《Python程序设计》教学大纲

Posted 2021-12-28 tea_year

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《Python程序设计》教学大纲

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课程名称 　Python程序设计 课程编号 88878788
英文名称
Python Programming
总学时/学分
78/2 理论学时 　50 实验学时 　0 上机学时 　14 实践 　0
先修课程 　
数据科学导论、面向对象程序设计 开课学期 第4学期
适用专业方向：
大数据技术专业
开课单位 计算机学院
课程类别
专业必修课 考试类型 考查
考核方式
课程设计大作业 平时比例+末考比例：50%+50%

**一、课程基本情况及教学目标：

1.课程介绍**
本课程是数据科学与大数据技术专业的一门专业必修课，是机器学习、大数据分析与应用等专业课程的先修课。通过学习本课程，使学生掌握Python语言的基本语法、语句以及结构化程序设计的基本思想和方法，了解基本的算法和数据结构。通过本课程的学习，使得学生能够理解Python的编程模式，熟练运用Python列表、元组、字典、集合等基本数据类型以及相关列表推导式、切片等特性来解决实际问题，熟练掌握Python分支结构、循环结构、函数设计以及类的设计与使用，熟练使用Python读写文本文件与二进制文件，了解Python程序的调试方法，熟练运用Python编写图形界面程序，掌握使用Python操作SQLite数据库和SQL SERVER数据库的方法，掌握Python+pandas进行数据处理的基本用法，掌握使用Python+matplotlib进行数据可视化的用法，了解网络爬虫的实现原理，掌握网页爬取和解析方法。本课程的主要目的在于通过本门课程的学习，使得学生系统地获得一门关于数据分析处理的编程语言，注重培养学生对Python软件包的查找、使用能力，从而使学生学会利用Python程序语言去建模、解决一些有关数据分析的实际问题。

本课程的主要内容有：
（1）Python语法基础：数据类型、常量、变量、运算符、表达式等基础语法知识及应用；（2）Python控制结构：选择结构、循环结构、常用算法及应用实例等；（3）函数与模块：函数、参数、模块等概念及应用；（4）数据处理相关扩展库：Python+Pandas、Python+matplotlib等；网络爬虫：爬虫基础知识，scrapy库，网页内容抓取案例等。
2.课程目标
通过本课程的学习，学生能够理解Python的编程模式（命令式编程、函数式编程），熟练运用Python运算符、内置函数、列表、元组、字典、集合等基本数据类型和相关列表推导式、切片等特性以用于解决实际问题，熟练掌握分支结构、循环结构、函数设计以及类的设计与使用，掌握使用Python操作SQLite数据库的方法，掌握Python+Pandas进行数据处理的基本用法，掌握使用Python+matplotlib进行数据可视化的用法。
1）熟练使用Python编程环境，掌握Python程序设计的基本语法、程序结构；
2）掌握Python第三方程序包的调用方法，了解核心的第三方程序包，能够设计相应的程序；
3）了解核心的算法原理，能够针对实际问题，对具体问题进行具体分析、建模、算法设计与实现。
3. 授课及考核方式
本课程教学以“学生主体、教师主导”教学思想，通过教学的“互动、开放”的课堂形式，具体以课堂教学为主，结合上机实践教学、自学、课后作业，采用启发式、问题式、项目驱动式的教学方法，基于实际问题提高学生解决软件开发领域中复杂工程问题的能力，达到课程目标的要求。
授课方式为：
理论教学+上机实践。
实践教学包括课内上机和课外上机，通过上机实践，使学生加深对程序设计思想的理解，更好地掌握相关理论知识。要求规范掌握Python语言的语法格式要求，能书写出正确的Python语言代码。在此基础上理解并掌握常用的算法及其原理；能利用结构化的编程思想，引导学生利用Python解决实际问题，提高学生的知识应用水平和技术实践能力，培养学生开发数据分析软件的能力。
课程考核方式：期末考核课程设计大作业50%+平时成绩50%。其中平时成绩组成为：
1）两次阶段性测验占比40%：第一次占比20%，主要考核控制语句，函数，模块、GUI编程、文件操作等；第二次占比20%，主要考核内容为第三方库应用。
2）5次作业占比10%：组合数据类型一次；文件操作一次；数据库操作一次；数据处理相关知识一次，网络爬虫一次。
3）考勤及学习纪律占比10%。
二、教学重点、难点：
重点：
1、三种基本程序结构的实现方法
2、各种数据类型的熟练使用、函数的定义与使用
3、数据分析处理与可视化展示相关库的应用
难点：
1、函数的定义与使用
2、文件操作、数据库操作
3、第三方库使用
三、授课主要内容及学时分配:
教学内容 讲课 上机
第1单元 基础知识介绍
1.1 Python语言简介
1.2 安装与配置Python环境
1.3 代码规范
1.4 内置数据类型
1.5 组合数据类型 4
2
（熟悉编程环境与语法，练习列表、元组等组合数据类型）
第2单元 控制结构与函数
2.1 顺序结构
2.2 选择结构
2.3 循环结构
2.4 函数的定义和使用
2.5 常用内置函数 4 2
（常用内置函数应用）
第3单元 数据处理相关
3.1 文本字符串
3.2 文本文件操作
3.3 CSV文件
3.4 操作SQLite数据库
3.5 操作SQL Server数据库
3.6 应用案例 6 2
（文件操作一次，数据库应用一次）
第4单元 第三方库
4.1 数值计算库numpy
4.2 科学计算扩展库scipy
4.3 数据分析扩展库pandas
4.4 统计分析标准库statistics
4.5 数值计算可视化库matplotlib
4.6 爬虫scrapy
4.7 应用案例 16 8
（三方库使用，应用案例）
合计：44 30 14

四、教材名称及主要参考书：
推荐教材：
《Python3程序设计》，刘德山，人民邮电出版社，2018
教学参考书：
《Python程序设计基础（第2版）》，董付国， 清华大学出版社，2018
《Python程序设计案例教程》.徐光侠，常光辉等，人民邮电出版社，2018
《Python科学计算（第2版）》. 张若愚.清华大学出版社，2017