《程序設計Python》課程教學大綱

《程序設計Python》教學大綱一、課程基本信息課程名稱程序設計（Python）Programming(Python)課程編碼CST220721030開課院部計算機科學與技術學院課程團隊程序設計學分3.0課內(nèi)學時56講授32實驗0上機24實踐0課外學時56適用專業(yè)計算機科學與技術授課語言中文先修課程程序設計（C/C++）課程簡介（限選）程序設計(Python)主要講述Python語言的基本知識和程序設計，核心在于數(shù)據(jù)的獲取、分析與處理，是一門非常重要的專業(yè)選修課。通過本課程的學習，讓學生接觸并了解數(shù)據(jù)獲取、分析與處理的基本使用方法，使學生具有Python數(shù)據(jù)分析、設計和可視化開發(fā)的能力，并具有較強的分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學生的數(shù)據(jù)分析能力，為機器學習、人工智能等計算機領域的高級應用奠定基礎。通過課程的學習，使學生學會用計算機處理數(shù)據(jù)的思維方法，具備精益求精的工匠精神，增強解決問題的編程實踐能力，為將來從事數(shù)據(jù)科學相關領域的工作打下堅實的基礎。Programming(Python)mainlytellsthebasicknowledgeandprogrammingofPythonlanguage.Thecoreliesintheacquisition,analysisandprocessingofdata.Itisaveryimportantprofessionalelectivecourse.Throughthestudyofthiscourse,studentscancontactandunderstandthebasicusagemethodsofdataacquisition,analysisandprocessing,andhavetheabilityofPythondataanalysis,designandvisualdevelopment,andhavestrongabilitytoanalyzeandsolveproblems,cultivatestudents'dataanalysisability,andlaythefoundationforadvancedapplicationsincomputerfieldssuchasmachinelearningandartificialintelligence.Throughthestudyofthecourse,studentscanlearnthethinkingmethodofprocessingdatawithcomputers,havingthecraftsmanspiritofkeepingimproving,andenhancetheirprogrammingpracticeabilitytosolveproblems,andlayasolidfoundationforfutureworkindatasciencerelatedfields.負責人大綱執(zhí)筆人審核人二、課程目標序號代號課程目標OBE畢業(yè)要求指標點任務自選1M1目標1：了解程序設計的相關知識和技術、掌握程序設計的基本流程。為畢業(yè)要求指標點1.3的達成提供支持。是1.32M2目標2：掌握主流的程序設計開發(fā)工具，具有快速熟悉運用新的開發(fā)工具的能力，為畢業(yè)要求指標點5.1的達成提供支持。是5.13M3目標3：培養(yǎng)學生分析問題和利用程序設計解決問題的能力，能夠針對具體的對象，開發(fā)或選用滿足特定需求的現(xiàn)代技術解決問題，為畢業(yè)設計要求指標點5.3的達成提供一定支持。是5.34M4目標4：能撰寫專業(yè)相關研究報告和設計文檔，具備在公眾場合開展報告陳述及交流、答辯的能力，為畢業(yè)設計要求指標點10.1的達成提供一定支持。是10.110.15M5目標5：充分認識終身學習的重要性，具有較強的自主學習和終身學習意識，，為畢業(yè)設計要求指標點12.1的達成提供一定支持。