《Python程序設計》教學大綱課程名稱：Python程序設計課程編號：2081英文名稱：PythonProgramming學時：48學時 學分：3學分開課學期：第1學期適用專業(yè)：數據科學與大數據技術專業(yè)課程類別：理論課課程性質：專業(yè)核心課先修課程：無一、課程的性質及任務《Python程序設計》課程是數據科學與大數據技術專業(yè)學生的專業(yè)核心課，通過本課程的學習，使學生能夠了解計算機的基礎知識；能夠了解python程序設計的基礎知識；能夠了解使用python語言進行軟件開發(fā)的基本思想和方法；具備通過編寫程序解決實際問題的能力，培養(yǎng)進一步進行大數據及人工智能方向的開發(fā)和解決實際的能力。依據河北工程大學數據科學與大數據技術專業(yè)培養(yǎng)計劃，本課程需要培養(yǎng)學生的能力是：具備解決python程序設計和軟件開發(fā)所需要的基礎共性知識（畢業(yè)要求指標1.1）。能夠運用計算機原理，針對一定的任務需求進行基礎的python程序設計（畢業(yè)要求指標3.2）。能夠熟悉python程序語言，并能夠利用該語言進行簡單的程序設計（畢業(yè)要求指標5.1）。具備使用python程序語言進行簡單工程問題仿真的能力（畢業(yè)要求指標5.3）。二、課程目標與要求2.1課程目標能夠理解Python的編程模式。熟練運用Python列表、元組、字典、集合等基本數據類型以及相關列表推導式、切片等特性來解決實際問題。熟練掌握Python分支結構、循環(huán)結構的設計與使用。能夠具備代碼優(yōu)化與安全編程意識。能夠進行基本的函數設計。

Python程序設計課程教學大綱PAGE10PAGE1042.2課程目標與畢業(yè)要求對應關系課程目標畢業(yè)要求二級指標畢業(yè)要求12345●●1.1能夠利用數學、自然科學、工程基礎知識進行大數據工程問題的表述1.具有扎實的數學與自然科學知識和工程基礎，系統(tǒng)地掌握數據科學與大數據技術領域的基本理論、基礎知識，并綜合運用所學知識解決復雜工程問題。●3.2能夠針對大數據特定的任務需求，完成大數據系統(tǒng)、模塊的設計與開發(fā)3.能夠設計出大數據應用領域的復雜工程問題的解決方案，具有數據采集、處理、分析、挖掘的能力，并能夠在設計環(huán)節(jié)中體現創(chuàng)新意識，考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等多維度協(xié)同發(fā)展因素?！?.1掌握基本的大數據開發(fā)環(huán)境的配置和應用，熟練掌握軟件開發(fā)語言(如Python、Java語言等)，并能夠運用集成開發(fā)環(huán)境進行復雜程序設計5.能夠針對大數據應用領域的復雜工程問題，開發(fā)、選擇與使用恰當的技術、資源、現代信息技術工具，包括對大數據應用領域的復雜工程問題的預測與仿真，并能夠理解其局限性。●5.3具備使用大數據平臺以及軟件對復雜工程問題進行仿真的能力，理解其使用要求、運用范圍和局限性2.3課程目標與培養(yǎng)環(huán)節(jié)對應矩陣序號課程目標理論教學上機操作課后作業(yè)1能夠理解Python的編程模式。H2熟練運用Python列表、元組、字典、集合等基本數據類型以及相關列表推導式、切片等特性來解決實際問題。HL3熟練掌握Python分支結構、循環(huán)結構的設計與使用。HML4能夠具備代碼優(yōu)化與安全編程意識。HL5能夠進行基本的函數設計。