《程序設(shè)計(jì)Python》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱(chēng)程序設(shè)計(jì)（Python）Programming(Python)課程編碼CST220721030開(kāi)課院部計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院課程團(tuán)隊(duì)程序設(shè)計(jì)學(xué)分3.0課內(nèi)學(xué)時(shí)56講授32實(shí)驗(yàn)0上機(jī)24實(shí)踐0課外學(xué)時(shí)56適用專(zhuān)業(yè)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)授課語(yǔ)言中文先修課程程序設(shè)計(jì)（C/C++）課程簡(jiǎn)介（限選）程序設(shè)計(jì)(Python)主要講述Python語(yǔ)言的基本知識(shí)和程序設(shè)計(jì)，核心在于數(shù)據(jù)的獲取、分析與處理，是一門(mén)非常重要的專(zhuān)業(yè)選修課。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，讓學(xué)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(xué)生具有Python數(shù)據(jù)分析、設(shè)計(jì)和可視化開(kāi)發(fā)的能力，并具有較強(qiáng)的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)分析能力，為機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能等計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的高級(jí)應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。通過(guò)課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生學(xué)會(huì)用計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)的思維方法，具備精益求精的工匠精神，增強(qiáng)解決問(wèn)題的編程實(shí)踐能力，為將來(lái)從事數(shù)據(jù)科學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。Programming(Python)mainlytellsthebasicknowledgeandprogrammingofPythonlanguage.Thecoreliesintheacquisition,analysisandprocessingofdata.Itisaveryimportantprofessionalelectivecourse.Throughthestudyofthiscourse,studentscancontactandunderstandthebasicusagemethodsofdataacquisition,analysisandprocessing,andhavetheabilityofPythondataanalysis,designandvisualdevelopment,andhavestrongabilitytoanalyzeandsolveproblems,cultivatestudents'dataanalysisability,andlaythefoundationforadvancedapplicationsincomputerfieldssuchasmachinelearningandartificialintelligence.Throughthestudyofthecourse,studentscanlearnthethinkingmethodofprocessingdatawithcomputers,havingthecraftsmanspiritofkeepingimproving,andenhancetheirprogrammingpracticeabilitytosolveproblems,andlayasolidfoundationforfutureworkindatasciencerelatedfields.負(fù)責(zé)人大綱執(zhí)筆人審核人二、課程目標(biāo)序號(hào)代號(hào)課程目標(biāo)OBE畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)任務(wù)自選1M1目標(biāo)1：了解程序設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)和技術(shù)、掌握程序設(shè)計(jì)的基本流程。為畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1.3的達(dá)成提供支持。是1.32M2目標(biāo)2：掌握主流的程序設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)工具，具有快速熟悉運(yùn)用新的開(kāi)發(fā)工具的能力，為畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)5.1的達(dá)成提供支持。是5.13M3目標(biāo)3：培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和利用程序設(shè)計(jì)解決問(wèn)題的能力，能夠針對(duì)具體的對(duì)象，開(kāi)發(fā)或選用滿(mǎn)足特定需求的現(xiàn)代技術(shù)解決問(wèn)題，為畢業(yè)設(shè)計(jì)要求指標(biāo)點(diǎn)5.3的達(dá)成提供一定支持。