是12.16M6目標6：能保障課程正常秩序（政治層面、課堂保障層面，非學生能力層面）否三、課程內(nèi)容序號章節(jié)號標題課程內(nèi)容/重難點支撐課程目標課內(nèi)學時教學方式課外學時課外環(huán)節(jié)1第一章第一章python編程基礎掌握基本數(shù)據(jù)類型、常用運算符和表達式的使用，理解數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換、運算符的優(yōu)先級和結合性、數(shù)據(jù)的輸入、輸出，了解字符串的基本使用方法。M1,M2,M3////21.11.1基本數(shù)據(jù)類型掌握基本數(shù)據(jù)類型的概念，各種數(shù)據(jù)類型的數(shù)值（整型、浮點型）在內(nèi)存中的表示方式及取值范圍M1,M2,M30.5講授0.5自學31.21.2常量與變量了解Python語言中各種數(shù)據(jù)類型常量的書寫規(guī)則、變量的定義與命名規(guī)則、變量的存儲與復制，以及數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換規(guī)則M1,M2,M30.2講授0.2自學41.31.3運算符與表達式理解算術、賦值、關系、邏輯等運算符的操作含義和優(yōu)先級、結合性的概念，常用表達式的概念、書寫方式和計算規(guī)則M1,M2,M30.5講授0.5自學51.41.4數(shù)據(jù)的輸入和輸出掌握不同數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)的輸入輸出，map函數(shù)的使用M1,M2,M30.2講授0.2自學61.51.5字符串了解字符串的定義方法，索引的使用，切片的建立方法M1,M2,M31.2講授1.2自學71.61.6上機1完成Python數(shù)據(jù)輸入輸出相關練習M1,M2,M32上機2中學8第二章第二章典型數(shù)據(jù)結構本章重點難點：了解列表和元組的基本使用方法、了解字典的基本使用方法M1,M2,M3////92.12.1列表了解列表的定義方法，元素的增刪改操作，索引的使用，切片的建立方法。M1,M2,M31講授1自學102.22.2元組理解元組與列表的異同比較，元組的不可修改性，元組的隱性使用M1,M2,M31講授1自學112.32.3字典掌握字典的定義，元素的訪問，元素的增刪改操作M1,M2,M31講授1自學122.42.4上機2完成列表、元組和字典相關練習M1,M2,M32上機2自學13第三章第三章基本控制結構本章重點難點：掌握使用條件控制結構和循環(huán)控制結構設計累加、累乘、統(tǒng)計等算法的基本方法，理解嵌套的條件控制結構、嵌套的循環(huán)控制結構的流程控制過程，以及循環(huán)中斷語句的作用；函數(shù)的作用和基本使用方法M1,M2,M3////143.13.1條件控制結構掌握條件控制結構（單分支、二分支和多分支）的特點和執(zhí)行過程M1,M2,M31講授1自學153.23.2循環(huán)控制結構循環(huán)控制結構的特點和執(zhí)行過程，針對所選擇的程序設計語言講授for-in循環(huán)和do-while循環(huán)，通過實例闡述循環(huán)的應用方式、嵌套循環(huán)的應用和執(zhí)行過程。M1,M2,M31講授1自學163.33.3函數(shù)函數(shù)的定義，函數(shù)的調(diào)用，函數(shù)的返回值、函數(shù)的默認值M1,M2,M31講授1自學173.43.4上機3完成基本控制結構及函數(shù)相關練習M1,M2,M34上機4自學18第四章第四章數(shù)據(jù)處理本章重點難點：如何打開和保存文件，如何總和使用列表和字典，如何使用json文件。