《Python科學計算與數(shù)據(jù)處理》課程教學大綱（本科）

《Python科學計算與數(shù)據(jù)處理》課程教學大綱注：課程類別是指公共基礎課/學科基礎課/專業(yè)課；課程性質(zhì)是指必修/限選/任選。課程英文名PythonforScientificComputingandDataProcessing課程代碼01M0017學分2總學時32理論學時26實驗/實踐學/,6時課程類別學科基礎課課程性質(zhì)選修先修課程《C語言》、《計算機基礎》、《高等數(shù)學》適用專業(yè)自動化開課學院機電工程學院執(zhí)筆人審定人制定時間2020年11月一、課程地位與課程目標（-）課程地位Python是自動化專業(yè)學生進行大數(shù)據(jù)分析、智能化自動控制應用所需要掌握基礎性語言和分析工具，是面向未來的學生掌握大數(shù)據(jù)科學計算和大數(shù)據(jù)分析技術的學習基礎。本課程在教學內(nèi)容方面著重以Python語言基本語法、Python語言科學計算和數(shù)據(jù)分析工具包應用為主。通過基礎知識簡介和編程示范，以及多個Python語言編程訓練實驗項目，培養(yǎng)學生一定的Python語言基礎編程能力、科學計算和數(shù)據(jù)分析理解和應用實踐能力。（二）課程目標（1）熟練掌握Python基本語言、編程知識和主流開發(fā)環(huán)境，了解Python在科學計算、人工智能、大數(shù)據(jù)和互聯(lián)網(wǎng)中的應用。（2）熟練掌握Python的主要第三方庫的基本使用知識和主要應用，包括Numpy和Pandas等的應用和實驗編程調(diào)試，能夠應用Python語言求解模型或者完成實驗，并對解決方法進行評價。（3）熟悉Python編程開發(fā)及其在科學計算和數(shù)據(jù)處理常見的技術資料獲取方法和信息檢索方法,培養(yǎng)在計算機編程開發(fā)方面獨立自主學習的能力，培養(yǎng)學生團結友愛、互幫互助、不怕困難和堅韌不拔的精神。二、課程目標達成的途徑與方法《Python科學計算與數(shù)據(jù)處理》課程教學以課堂教學為主，結合自主學習和課內(nèi)學生實驗實踐等，熟練掌握Python基本語言、編程知識和主流開發(fā)IDE軟件Anaconda,了解Python在科學計算、人工智能、大數(shù)據(jù)和互聯(lián)網(wǎng)中的應用，培養(yǎng)學生對于Python第三方庫的安裝使用方法和自學能力。（1）課堂教學主要講述Python編程的基本語法，包括變量、字符串、條件分支、循環(huán)、數(shù)據(jù)類型、函數(shù)定義和調(diào)用，并介紹科學計算和數(shù)據(jù)處理的主要第三方庫Numpy、Pandas等的基礎知識，并將編程示范直接融入理論教學中，使學生能夠更加容易理解Python編程的理論知識，提高學習Python編程的興趣，熟悉Anconda開發(fā)環(huán)境的使用方法，形成良好的Python編程思維方式和學習方法。在課堂教學中，充分引入互動環(huán)節(jié)和編程環(huán)節(jié)，提高教學效果。（2）針對某些后期提高或需要擴展的Python編程知識點，列出后續(xù)學習內(nèi)容作為學生自主學習環(huán)節(jié)，訓練、形成良好的自動化編程知識學習方法，培養(yǎng)學生自主學習意識和分析問題、解決問題能力。三、課程目標與相關畢業(yè)要求的對應關系注：1.支撐強度分別填寫H、M或L（其中H表示支撐程度高、M為中等、L為低）；課程目標課程目標對畢業(yè)要求的支撐程度（H、M、L）畢業(yè)要求1-2畢業(yè)要求2-4畢業(yè)要求5-2課程目標1M課程目標2L課程目標3L2.畢業(yè)要求須根據(jù)課程所在專業(yè)培養(yǎng)方案進行描述。四、課程主要內(nèi)容與基本要求第一章Python概述了解Python語言的發(fā)展歷史、特點、應用方向、程序開發(fā)環(huán)境。第二章Python基本知識熟練掌握Python編程的變量、字符串、條件分支、循環(huán)，以及Python語言的數(shù)據(jù)類型、整型、浮點型、布爾類型、類型轉(zhuǎn)換、獲得關于類型的信息、常用操作符，熟練掌握算術操作符、優(yōu)先級問題、比較操作符、邏輯操作符和分支循環(huán)，第三章Python重要數(shù)據(jù)類型掌握Python列表、元組和字符串、字典和集合的概念和編程方法第四章Python編程技巧熟練掌握Python語言的函數(shù)定義和調(diào)用，函數(shù)參數(shù)傳遞方法，以及Python語言的局部變量、全局變量、內(nèi)嵌函數(shù)、函數(shù)式編程、lambda表達式第五章Numpy模塊簡介掌握Numpy的安裝方法、應用特點和常用庫函數(shù)第六章Pandas模塊簡介掌握Pandas的安裝方法、應用特點和常用庫函數(shù)五、課程學時安排章節(jié)號教學內(nèi)容學時數(shù)學生任務對應課程目標第1章.概述Python語言的發(fā)展歷史特點和應用方向程序開發(fā)環(huán)境。2了解Python語言的基本知識.完成1-1作業(yè)；.課前或課后自學Spyder>Pycharm等開發(fā)環(huán)境；課程目標1