是5.34M4目標(biāo)4：能撰寫(xiě)專(zhuān)業(yè)相關(guān)研究報(bào)告和設(shè)計(jì)文檔，具備在公眾場(chǎng)合開(kāi)展報(bào)告陳述及交流、答辯的能力，為畢業(yè)設(shè)計(jì)要求指標(biāo)點(diǎn)10.1的達(dá)成提供一定支持。是10.110.15M5目標(biāo)5：充分認(rèn)識(shí)終身學(xué)習(xí)的重要性，具有較強(qiáng)的自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)意識(shí)，，為畢業(yè)設(shè)計(jì)要求指標(biāo)點(diǎn)12.1的達(dá)成提供一定支持。是12.16M6目標(biāo)6：能保障課程正常秩序（政治層面、課堂保障層面，非學(xué)生能力層面）否三、課程內(nèi)容序號(hào)章節(jié)號(hào)標(biāo)題課程內(nèi)容/重難點(diǎn)支撐課程目標(biāo)課內(nèi)學(xué)時(shí)教學(xué)方式課外學(xué)時(shí)課外環(huán)節(jié)1第一章第一章python編程基礎(chǔ)掌握基本數(shù)據(jù)類(lèi)型、常用運(yùn)算符和表達(dá)式的使用，理解數(shù)據(jù)類(lèi)型的轉(zhuǎn)換、運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)和結(jié)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(lèi)型掌握基本數(shù)據(jù)類(lèi)型的概念，各種數(shù)據(jù)類(lèi)型的數(shù)值（整型、浮點(diǎn)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(xué)31.21.2常量與變量了解Python語(yǔ)言中各種數(shù)據(jù)類(lèi)型常量的書(shū)寫(xiě)規(guī)則、變量的定義與命名規(guī)則、變量的存儲(chǔ)與復(fù)制，以及數(shù)據(jù)類(lèi)型的轉(zhuǎn)換規(guī)則M1,M2,M30.2講授0.2自學(xué)41.31.3運(yùn)算符與表達(dá)式理解算術(shù)、賦值、關(guān)系、邏輯等運(yùn)算符的操作含義和優(yōu)先級(jí)、結(jié)合性的概念，常用表達(dá)式的概念、書(shū)寫(xiě)方式和計(jì)算規(guī)則M1,M2,M30.5講授0.5自學(xué)51.41.4數(shù)據(jù)的輸入和輸出掌握不同數(shù)據(jù)類(lèi)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(xué)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(xué)71.61.6上機(jī)1完成Python數(shù)據(jù)輸入輸出相關(guān)練習(xí)M1,M2,M32上機(jī)2中學(xué)8第二章第二章典型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)本章重點(diǎn)難點(diǎn)：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(xué)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(xué)112.32.3字典掌握字典的定義，元素的訪(fǎng)問(wèn)，元素的增刪改操作M1,M2,M31講授1自學(xué)122.42.4上機(jī)2完成列表、元組和字典相關(guān)練習(xí)M1,M2,M32上機(jī)2自學(xué)13第三章第三章基本控制結(jié)構(gòu)本章重點(diǎn)難點(diǎn)：掌握使用條件控制結(jié)構(gòu)和循環(huán)控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)累加、累乘、統(tǒng)計(jì)等算法的基本方法，理解嵌套的條件控制結(jié)構(gòu)、嵌套的循環(huán)控制結(jié)構(gòu)的流程控制過(guò)程，以及循環(huán)中斷語(yǔ)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(jié)構(gòu)掌握條件控制結(jié)構(gòu)（單分支、二分支和多分支）的特點(diǎn)和執(zhí)行過(guò)程M1,M2,M31講授1自學(xué)153.23.2循環(huán)控制結(jié)構(gòu)循環(huán)控制結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和執(zhí)行過(guò)程，針對(duì)所選擇的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言講授for-in循環(huán)和do-while循環(huán)，通過(guò)實(shí)例闡述循環(huán)的應(yīng)用方式、嵌套循環(huán)的應(yīng)用和執(zhí)行過(guò)程。