Python編程基礎(chǔ)（項(xiàng)目式微課版）教案28

XXXXXXXX學(xué)院教案2024年/2025年第1學(xué)期專業(yè)大類電子與信息大類課程名稱Python程序設(shè)計(jì)課程類別專業(yè)核心課教學(xué)模式（課堂教學(xué)/混合式教學(xué)）混合式教學(xué)任課班級24物聯(lián)網(wǎng)3-1/3-2/3-3班任課教師王健所屬院部信息與通信學(xué)院2024年9月1日教學(xué)單元8.1.1NumPy簡介8.1.2NumPy基本操作周次14-2時數(shù)2授課班級24物聯(lián)網(wǎng)3-1/3-2/3-3班教學(xué)目的及要求：素質(zhì)目標(biāo)(1)培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的邏輯思維能力；(2)培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。知識目標(biāo)(1)理解NumPy的安裝、特點(diǎn)、計(jì)算速度和NumPy數(shù)組；(2)掌握Numpy的基本操作。能力目標(biāo)(1)能夠正確使用NumPy數(shù)組的相關(guān)函數(shù)；(2)能夠正確創(chuàng)建NumPy數(shù)組；(3)能夠正確操作數(shù)組的索引和切片；(4)能夠正確重塑數(shù)組；(5)能夠?qū)?shù)組進(jìn)行增刪改查；(6)能夠自定義dtype。教學(xué)要求需要授課教師完成以下任務(wù)：(1)了解學(xué)生前次課程掌握情況、課后作業(yè)完成情況；(2)將授課視頻和PPT上傳至智慧職教平臺；(3)設(shè)計(jì)好授課環(huán)節(jié)，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。教學(xué)重點(diǎn)：(1)NumPy的基本操作。教學(xué)難點(diǎn)：(1)NumPy的基本操作。實(shí)驗(yàn)儀器及教具：智慧職教、騰訊會議、授課視頻和PPT（已上傳智慧職教平臺）、多媒體教學(xué)系統(tǒng)、Python+PyCharm+Anaconda+JupyterNotebook教學(xué)過程備注一、課前1.教師提前在智慧職教平臺上傳資源，發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)清單。學(xué)生根據(jù)任務(wù)清單，觀看教學(xué)資源，在平臺上完成預(yù)習(xí)作業(yè)和測試，發(fā)表相關(guān)觀點(diǎn)、參與討論。教師查看學(xué)生自學(xué)情況。2.課前十分鐘，教師通過智慧職教、騰訊會議(線上教學(xué))、多媒體設(shè)備(線下教學(xué))播放物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的高新技術(shù)視頻，展現(xiàn)大國實(shí)力，增強(qiáng)民族自信，激發(fā)學(xué)生對本專業(yè)的熱愛，增強(qiáng)學(xué)習(xí)主動性。二、課中1、課堂點(diǎn)名、復(fù)習(xí)和點(diǎn)評（10分鐘）(1)教師通過智慧職教的【簽到】功能進(jìn)行點(diǎn)名。(2分鐘)(2)教師通過智慧職教的【搖一搖】功能抽取學(xué)生回答問題，復(fù)習(xí)上次課的內(nèi)容（4分鐘）。(3)教師點(diǎn)評學(xué)生作業(yè)問題(4分鐘)。2.教學(xué)導(dǎo)入（5分鐘）教師介紹本節(jié)課程的主要教學(xué)內(nèi)容：NumPy簡介、NumPy基本操作。3.主要內(nèi)容（65分鐘）(1)NumPy簡介結(jié)合啟發(fā)引導(dǎo)法，教師講解Numpy的安裝、特點(diǎn)、計(jì)算速度和Numpy數(shù)組。教師示范編程對比NumPy和Python的計(jì)算速度，學(xué)生跟練。教師示范編程展示NumPy數(shù)組的相關(guān)函數(shù)，學(xué)生跟練，教師巡回指導(dǎo)，協(xié)助排錯。在跟練和排錯的過程中，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的邏輯思維能力和發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。(15分鐘)(2)NumPy基本操作結(jié)合啟發(fā)引導(dǎo)法，教師講解NumPy創(chuàng)建數(shù)組的方式，包括：最基本的創(chuàng)建方式array()、使用快捷方式創(chuàng)建常用數(shù)組、通過數(shù)值范圍創(chuàng)建數(shù)組、生成隨機(jī)數(shù)組。對每種方式，教師示范編程，學(xué)生跟練，教師巡回指導(dǎo)，協(xié)助排錯。教師講解一維數(shù)組的索引和切片、二維數(shù)組的索引和切片、三維數(shù)組的索引和切片。對每種方式，教師示范編程，學(xué)生跟練，教師巡回指導(dǎo)，協(xié)助排錯。教師講解數(shù)組重塑的概念和案例。教師示范編程，學(xué)生跟練，教師巡回指導(dǎo)，協(xié)助排錯。教師講解數(shù)組的增刪改查，例如使用hstack()和vstack()增加數(shù)據(jù)；使用delete()刪除數(shù)據(jù)；使用索引修改數(shù)據(jù)；使用索引、切片或where()查找數(shù)據(jù)。對每種方式，教師示范編程，學(xué)生跟練，教師巡回指導(dǎo)，協(xié)助排錯。結(jié)合啟發(fā)引導(dǎo)法，教師講解dtype對象的信息，例如數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)大小、數(shù)據(jù)順序、結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)類型、子數(shù)組等。接著講解NumPy自定義dtype的案例。教師示范編程，學(xué)生跟練，教師巡回指導(dǎo)，協(xié)助排錯。在跟練和排錯過程中，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的邏輯思維能力和發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。(45分鐘)(3)教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)本次課堂內(nèi)容。（5分鐘）課后作業(yè)：1.請描述NumPy的特點(diǎn)，并說明為什么NumPy數(shù)組的計(jì)算速度比Python列表的計(jì)算速度快。（以下內(nèi)容為選填，供線上課程及線上線下混合式課程填報）教學(xué)資源列表與訪問路徑備注教學(xué)資源列表：模塊8Python科學(xué)計(jì)算庫(選學(xué)內(nèi)容)8.1.1NumPy簡介8.1.2NumPy基本操作訪問路徑：/teacher/spoc_courseDesign?courseId=2875912C-3F52-45C2-8280-B27D183CC10E&id=3B2DF89A-2D4B-4FF5-A8AD-20BA113A967C在線教學(xué)過程（學(xué)生自主學(xué)習(xí)指引）提前設(shè)置今日課堂教學(xué)內(nèi)容，課前引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入智慧職教平臺，預(yù)習(xí)本節(jié)課程的教學(xué)資源，完成課前測試和作業(yè)。課中組織學(xué)生在智慧職教平臺進(jìn)行簽到、討論、測試、投票等，在線教學(xué)過程中通過智慧職教和騰訊會議進(jìn)行直播授課、討論答疑等。課后在智慧職