《Python科学计算与数据处理》教学大纲（本科）

《Python科学计算与数据处理》教学大纲课程英文名PythonforComputingandDataprocessing课程代码01M0017学分2总学时32理论学时24实验/实践学时8课程类别专业课课程性质选修先修课程适用专业机械电子工程开课学院机电工程学院执笔人审定人制定时间2020年n月一、课程的地位与课程目标Python主要用途有WEB开发，人工智能，数据分析，自动化运维，图形处理，数学处理，数据库处理，网络编程，在世界各地的工业、科研、教育领域应用广泛。是当前全球影响极大的顶级程序设计语言之一。《Python科学计算与数据处理》课程是一门选修计算机基础课程，python是一门开源的高级动态编程语言，支持命令式编程、函数式编程、面向对象程序设计,语法简洁清晰，并且拥有大量功能丰富而强大的标准库和扩展库，本课程目标是通过授课、上机实验、程序设计等教学环节，较为系统地介绍Python语言的主要特征和编程技术。使学生熟悉Python的编程模式，掌握运用Python基础语法、列表、元组、字典、集合等基本数据类型，以及相关列表推导式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，同时了解使用正则表达式处理字符串，及不同领域的Python扩展模块。熟悉矩阵操作函数库(NumPy)、绘图库(Matplotlib)＞科学计算核心包(SciPy)中部分常用函数的应用，了解统计建模工具包(StatsModels)＞数据分析包(Pandas)、机器学习函数库(Scikit-learn)中部分函数的应用。本课程旨在培养学生掌握计算机编程基本的创新方法、具有追求创新的态度和意识，能够独立思考，分析问题，以及利用Python等计算机编程语言解决实际问题的能力，为从事本专业的工程工作打下良好的计算机基础，为进一步深造打下必要的理论和专门技术基础。课程目标1、掌握Python软件基本使用方法，包括掌握Python数据结构的使用，程序控制结构的使用，掌握Python字符串和正则表达式的使用，函数设计与使用；面向对象编程，具备解决一定实际问题的编程实现能力,并通过Python科学计算成功在航空航天等方面的运用,来增强学生的国家和民族自豪感。2、掌握一些数据分析常用的算法，使学生具备程序设计的思想，能够结合数学知识来解决工程计算问题。具有在理解相关问题的数学模型基础上，进行科学计算和数据分析的能力。3、通过一种编程软件的学习，使学生能够针对具体工程问题使用专业软件工具，进行算法的设计、开发、及结果和问题分析的能力。二、课程目标达成的途径与方法授课环节中采用课堂授课、突出编程逻辑编程规范、增强数据分析实例分析练习等，从不同侧重点。并采用电子课件、实验验证、考试考核来实现课程目标。利用平时成绩、实验成绩、作品评价成绩（报告）、期末考试（答辩考核）成绩等，采用“课程考核成绩分析法”对课程目标达成度进行评价。三、课程目标与相关毕业要求的对应关系注：1.支撑强度分别填写H、M或L（其中H表示支撑程度高、M为中等、L为低）;课程目标课程目标对课程归属专业毕业要求的支撑程度毕业要求1-4毕业要求2-2毕业要求5毕业要求10课程目标1HHMM课程目标2HHHM课程目标3HHHM2.毕业要求须根据课程所在专业培养方案进行描述。四、课程主要内容和基本要求知识点主要内容基本要求第一章绪论①Python语言简介L3②Python下载与安装L2③Python语言版本与开发环境L2©Python语言基础L2第一章Python数据结构①概述L2②数值数据类型L2③序列数据类型L3④集合数据类型L3⑤字典数据类型L3⑥复杂数据结构L3第三章Python程序控制结构①概述L2②顺序结构L2③选择结构L3④循环结构L3第四章Python字符串和正则表达式①概述L2②字符串L3③正则表达式L2第五章函数设计与使用①概述L1

②函数的声明和调用L2③参数的传递L2④函数的返回L2第六章面向对象编程①概述L1②类的定义和使用L2③属性和方法L2④继承L3基本要求：L1-理解，L2-掌握，L3-熟练掌握五、课程学时安排早下号教学内容教学时数实验学生任务对应课程目标自学要求作业讨论第1.Vr.绪论-Python的概述：①②③④20/作业11第2早Python数据结构：①②③④⑤⑥62/作业21-3第3章Python程序控制结构：①②③④22/作业31-3第4Python字符串与正则表达式：①②③20/作业41-3第5一章’函数设计与使用：①②③④62/作业51-3第6章.面向对象编程：①②③④62/作业61-3六、实践环节及基本要求

序号实验项目教学学时学生任务实验性质实验类别1Python安装和使用0初步掌握Python安装和编程规范。验证选做2Python语言基础2掌握Python程序的构成和设计基础验证必做3Python流程控制2掌握顺序结构、选择结构、循环结构验证必做4Python字符串匹酉己0掌握字符串和正则表达式的使用验证选做5Python函数使用2掌握函数的定义和使用验证必做5Python面向对象的编程2掌握面向对象的编程思想、类的定义和使用。设计必做七、考核方法及成绩评定考核内容考核方式评定标准（依据）占总成绩比例过程考核含到课率、课堂讨论发言、平时作业等点名记录、课堂发言记录、作业完成质量30%期末考核闭卷卷面成绩70%考核类别考试成绩登记方式百分制八、推荐教材与主要参考书（一）、推荐教材：1.《Python程序设计与科学计算》，人民邮电出版社,2019年第一版。（二）、主要参考书：1.董付国主编：《Python程序设计基础》，清华大学出版社，2018年2月第二版。2,江红余青松主编：《Pyt