M1,M2,M31講授1自學(xué)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(rèn)值M1,M2,M31講授1自學(xué)173.43.4上機(jī)3完成基本控制結(jié)構(gòu)及函數(shù)相關(guān)練習(xí)M1,M2,M34上機(jī)4自學(xué)18第四章第四章數(shù)據(jù)處理本章重點(diǎn)難點(diǎn)：如何打開(kāi)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(xiě)入如何打開(kāi)文件，設(shè)置文件編碼，文件的讀取，簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)清理M1,M2,M3,M50.5講授0.5自學(xué)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(jìn)行函數(shù)封裝，如何使用列表和字典M1,M2,M3,M51講授1自學(xué)214.34.3json文件的使用如何用json文件保存和讀取復(fù)合數(shù)據(jù)類(lèi)型M1,M2,M3,M50.5講授0.5自學(xué)224.44.4字典的嵌套使用如何構(gòu)造嵌套的字典結(jié)構(gòu)M1,M2,M3,M50.5講授0.5自學(xué)234.54.5上機(jī)4完成數(shù)據(jù)處理相關(guān)練習(xí)M1,M2,M3,M54上機(jī)4自學(xué)24第五章第五章面向?qū)ο蟊菊轮攸c(diǎn)難點(diǎn)：掌握面向?qū)ο蟮幕靖拍?，熟練掌握?lèi)的定義、繼承和多態(tài)M1,M2,M3////255.15.1類(lèi)與對(duì)象的基本概念類(lèi)、類(lèi)的成員、類(lèi)成員函數(shù)的作用和定義方法；類(lèi)對(duì)象的創(chuàng)建（定義）；類(lèi)對(duì)象數(shù)據(jù)成員的訪(fǎng)問(wèn)，成員函數(shù)的調(diào)用。M1,M2,M31講授1自學(xué)265.25.2對(duì)象的初始化如何進(jìn)行初始化、有參初始化、無(wú)參初始化、self的使用。M1,M2,M30.5講授0.5自學(xué)275.35.3向函數(shù)傳遞對(duì)象對(duì)象作為函數(shù)的參數(shù)。M1,M2,M30.5講授0.5自學(xué)285.45.4對(duì)象的賦值和復(fù)制對(duì)象的賦值和復(fù)制方法；拷貝構(gòu)造函數(shù)的定義和使用范圍。M1,M2,M30.5講授0.5自學(xué)295.55.5模塊和包模塊的定義，絕對(duì)導(dǎo)入和相對(duì)導(dǎo)入，模塊重命名，__name__和__main__。M1,M2,M30.2講授0.2自學(xué)305.65.6類(lèi)的組合組合類(lèi)的構(gòu)造函數(shù)、調(diào)用順序。M1,M2,M30.2講授0.2自學(xué)315.75.7派生類(lèi)的概念派生、繼承的意義、概念與理解。擴(kuò)充內(nèi)部類(lèi)。M1,M2,M30.2講授0.2自學(xué)325.85.8派生類(lèi)的構(gòu)造函數(shù)派生類(lèi)構(gòu)造函數(shù)的定義、構(gòu)造規(guī)則以及創(chuàng)建派生類(lèi)對(duì)象時(shí)的調(diào)用順序。M1,M2,M30.2講授0.2自學(xué)335.95.9多態(tài)性，重寫(xiě)和super多態(tài)性的概念和基本使用方法，同名覆蓋、訪(fǎng)問(wèn)聲明。M1,M2,M30.2講授0.2自學(xué)345.105.10擴(kuò)展內(nèi)置數(shù)據(jù)類(lèi)型__repr__()和__str__()方法，__format__()方法，__hash__()方法，比較運(yùn)算符，__new__()和__del__()方法，__add__()方法M1,M2,M30.2講授0.2自學(xué)355.115.11多重繼承多重繼承的概念和聲明；多重繼承派生類(lèi)構(gòu)造規(guī)則和調(diào)用順序。M1,M2,M30.2講授0.2自學(xué)365.125.12上機(jī)5完成面向?qū)ο笙嚓P(guān)練習(xí)M1,M2,M36上機(jī)6自學(xué)37第六章第六章Numpy基礎(chǔ)本章重點(diǎn)難點(diǎn)：ndarray的使用，矩陣運(yùn)算M3,M4,M5////386.16.1科學(xué)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(xué)396.26.2矩陣運(yùn)算矩陣的基本算術(shù)運(yùn)算，以及篩選、連接等復(fù)雜操作。M3,M4,M51講授1自學(xué)406.36.3數(shù)據(jù)廣播如何進(jìn)行不對(duì)等維度之間的算術(shù)操作。M3,M4,M50.5講授0.5自學(xué)41第七章第七章pandas入門(mén)本章重點(diǎn)難點(diǎn)：pandas基本功能，匯總與統(tǒng)計(jì)，處理數(shù)據(jù)缺失M3,M4,M5////427.17.1pandas的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)介紹了解pandas的基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)M3,M4,M50.5講授0.5自學(xué)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(xué)447.37.3匯總和計(jì)算描述統(tǒng)計(jì)理解pandas的匯總和計(jì)算M3,M4,M50.5講授0.5自學(xué)457.47.4處理缺失數(shù)據(jù)了解如何處理確實(shí)數(shù)據(jù)M3,M4,M50.5講授0.5自學(xué)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(xué)477.67.6上機(jī)6完成numpy和pandas相關(guān)練習(xí)M3,M4,M52上機(jī)2自學(xué)48第八章第八章數(shù)據(jù)清理本章重點(diǎn)難點(diǎn)：如何合并數(shù)據(jù)集，如何處理數(shù)據(jù)軸，如何進(jìn)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(xué)508.28.2重塑和軸向旋轉(zhuǎn)如何將多個(gè)數(shù)據(jù)集進(jìn)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