M1,M2,M3,M5////194.14.1文件的讀取和寫入如何打開文件，設置文件編碼，文件的讀取，簡單的數(shù)據(jù)清理M1,M2,M3,M50.5講授0.5自學204.24.2數(shù)據(jù)處理以身份證處理為例，講解字符串的截取和轉(zhuǎn)換，如何進行函數(shù)封裝，如何使用列表和字典M1,M2,M3,M51講授1自學214.34.3json文件的使用如何用json文件保存和讀取復合數(shù)據(jù)類型M1,M2,M3,M50.5講授0.5自學224.44.4字典的嵌套使用如何構造嵌套的字典結構M1,M2,M3,M50.5講授0.5自學234.54.5上機4完成數(shù)據(jù)處理相關練習M1,M2,M3,M54上機4自學24第五章第五章面向?qū)ο蟊菊轮攸c難點：掌握面向?qū)ο蟮幕靖拍睿炀氄莆疹惖亩x、繼承和多態(tài)M1,M2,M3////255.15.1類與對象的基本概念類、類的成員、類成員函數(shù)的作用和定義方法；類對象的創(chuàng)建（定義）；類對象數(shù)據(jù)成員的訪問，成員函數(shù)的調(diào)用。M1,M2,M31講授1自學265.25.2對象的初始化如何進行初始化、有參初始化、無參初始化、self的使用。M1,M2,M30.5講授0.5自學275.35.3向函數(shù)傳遞對象對象作為函數(shù)的參數(shù)。M1,M2,M30.5講授0.5自學285.45.4對象的賦值和復制對象的賦值和復制方法；拷貝構造函數(shù)的定義和使用范圍。M1,M2,M30.5講授0.5自學295.55.5模塊和包模塊的定義，絕對導入和相對導入，模塊重命名，__name__和__main__。M1,M2,M30.2講授0.2自學305.65.6類的組合組合類的構造函數(shù)、調(diào)用順序。M1,M2,M30.2講授0.2自學315.75.7派生類的概念派生、繼承的意義、概念與理解。擴充內(nèi)部類。M1,M2,M30.2講授0.2自學325.85.8派生類的構造函數(shù)派生類構造函數(shù)的定義、構造規(guī)則以及創(chuàng)建派生類對象時的調(diào)用順序。M1,M2,M30.2講授0.2自學335.95.9多態(tài)性，重寫和super多態(tài)性的概念和基本使用方法，同名覆蓋、訪問聲明。M1,M2,M30.2講授0.2自學345.105.10擴展內(nèi)置數(shù)據(jù)類型__repr__()和__str__()方法，__format__()方法，__hash__()方法，比較運算符，__new__()和__del__()方法，__add__()方法M1,M2,M30.2講授0.2自學355.115.11多重繼承多重繼承的概念和聲明；多重繼承派生類構造規(guī)則和調(diào)用順序。M1,M2,M30.2講授0.2自學365.125.12上機5完成面向?qū)ο笙嚓P練習M1,M2,M36上機6自學37第六章第六章Numpy基礎本章重點難點：ndarray的使用，矩陣運算M3,M4,M5////386.16.1科學數(shù)據(jù)的表示方法講解向量、矩陣的基本表示方法。M3,M4,M51講授1自學396.26.2矩陣運算矩陣的基本算術運算，以及篩選、連接等復雜操作。M3,M4,M51講授1自學406.36.3數(shù)據(jù)廣播如何進行不對等維度之間的算術操作。M3,M4,M50.5講授0.5自學41第七章第七章pandas入門本章重點難點：pandas基本功能，匯總與統(tǒng)計，處理數(shù)據(jù)缺失M3,M4,M5////427.17.1pandas的數(shù)據(jù)結構介紹了解pandas的基本數(shù)據(jù)結構M3,M4,M50.5講授0.5自學437.27.2基本功能了解pandas的基本功能M3,M4,M51.5講授1.5自學447.37.3匯總和計算描述統(tǒng)計理解pandas的匯總和計算M3,M4,M50.5講授0.5自學457.47.4處理缺失數(shù)據(jù)了解如何處理確實數(shù)據(jù)M3,M4,M50.5講授0.5自學467.57.5層次化索引了解層次化索引M3,M4,M50.5講授0.5自學477.67.6上機6完成numpy和pandas相關練習M3,M4,M52上機2自學48第八章第八章數(shù)據(jù)清理本章重點難點：如何合并數(shù)據(jù)集，如何處理數(shù)據(jù)軸，如何進行批量的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換M3,M4,M5////498.18.1合并數(shù)據(jù)