信息，如“Collectingnumpy”表示正在收集資源。【課程思政】培養(yǎng)學生對新知識的理解和吸收能力，注重細節(jié)觀察PPT講解、終端演示記錄pip的作用和基本命令，觀看安裝演示過程，理解安裝提示信息20分鐘學生實操教師指導任務：學生在自己電腦的終端中，嘗試安裝NumPy、pandas和OpenCV庫，并記錄安裝過程中的問題?！菊n程思政】鍛煉學生獨立解決問題的能力，培養(yǎng)耐心和細心巡回指導，解答學生在安裝過程中遇到的問題，如網(wǎng)絡連接問題、版本沖突等在終端中輸入命令進行安裝，若遇到問題，嘗試自行解決或向教師求助，記錄操作過程和問題15分鐘問題總結(jié)拓展提升集中講解學生在安裝過程中遇到的共性問題，如安裝速度慢可通過更換pip源解決，演示使用清華源的配置方法。2.介紹安裝指定版本模塊的方法，如“pipinstallnumpy==1.23.5”?！菊n程思政】引導學生從錯誤中學習，培養(yǎng)總結(jié)歸納和舉一反三的能力總結(jié)問題、演示解決方案記錄問題及解決方法，學習指定版本安裝和換源操作，反思自己安裝過程中的不足10分鐘課堂總結(jié)布置任務1.總結(jié)pip安裝第三方模塊的關鍵步驟和要點，強調(diào)安裝過程中問題解決的思路。2.布置任務：嘗試安裝其他感興趣的Python模塊，并查閱其官方文檔了解基本用法?！菊n程思政】培養(yǎng)學生自主學習和持續(xù)學習的習慣總結(jié)要點、明確作業(yè)要求回顧安裝過程，記錄重點內(nèi)容，準備完成任務5分鐘情境導入明確目標1.展示不同Python開發(fā)工具（如PyCharm、VSCode、JupyterNotebook）的界面截圖，提問：這些工具都能用來編寫Python代碼，它們有什么區(qū)別呢？（板書：Python開發(fā)工具）2.介紹選擇合適開發(fā)工具對提高編程效率的重要性?！菊n程思政】引導學生思考如何選擇適合自己的工具，培養(yǎng)自主決策能力展示截圖、提問、闡述重要性觀察截圖，思考問題，對開發(fā)工具有初步認識5分鐘工具介紹對比分析1.常見Python開發(fā)工具介紹（10分鐘）-講解PyCharm的專業(yè)版和社區(qū)版區(qū)別，突出其強大的代碼自動補全和調(diào)試功能。-介紹VSCode的輕量級特點和豐富插件生態(tài)，展示通過插件擴展功能的示例。-闡述JupyterNotebook的交互式編程優(yōu)勢，適合數(shù)據(jù)分析和教學場景。2.對比各工具優(yōu)缺點（5分鐘）-以表格形式對比三者在功能、易用性、適用場景等方面的差異?！菊n程思政】培養(yǎng)學生分析比較和理性選擇的能力PPT講解、對比展示記錄各工具特點和差異，思考自己可能適合的工具15分鐘JupyterNotebook實操1.JupyterNotebook安裝（10分鐘）-演示使用pip安裝JupyterNotebook的命令“pipinstalljupyter”。-講解安裝完成后啟動JupyterNotebook的方法，如在終端輸入“jupyternotebook”。2.JupyterNotebook基本使用（10分鐘）-演示創(chuàng)建新的PythonNotebook文件，介紹界面布局（菜單欄、工具欄、單元格等）。-講解在單元格中編寫和運行Python代碼的方法，如輸入“print('Hello,Jupyter!')”并運行?！菊n程思政】培養(yǎng)學生實踐操作和探索新工具的能力終端演示、界面講解跟隨教師操作，安裝并啟動JupyterNotebook，熟悉界面和基本操作20分鐘學生實踐鞏固練習任務：學生在JupyterNotebook中創(chuàng)建一個新文件，編寫簡單的Python代碼（如計算圓的面積），并運行