HM注：H表示該能力的在此環(huán)節(jié)重點培養(yǎng)；M表示該能力在此環(huán)節(jié)有應用要求；L表示該能力在此環(huán)節(jié)有所涉及。數據采集與清洗課程教學大綱PAGE2PAGE1232.4目標達成度的評價課程目標1、2、4主要通過理論教學環(huán)節(jié)進行培養(yǎng)，在課后作業(yè)中有所涉及。主要通過課堂測試、課后作業(yè)和期末考試中概念性進行考核。目標達成綜合以上內容進行評價。課程目標3主要通過理論教學環(huán)節(jié)、課后作業(yè)進行培養(yǎng)，在上機部分中有應用要求。主要通過課堂測試，課后作業(yè)和期末考試中分支結構、循環(huán)結構等編程類題目進行考核，在上機操作中體現為能進行相關的編程。目標達成綜合以上內容進行評價。課程目標5主要通過理論教學環(huán)節(jié)和上機操作進行培養(yǎng)，在課后作業(yè)和上機部分中有應用要求。主要通過課堂測試、課后作業(yè)中函數設計編程類題目進行考核，在上機課中能夠完成指定問題的程序設計。目標達成綜合以上內容進行評價。三、教學方法及手段理論教學以課堂講授為主，面向基礎知識的準確、扎實掌握，突出對概念的講解、對程序設計方法的基礎知識和編程知識的講授；理論教學強調將掌握python程序設計的基礎知識和編程技術，面向知識的實際應用；理論教學與課內相結合，進行程序設計的應用與訓練。課程強調學生的自主學習，強調通過自學的方式消化、吸收課程的龐大知識量，并在此基礎上舉一反三，通過上機操作進行練習掌握。四、課程的基本內容與教學要求第1章程序設計簡介[教學目的與要求]：簡單了解計算機的發(fā)展和程序設計語言的基本情況，了解python的版本和一些編碼規(guī)范，掌握Anaconda3的安裝和安裝擴展庫的方法，了解標準庫與擴展庫中對象的導入與使用。[本章主要內容]：1.1計算機簡介1.2python版本簡介1.3python編程規(guī)范與代碼優(yōu)化建議（支撐課程目標4）1.4Anaconda3的安裝及安裝擴展庫的方法1.5標準庫與擴展庫中對象的導入與使用（支撐課程目標1）1.6課程的性質、內容與學習方法[本章重點]：了解python的版本選擇，掌握python的安裝。理解python的編程規(guī)范。掌握安裝擴展庫、對象導入。[本章難點]：理解python的編程規(guī)范與代碼優(yōu)化。第2章運算符、表達式與內置對象[教學目的與要求]：了解常用的幾種內置對象，了解和掌握運算符和表達式及它們的用法，了解python的關鍵字。[本章主要內容]：2.1python常用內置對象（支撐課程目標2）2.2python運算符與表達式（支撐課程目標2）2.3python關鍵字2.4常用內置函數（支撐課程目標1、2）[本章重點]：常量與變量、字符串。算數運算符、關系運算符、位運算符。類型轉換?；据斎胼敵觥Ｅ判?、逆序。map、reduce、range對象。[本章難點]：位運算符的規(guī)則與使用。內置對象的使用規(guī)則。range對象的理解。第3章序列結構[教學目的與要求]：理解和掌握幾種常用序列結構的常用用法，理解列表推導式和元組的生成器推導式，并可以進行設計。[本章主要內容]：3.1列表（支撐課程目標1、2）3.2元組（支撐課程目標1、2）3.3字典（支撐課程目標2）3.4集合（支撐課程目標2）3.5序列解包（支撐課程目標1、2、4）[本章重點]：列表的操作。元組的操作。字典、集合的基本操作。序列解包的形式與用法。[本章難點]：列表推導式語法。列表的切片操作。元組生成器推導式。序列解包的語法。第4章程序控制結構[教學目的與要求]：了解關系運算符的用法，理解和掌握幾種選擇結構，了解幾種循環(huán)結構的語法，可以使用循環(huán)結構進行簡單的編程操作。