《Python科学计算与数据处理》课程教学大纲（本科）

《Python科学计算与数据处理》课程教学大纲注：课程类别是指公共基础课/学科基础课/专业课；课程性质是指必修/限选/任选。课程英文名PythonforScientificComputingandDataProcessing课程代码01M0017学分2总学时32理论学时26实验/实践学/,6时课程类别学科基础课课程性质选修先修课程《C语言》、《计算机基础》、《高等数学》适用专业自动化开课学院机电工程学院执笔人审定人制定时间2020年11月一、课程地位与课程目标（-）课程地位Python是自动化专业学生进行大数据分析、智能化自动控制应用所需要掌握基础性语言和分析工具，是面向未来的学生掌握大数据科学计算和大数据分析技术的学习基础。本课程在教学内容方面着重以Python语言基本语法、Python语言科学计算和数据分析工具包应用为主。通过基础知识简介和编程示范，以及多个Python语言编程训练实验项目，培养学生一定的Python语言基础编程能力、科学计算和数据分析理解和应用实践能力。（二）课程目标（1）熟练掌握Python基本语言、编程知识和主流开发环境，了解Python在科学计算、人工智能、大数据和互联网中的应用。（2）熟练掌握Python的主要第三方库的基本使用知识和主要应用，包括Numpy和Pandas等的应用和实验编程调试，能够应用Python语言求解模型或者完成实验，并对解决方法进行评价。（3）熟悉Python编程开发及其在科学计算和数据处理常见的技术资料获取方法和信息检索方法,培养在计算机编程开发方面独立自主学习的能力，培养学生团结友爱、互帮互助、不怕困难和坚韧不拔的精神。二、课程目标达成的途径与方法《Python科学计算与数据处理》课程教学以课堂教学为主，结合自主学习和课内学生实验实践等，熟练掌握Python基本语言、编程知识和主流开发IDE软件Anaconda,了解Python在科学计算、人工智能、大数据和互联网中的应用，培养学生对于Python第三方库的安装使用方法和自学能力。（1）课堂教学主要讲述Python编程的基本语法，包括变量、字符串、条件分支、循环、数据类型、函数定义和调用，并介绍科学计算和数据处理的主要第三方库Numpy、Pandas等的基础知识，并将编程示范直接融入理论教学中，使学生能够更加容易理解Python编程的理论知识，提高学习Python编程的兴趣，熟悉Anconda开发环境的使用方法，形成良好的Python编程思维方式和学习方法。在课堂教学中，充分引入互动环节和编程环节，提高教学效果。（2）针对某些后期提高或需要扩展的Python编程知识点，列出后续学习内容作为学生自主学习环节，训练、形成良好的自动化编程知识学习方法，培养学生自主学习意识和分析问题、解决问题能力。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毕业要求的支撑程度（H、M、L）毕业要求1-2毕业要求2-4毕业要求5-2课程目标1M课程目标2L课程目标3L2.毕业要求须根据课程所在专业培养方案进行描述。四、课程主要内容与基本要求第一章Python概述了解Python语言的发展历史、特点、应用方向、程序开发环境。第二章Python基本知识熟练掌握Python编程的变量、字符串、条件分支、循环，以及Python语言的数据类型、整型、浮点型、布尔类型、类型转换、获得关于类型的信息、常用操作符，熟练掌握算术操作符、优先级问题、比较操作符、逻辑操作符和分支循环，第三章Python重要数据类型掌握Python列表、元组和字符串、字典和集合的概念和编程方法第四章Python编程技巧熟练掌握Python语言的函数定义和调用，函数参数传递方法，以及Python语言的局部变量、全局变量、内嵌函数、函数式编程、lambda表达式第五章Numpy模块简介掌握Numpy的安装方法、应用特点和常用库函数第六章Pandas模块简介掌握Pandas的安装方法、应用特点和常用库函数五、课程学时安排章节号教学内容学时数学生任务对应课程目标第1章.概述Python语言的发展历史特点和应用方向程序开发环境。2了解Python语言的基本知识.完成1-1作业；.课前或课后自学Spyder>Pycharm等开发环境；课程目标1

备注：根据学生学情适当安排教学进度，并安排部分教学内容为自学内容，通过阶段测试来对学生自学情况进行考核。第2章Python基本知识Python语言变量、字符串、条件分支、循环，Python语言的整型、浮点型、布尔类型、类型转换常用操作符6掌握Python编程的基本语法、变量概念、程序结构控制，掌握Python数据类型转换方法1,完成2-1作业；2.课后自学字符串处理内置函数的内容；课程目标1第3章3Python重要数据类型Python列表元组字符串字典集合6掌握Python特殊数据结构包括列表、元组、字符串、字典和结合的定义、特点、使用、常用库函数。L完成3-1作业；2.课后自学爬虫技术基础的内容。课程目标1课程目标3第4章4Python编程进阶Python语言的函数定义和调用函数参数传递方法Python语言的局部变量、全局变量内嵌函数lambda表达式4理解Python函数定义特点、实现方式、调用方式，掌握Python变量作用范围的概念。L完成4-1作业；2.课后自学Python结构化编程的内容。课程目标1第5章5Numpy模块Numpy简介安装方法、应用特点Numpy常用库函数4理解Python的第三方库的作用，掌握Numpy模块的在科学计算中的应用、特点、常用函数。.完成5-1,5-2作业；.课后自学Numpy和图像处理关系的内容。课程目标2课程目标3第6章6Pandas模块Pandas简介安装方法、应用特点Pandas常用库函数4掌握Pandas模块的应用范围、特点、常用函数，了解Pandas在大数据处理和数据分析工作中的和应用L完成6-1作业。课程目标2六、实践环节及基本要求

序号实验项目名称学时基本要求学生任务实验性质实验类别1Python基本语法2掌握基本语法中的缩进、注释、输入函数和输出函数以及赋值语句的使用方法，理解对象的引用熟悉python的IDLE程序开发环境、Spyder的应用,建握python编程缩进、注释、输入函数和输出函新以及琳信语验证必做2Python基本数据类型2掌握基本数据类型数据的表示、运算以及相关函数和方法的使用熟悉整型、浮点型、字符串、列表等各种数据类型，以及相关函数的调用验证必做3Python函数与模块2掌握函数的定义和调用方法掌握普通函数的定义和使用方法，函数的参数的定义和类别，递归函数的定义和使用验证必做七、考核方式及成绩评定表1考核方式及成绩评定表考核内容考核方式评定标准（依据）占总成绩比例过程考核平时成绩作业、课堂表现、到课率等20%实验成绩实验参加情况、实验程序质量、实验报告撰写质量30%期末考核闭卷试卷参考答案和评分标准50%考核类别考试成绩登记方式百分制表2课程目标考核环节和达成标准课程目标教学环节考核环节合格标准课程目标1讲授、实验平时成绩A0.6实验成绩B考试成绩C目标达成度=0.2x——F0.2x——p0.6x—4oB°Co课程目标2讲授、实验平时成绩A0.6实验成绩B考试成绩CABC目标达成度=O.lx——F0.3x——F0