備注：根據(jù)學生學情適當安排教學進度，并安排部分教學內(nèi)容為自學內(nèi)容，通過階段測試來對學生自學情況進行考核。第2章Python基本知識Python語言變量、字符串、條件分支、循環(huán)，Python語言的整型、浮點型、布爾類型、類型轉(zhuǎn)換常用操作符6掌握Python編程的基本語法、變量概念、程序結構控制，掌握Python數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換方法1,完成2-1作業(yè)；2.課后自學字符串處理內(nèi)置函數(shù)的內(nèi)容；課程目標1第3章3Python重要數(shù)據(jù)類型Python列表元組字符串字典集合6掌握Python特殊數(shù)據(jù)結構包括列表、元組、字符串、字典和結合的定義、特點、使用、常用庫函數(shù)。L完成3-1作業(yè)；2.課后自學爬蟲技術基礎的內(nèi)容。課程目標1課程目標3第4章4Python編程進階Python語言的函數(shù)定義和調(diào)用函數(shù)參數(shù)傳遞方法Python語言的局部變量、全局變量內(nèi)嵌函數(shù)lambda表達式4理解Python函數(shù)定義特點、實現(xiàn)方式、調(diào)用方式，掌握Python變量作用范圍的概念。L完成4-1作業(yè)；2.課后自學Python結構化編程的內(nèi)容。課程目標1第5章5Numpy模塊Numpy簡介安裝方法、應用特點Numpy常用庫函數(shù)4理解Python的第三方庫的作用，掌握Numpy模塊的在科學計算中的應用、特點、常用函數(shù)。.完成5-1,5-2作業(yè)；.課后自學Numpy和圖像處理關系的內(nèi)容。課程目標2課程目標3第6章6Pandas模塊Pandas簡介安裝方法、應用特點Pandas常用庫函數(shù)4掌握Pandas模塊的應用范圍、特點、常用函數(shù)，了解Pandas在大數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)分析工作中的和應用L完成6-1作業(yè)。課程目標2六、實踐環(huán)節(jié)及基本要求

序號實驗項目名稱學時基本要求學生任務實驗性質(zhì)實驗類別1Python基本語法2掌握基本語法中的縮進、注釋、輸入函數(shù)和輸出函數(shù)以及賦值語句的使用方法，理解對象的引用熟悉python的IDLE程序開發(fā)環(huán)境、Spyder的應用,建握python編程縮進、注釋、輸入函數(shù)和輸出函新以及琳信語驗證必做2Python基本數(shù)據(jù)類型2掌握基本數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)的表示、運算以及相關函數(shù)和方法的使用熟悉整型、浮點型、字符串、列表等各種數(shù)據(jù)類型，以及相關函數(shù)的調(diào)用驗證必做3Python函數(shù)與模塊2掌握函數(shù)的定義和調(diào)用方法掌握普通函數(shù)的定義和使用方法，函數(shù)的參數(shù)的定義和類別，遞歸函數(shù)的定義和使用驗證必做七、考核方式及成績評定表1考核方式及成績評定表考核內(nèi)容考核方式評定標準（依據(jù)）占總成績比例過程考核平時成績作業(yè)、課堂表現(xiàn)、到課率等20%實驗成績實驗參加情況、實驗程序質(zhì)量、實驗報告撰寫質(zhì)量30%期末考核閉卷試卷參考答案和評分標準50%考核類別考試成績登記方式百分制表2課程目標考核環(huán)節(jié)和達成標準課程目標教學環(huán)節(jié)考核環(huán)節(jié)合格標準課程目標1講授、實驗平時成績A0.6實驗成績B考試成績C目標達成度=0.2x——F0.2x——p0.6x—4oB°Co課程目標2講授、實驗平時成績A0.6實驗成績B考試成績CABC目標達成度=O.lx——F0.3x——F0