[本章主要內容]：4.1條件表達式（支撐課程目標1、3）4.2選擇結構（支撐課程目標1、3）4.3循環(huán)結構（支撐課程目標1、3、4）[本章重點]：條件表達式的語法。and、or的用法。單分支選擇結構。for循環(huán)的語法結構。while循環(huán)的語法結構。break語句。continue語句。[本章難點]：循環(huán)結構的語法和使用。分支選擇結構的語法和使用。break與continue語句的區(qū)別。第5章函數[教學目的與要求]：掌握常用信號運算電路的原理和電路結構，了解運算電路誤差的處理方法。[本章主要內容]：5.1函數的定義（支撐課程目標5）5.2函數參數（支撐課程目標1、4、5）5.3lamada表達式（支撐課程目標1、4、5）[本章重點]：函數的語法形式。Lambda表達式的使用。[本章難點]：函數的使用。Lambda表達式的使用。五、上機部分5.1本課程上機部分的地位和作用上機課是鞏固和擴展計算機語言課程理論知識的必要環(huán)節(jié)。Python程序設計是一門實踐性很強的課程，其主要任務是使學生獲得Python程序設計語言的基本概念、基本語法規(guī)則和基本操作技能，強調計算思維的培養(yǎng)，同時兼顧計算機實際編程能力的提升，為學生進一步學習和應用計算機和大數據打下堅實的基礎。Python上機部分是該課程教學的重要組成部分，是理論教學的深化和補充，具有很強的實踐性，其目的是使學生將課堂所學理論知識與實際操作相結合，全面培養(yǎng)學生的計算機編程應用能力，培養(yǎng)學生的問題分析與利用計算語言求解的能力。5.2教學基本要求通過講解和課堂實踐，使學生運用所學的基礎編程語法規(guī)則，能夠正確使用編程軟件進行操作，理解代碼的運行結果。熟悉基本的語法操作，學會對程序代碼中出現的語法錯誤和運行錯誤進行bug查找和修改。結合實際應用，提供自己獨立分析和解決問題的能力。5.3上機部分內容及要求大綱基本內容包括兩個上機項目，在16個學時內完成。上機一基本操作上機基本操作主要為練習前兩章的內容。主要由學生練習操作前兩章中出現的示例，對部分示例，要求學生通過實際上機操作，理解其過程，能夠分析其結果。上機內容要求如下：基本輸入輸出操作。要求能夠掌握基本的輸入輸出語法。通過練習加深對幾種內置對象的理解。要求能夠區(qū)分和設計幾種內置對象，掌握對內置對象的命名。掌握幾種運算符。要求能夠理解算術運算符、位運算符和邏輯運算符的計算過程，能夠分析計算結果。上機二程序設計程序設計部分主要由學生通過對一些問題進行設計和編程，對結果進行驗證，通過實際的上機訓練，能夠運用編程知識，掌握基本的程序設計，主要包括運算符使用、條件表達式和循環(huán)結構、函數的設計。上機內容要求如下：編寫程序，對數字進行操作，如逆序操作、各種進制的轉換操作。編寫程序，進行求和操作。編寫程序，利用條件表達式進行判斷。設計編寫滿足一定要求的函數。5.4教學文件及教學形式教學文件：《python程序設計基礎》（第3版），董付國，清華大學出版社，2023。教學形式主要包括：課堂講解、課堂指導與上機操作、編寫程序。5.5上機項目及學時分配序號上機項目上機學時上機類型上機類別上機性質1基本操作4實踐專業(yè)必修2程序設計12實踐專業(yè)必修5.6本課程上機用到的設備和工具計算機，Anaconda3開發(fā)環(huán)境，jupyternotebook。