《Python語言與實(shí)訓(xùn)》課程教學(xué)大綱

《Python語言與實(shí)訓(xùn)》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱Python語言與實(shí)訓(xùn)PythonLanguageAndTraining課程編碼SCC320111030開課院部理學(xué)院課程團(tuán)隊(duì)數(shù)據(jù)科學(xué)團(tuán)隊(duì)學(xué)分3.0課內(nèi)學(xué)時3周講授0實(shí)驗(yàn)0上機(jī)0實(shí)踐3周課外學(xué)時0適用專業(yè)數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)授課語言中文先修課程程序設(shè)計(jì)（C）、程序設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)課程簡介（必修）Python語言具有簡潔性、易讀性以及可擴(kuò)展性等優(yōu)點(diǎn)，因此越來越多的人選擇它來進(jìn)行科學(xué)計(jì)算、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、制作圖表、大數(shù)據(jù)分分析等工作。目前，Python更是從事數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)的科研和技術(shù)人員必須掌握一門工具?！禤ython基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)》是數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)必修課。通過前期課程的學(xué)習(xí)，該專業(yè)學(xué)生掌握了程序設(shè)計(jì)、微積分、矩陣論等方面的基礎(chǔ)理論，具備了相應(yīng)的專業(yè)技能。設(shè)置本次實(shí)訓(xùn)，目的是培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用Python語言編程處理數(shù)據(jù)、科學(xué)運(yùn)算、解決問題的能力。本次實(shí)訓(xùn)內(nèi)容主要涉及Python程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識、Python數(shù)據(jù)處理、Python科學(xué)計(jì)算、Python數(shù)據(jù)可視化、PythonGUI編程及Python網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)爬取等，通過本次實(shí)訓(xùn)，學(xué)生應(yīng)具備良好的Python編程基礎(chǔ)及基本的數(shù)據(jù)處理、科學(xué)計(jì)算及數(shù)據(jù)可視化等能力。Pythonhastheadvantagesofsimplicity,readability,andscalability.Therefore,moreandmorepeoplechooseitforscientificcomputing,processingexperimentaldata,makingcharts,andanalyzingbigdata.Atpresent,Pythonisatoolthatmustbemasteredbyscientificresearchandtechnicalpersonnelengagedindatascienceandbigdatatechnology.Pythonbasictrainingisarequiredcoursefordatascienceandbigdatatechnologymajors.Throughthestudyofthepreviouscourses,thestudentsofthismajorhavemasteredthebasictheoriesofprogramming,calculus,matrixtheoryandotheraspects,andhaveacquiredcorrespondingprofessionalskills.Thepurposeofsettingupthistrainingistocultivatestudents'abilitytousePythonlanguageprogrammingtoprocessdata,scientificoperationsandsolveproblems.ThistrainingmainlyinvolvesthebasicknowledgeofPythonprogramming,Pythondataprocessing,PythonScientificComputing,Pythondatavisualization,PythonGUIprogrammingandPythonnetworkdatacrawling.Throughthistraining,studentsshouldhaveagoodPythonProgrammingFoundationandbasicdataprocessing,scientificcomputinganddatavisualizationcapabilities.負(fù)責(zé)人大綱執(zhí)筆人審核人二、課程目標(biāo)序號代號課程目標(biāo)OBE畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)任務(wù)自選1M1目標(biāo)1：掌握Python語言的基礎(chǔ)知識是5.12M2目標(biāo)2：通過Python實(shí)訓(xùn)，培育認(rèn)識和發(fā)現(xiàn)問題的能力，培育團(tuán)隊(duì)協(xié)作解決數(shù)據(jù)處理、科學(xué)計(jì)算問題的能力是3.23M3目標(biāo)3：具有運(yùn)用Python語言解決實(shí)際問題的能力是6.1,7.1,7.26.1,7.1,7.24M4目標(biāo)4：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)容序號章節(jié)號標(biāo)題課程內(nèi)容/重難點(diǎn)支撐課程目標(biāo)課內(nèi)學(xué)時教學(xué)方式課外學(xué)時課外環(huán)節(jié)11Python程序設(shè)計(jì)基本知識Python語言的發(fā)展簡史及語言的特點(diǎn)；Python環(huán)境構(gòu)建；集成開發(fā)環(huán)境（PyCharm、IPythonNotebook）；編寫簡單的Python程序；Python數(shù)據(jù)類型；運(yùn)算符；基本輸入輸出；控制結(jié)構(gòu)；異常處理。