(xué)518.38.3數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換如何清洗無(wú)效數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)類(lèi)型的轉(zhuǎn)換等M3,M4,M50.5講授0.5自學(xué)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(xué)53第九章第九章繪圖與可視化本章重點(diǎn)難點(diǎn)：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(xiàn)狀圖、柱狀圖、餅圖、散點(diǎn)圖等基本圖形的繪制和參數(shù)的設(shè)置M3,M4,M51講授1自學(xué)559.29.2詞云的繪制如何生成詞云，以及參數(shù)的設(shè)置M3,M4,M51講授1自學(xué)569.39.3如何繪制地圖如何將數(shù)據(jù)投影到地圖上，增強(qiáng)數(shù)據(jù)在地理空間上的對(duì)比度M3,M4,M51講授1自學(xué)579.49.4上機(jī)7完成繪圖與可視化相關(guān)練習(xí)M3,M4,M52上機(jī)2自學(xué)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(xué)5911.111.1網(wǎng)頁(yè)的基本結(jié)構(gòu)了解網(wǎng)頁(yè)的基本結(jié)構(gòu)和基本標(biāo)簽，掌握基本的標(biāo)簽屬性M3,M4,M51.5講授1.5自學(xué)60第十一章第十一章網(wǎng)絡(luò)爬蟲(chóng)本章重點(diǎn)難點(diǎn)：了解網(wǎng)頁(yè)的基本結(jié)構(gòu)，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)爬蟲(chóng)M3,M4,M5////61第十章第十章：數(shù)據(jù)聚合與分組運(yùn)算本章重點(diǎn)難點(diǎn)：如何進(jìn)行數(shù)據(jù)的分組與聚合，并形成復(fù)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(yè)M3,M4,M51講授1自學(xué)6310.310.3分組級(jí)運(yùn)算和轉(zhuǎn)換了解分組級(jí)運(yùn)算和轉(zhuǎn)換M3,M4,M50.5講授0.5自學(xué)6410.210.2數(shù)據(jù)聚合如何實(shí)現(xiàn)分組后的聚合M3,M4,M50.5講授0.5自學(xué)6510.110.1Groupby技術(shù)如何使用groupby進(jìn)行數(shù)據(jù)分組M3,M4,M50.5講授0.5自學(xué)6611.211.2Selenium的基本使用方法如何用Selenium模擬瀏覽器，獲取動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)的源代碼M3,M4,M51講授1自學(xué)6711.411.4網(wǎng)頁(yè)的動(dòng)作模擬如何為網(wǎng)頁(yè)元素進(jìn)行賦值，模擬鼠標(biāo)點(diǎn)擊等操作M3,M4,M50.5講授0.5自學(xué)6811.511.5上機(jī)8完成爬蟲(chóng)相關(guān)練習(xí)M3,M4,M52上機(jī)2自學(xué)四、考核方式序號(hào)考核環(huán)節(jié)操作細(xì)節(jié)總評(píng)占比1平時(shí)作業(yè)1.安排100個(gè)作用在線(xiàn)自動(dòng)評(píng)測(cè)編程題目。2.平時(shí)測(cè)驗(yàn)主要考核學(xué)生對(duì)Python基礎(chǔ)知識(shí)掌握情況，最后根據(jù)自動(dòng)評(píng)測(cè)編程題目成績(jī)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，給出平時(shí)作業(yè)成績(jī)，滿(mǎn)分100分，作為個(gè)人部分成績(jī)。30%2團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目1.由來(lái)自不同班級(jí)的2-3人組成一個(gè)團(tuán)隊(duì)，根據(jù)所學(xué)知識(shí)共同完成一個(gè)人均代碼量不低于200行的項(xiàng)目，強(qiáng)調(diào)考核學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作以及項(xiàng)目開(kāi)發(fā)能力，為畢業(yè)要求。2.項(xiàng)目驗(yàn)收以公開(kāi)答辯的形式進(jìn)行，每個(gè)組的組長(zhǎng)及任課教師作為評(píng)委。每個(gè)團(tuán)隊(duì)需要通過(guò)PPT匯報(bào)、代碼演示或視頻展示形式講解自己項(xiàng)目的需求、設(shè)計(jì)以及最終成果，滿(mǎn)分100分，作為團(tuán)隊(duì)部分成績(jī)。另外根據(jù)團(tuán)隊(duì)中每人的貢獻(xiàn)度排序上下浮動(dòng)5分。3.團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況的全面檢驗(yàn)，通過(guò)融入思政主題的編程設(shè)計(jì)題目，強(qiáng)調(diào)考核學(xué)生對(duì)程序設(shè)計(jì)綜合能力的運(yùn)用。通過(guò)對(duì)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(wèn)題求解能力的考核，為畢業(yè)要求1、5、10和12達(dá)成度的評(píng)價(jià)提供支持。70%五、評(píng)分細(xì)