集理解數(shù)據(jù)集合并M3,M4,M50.5講授0.5自學508.28.2重塑和軸向旋轉(zhuǎn)如何將多個數(shù)據(jù)集進行合并，形成綜合有效的多維度數(shù)據(jù)M3,M4,M50.5講授0.5自學518.38.3數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換如何清洗無效數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換等M3,M4,M50.5講授0.5自學528.48.4apply函數(shù)的使用了解apply函數(shù)的使用M3,M4,M50.5講授0.5自學53第九章第九章繪圖與可視化本章重點難點：如何用可視化方法輔助分析數(shù)據(jù)M3,M4,M5////549.19.1基本圖形的繪制線狀圖、柱狀圖、餅圖、散點圖等基本圖形的繪制和參數(shù)的設置M3,M4,M51講授1自學559.29.2詞云的繪制如何生成詞云，以及參數(shù)的設置M3,M4,M51講授1自學569.39.3如何繪制地圖如何將數(shù)據(jù)投影到地圖上，增強數(shù)據(jù)在地理空間上的對比度M3,M4,M51講授1自學579.49.4上機7完成繪圖與可視化相關練習M3,M4,M52上機2自學5810.410.4透視表和交叉表了解透視表和交叉表M3,M4,M50.5講授0.5自學5911.111.1網(wǎng)頁的基本結構了解網(wǎng)頁的基本結構和基本標簽，掌握基本的標簽屬性M3,M4,M51.5講授1.5自學60第十一章第十一章網(wǎng)絡爬蟲本章重點難點：了解網(wǎng)頁的基本結構，構建網(wǎng)絡爬蟲M3,M4,M5////61第十章第十章：數(shù)據(jù)聚合與分組運算本章重點難點：如何進行數(shù)據(jù)的分組與聚合，并形成復雜的透視表和交叉表M3,M4,M5////6211.311.3BeautifulSoup的使用如何用BeautifulSoup處理網(wǎng)頁M3,M4,M51講授1自學6310.310.3分組級運算和轉(zhuǎn)換了解分組級運算和轉(zhuǎn)換M3,M4,M50.5講授0.5自學6410.210.2數(shù)據(jù)聚合如何實現(xiàn)分組后的聚合M3,M4,M50.5講授0.5自學6510.110.1Groupby技術如何使用groupby進行數(shù)據(jù)分組M3,M4,M50.5講授0.5自學6611.211.2Selenium的基本使用方法如何用Selenium模擬瀏覽器，獲取動態(tài)網(wǎng)頁的源代碼M3,M4,M51講授1自學6711.411.4網(wǎng)頁的動作模擬如何為網(wǎng)頁元素進行賦值，模擬鼠標點擊等操作M3,M4,M50.5講授0.5自學6811.511.5上機8完成爬蟲相關練習M3,M4,M52上機2自學四、考核方式序號考核環(huán)節(jié)操作細節(jié)總評占比1平時作業(yè)1.安排100個作用在線自動評測編程題目。2.平時測驗主要考核學生對Python基礎知識掌握情況，最后根據(jù)自動評測編程題目成績進行標準化，給出平時作業(yè)成績，滿分100分，作為個人部分成績。30%2團隊項目1.由來自不同班級的2-3人組成一個團隊，根據(jù)所學知識共同完成一個人均代碼量不低于200行的項目，強調(diào)考核學生團隊協(xié)作以及項目開發(fā)能力，為畢業(yè)要求。2.項目驗收以公開答辯的形式進行，每個組的組長及任課教師作為評委。每個團隊需要通過PPT匯報、代碼演示或視頻展示形式講解自己項目的需求、設計以及最終成果，滿分100分，作為團隊部分成績。另外根據(jù)團隊中每人的貢獻度排序上下浮動5分。3.團隊項目是對學生學習情況的全面檢驗，通過融入思政主題的編程設計題目，強調(diào)考核學生對程序設計綜合能力的運用。通過對數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析和可視化展示等環(huán)節(jié)的考核，特別是具體的問題求解能力的考核，為畢業(yè)要求1、5、10和12達成度的評價提供支持。70%五、評分細