六、課程學時分配教學課次教學內容教學環(huán)節(jié)與計劃時數教學環(huán)節(jié)計劃時數1程序設計簡介理論課62運算符、表達式與內置對象理論課83序列結構理論課8４程序控制結構理論課65函數理論課46*基本操作上機課47*程序設計上機課12注：上機課由教師負責協(xié)調安排時間，原則上安排在課堂教學結束后、考試之前一周以上完成。本課程根據課程特點，跟課堂教學穿插進行。七、課程考核與成績評定7.1考核方式考核環(huán)節(jié)包括課程學習過程考核和期末考試，其中課程過程考核占總成績的30%，分別由課堂表現、課后作業(yè)、上機情況進行評定；期末考試成績占總成績的70%。各環(huán)節(jié)的比重如下。考核環(huán)節(jié)比重合計過程考核（平時成績）課堂表現8%30%作業(yè)12%上機10%期末成績期末測試70%70%總計100%100%7.2考核內容及要求本課程為考試課?？己藘热菁胺种捣峙淙缦??？己朔绞娇己藘热莘种嫡n程目標總分值期末考試70%基礎知識4～8目標1100分運算符、表達式與內置對象10～20目標2、4列表10～25目標2、4條件表達式10～20目標3循環(huán)結構5～20目標3、4函數5～15目標5過程考核30%課堂表現課堂測試、出勤情況8目標1、2、3、4、58分課后作業(yè)作業(yè)完成情況12目標2、3、512分上機上機出勤、上機表現及上機作業(yè)10目標1、2、3、4、510分7.3成績評定1.課堂表現課堂表現總分8分，由課堂測試與課堂出勤情況評定。其中，課堂測試滿分5分，以客觀題（填空、選擇、判斷）為主，每學期隨堂測試5~10次，每次測試1~2道題目；課堂出勤滿分3分。2.課后作業(yè)課后作業(yè)總分12分，由作業(yè)完成情況評定。每學期布置作業(yè)4次，每次作業(yè)占3分，評分標準如下；評分標準分值標準描述課后作業(yè)3能夠按時認真完成作業(yè)、作業(yè)態(tài)度認真、書寫清楚、分析計算正確2能夠按時完成作業(yè)、作業(yè)態(tài)度較好、書寫較清楚、分析計算基本正確1能夠按時完成作業(yè)、作業(yè)態(tài)度一般、書寫不清楚、分析計算錯誤較多0不交作業(yè)或作業(yè)態(tài)度不認真、抄襲他人作業(yè)3.上機成績上機成績占所學課程的10%，即10分。根據學生的上機表現及上機編程作業(yè)，進行綜合評定。具體評分標準如下表所示。評分標準分值標準描述上機表現（5）5無遲到、早退現象，態(tài)度端正，認真進行上機操作。4有遲到、早退現象或上機操作不夠認真。3有遲到、早退現象且上機操作不認真。1有遲到、早退現象，上機操作不動手，渾水摸魚。0曠課上機作業(yè)（5）5編程作業(yè)書寫規(guī)范，能夠正確運行，書寫認真。4部分語句冗余，但能運行處結果，書寫較認真。3部分語句錯誤，運行不出正確結果，書寫不夠認真。2運行不出結果，書寫不認真，明顯錯誤。0沒有提交上機作業(yè)。4.期末考試采用閉卷考試形式進行，期末成績?yōu)榘俜种?，計入總成績時乘以70%，由教務處安排考試流程，考試內容須覆蓋支撐全部畢業(yè)要求指標的授課內容，考試完成后在綜合教務系統(tǒng)中按照設定的占比系數錄入成績。八、課程評價與持續(xù)改進8.1課程評價課程評價周期定為每1年評價一次。設置達成情況目標值，采用成績分析法進行評價。課程達成評價根據數據科學與大數據技術專業(yè)課程達成評價方法進行計算，評價結果用于持續(xù)改進。大數據科學系負責人組織教師實施課程評價，制定持續(xù)改進措施，監(jiān)督持續(xù)改進過程。課程負責人負責撰寫課程考核總結報告，實施課程評價持續(xù)改進。8.2持續(xù)改進1）日常教學：根據學生學習情況，教師采取座談會、與學生單獨交流，及時調整教學方法、進度，做出教學