M10.5天講授/上機(jī)//22Python內(nèi)置對象常用內(nèi)置對象的使用方法，包括數(shù)字、字符串、列表、元組、字典、集合等。M10.5天講授/上機(jī)//33Python函數(shù)、類、模塊和包內(nèi)置函數(shù)和自定義函數(shù)；面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)；模塊和包。M10.5天講授/上機(jī)//44Python文件讀寫文本文件讀寫；Excel文件讀寫；SQLite數(shù)據(jù)庫訪問；MySQL數(shù)據(jù)庫訪問。M10.5天講授/上機(jī)//55使用NumPy進(jìn)行快速數(shù)據(jù)處理NumPy介紹；ndarray對象；ufunc函數(shù)；多維數(shù)組的存?。籲umpy矩陣運(yùn)算；numpy線性代數(shù)M21天講授/上機(jī)//66使用SciPy進(jìn)行數(shù)值計(jì)算SciPy庫介紹；數(shù)值積分-integrate；擬合與優(yōu)化-optimize；插值-interpolate；線性代數(shù)-linalg；統(tǒng)計(jì)-stats；圖像處理-ndimage。M21天講授/上機(jī)//77使用Matplotlib繪圖Matplotlib庫介紹；使用pylab模塊繪圖；使用pyplot模塊繪圖；Artist對象；坐標(biāo)變換和注釋；塊、路徑和集合；常用繪圖函數(shù)；三維繪圖；繪圖技巧。M21天講授/上機(jī)//88大作業(yè)1綜合使用Numpy、Scipy、Matplotlib等庫完成某個科學(xué)計(jì)算問題，并適當(dāng)?shù)目梢暬紨?shù)據(jù)即計(jì)算結(jié)果。學(xué)生2-3人一組合作完成。M22天輔導(dǎo)//99使用Pandas進(jìn)行數(shù)據(jù)分析Pandas庫介紹；Pandas中的數(shù)據(jù)對象；數(shù)據(jù)存??；數(shù)值運(yùn)算函數(shù)；字符串處理；時間序列；分組運(yùn)算；數(shù)據(jù)處理和可視化實(shí)例。M21.5天講授/上機(jī)//1010使用SymPy進(jìn)行符號運(yùn)算SymPy庫介紹；符號及符號表達(dá)式；符號運(yùn)算（解方程、求導(dǎo)、積分、解微分方程）；輸出符號表達(dá)式。M21.5天講授/上機(jī)//1111PythonGUI編程PythonGUI編程概述；Traits類型入門；Traits類型；TraitsUI入門；用Handler控制界面和模型；屬性編輯器；GUI編程實(shí)例。M21.5天講授/上機(jī)//1212Python網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)爬取正則表達(dá)式；Python網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)爬取的常用模塊；正則表達(dá)式抓取網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的常見方法；個人博客爬取實(shí)例。M21.5天講授/上機(jī)//1313大作業(yè)2針對某一問題，利用Python進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理、計(jì)算、分析、可視化等處理。學(xué)生2-3人一組合作完成。M1,M2,M32天輔導(dǎo)//四、考核方式序號考核環(huán)節(jié)操作細(xì)節(jié)總評占比1平時作業(yè)1.每天布置1次小作業(yè)，共11次。2.成績采用百分制，根據(jù)實(shí)驗(yàn)完成情況評分。3.考核學(xué)生對Python語言基礎(chǔ)知識的掌握與應(yīng)用能力。40%2實(shí)踐報(bào)告1.針對某一問題，利用Python進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理、計(jì)算、分析、可視化等處理。2.根據(jù)數(shù)據(jù)模型建立合理性、Python處理的正確性、完整性、報(bào)告的規(guī)范性等指標(biāo)評分。50%3考勤隨機(jī)點(diǎn)名、刷卡點(diǎn)名等5%4課堂表現(xiàn)隨機(jī)檢查學(xué)生上課精神狀態(tài)、回答問題情況5%五、評分細(xì)則序號課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)大致占比評分等級1M1平時作業(yè)40%A-按時提交作業(yè)，Python基本語法、常用內(nèi)置對象、函數(shù)、模塊、包、文件讀寫、數(shù)據(jù)庫訪問等基本知識點(diǎn)的理解與應(yīng)用無誤。B-對上述知識點(diǎn)的理解與應(yīng)用存在少量錯誤。C-對上述知識點(diǎn)的理解與應(yīng)用存在一定量錯誤。D-或?qū)ι鲜鲋R點(diǎn)的理解與應(yīng)用存在大量錯誤。2M1實(shí)踐報(bào)告60%（見實(shí)踐報(bào)告評分標(biāo)準(zhǔn)）3M2平時作業(yè)40%A-按時提交作業(yè)，Numpy庫、Scipy庫、Matplotlib庫、Pandas庫等常用庫的應(yīng)用編程正確無誤。B-上述應(yīng)用編程存在少量錯誤。C-上述應(yīng)用編程存在一定量錯誤。D-或上述應(yīng)用編程存在大量錯誤。4M2實(shí)踐報(bào)告60%（見實(shí)踐報(bào)告評分標(biāo)準(zhǔn)）5M3實(shí)踐報(bào)告100%（見實(shí)踐報(bào)告評分標(biāo)準(zhǔn)）6M4考勤100%M-缺勤2次以內(nèi)。N-缺勤3次及以上且很少參加課堂討論。評分等級說明：[A,B,C,D]=[90-100,75-89,60-74,0-59];[M,N]=[80-100,0-79]六、教材與參考資料序號教學(xué)參考資料明細(xì)1圖書|Python大學(xué)實(shí)用教程,齊偉,電子工業(yè)出版社,2019.03,ISBN:978712135542