《指令编程-用chatGPT轻松实现编程》 教学大纲(包含简要课程实验内容)

XXX学院本科教学《指令编程》课程教学大纲（2024）一、课程基本信息课程名称(中文)指令编程(英文)PromptProgramming课程代码课程性质必须/限选/任选开课单位计算机科学与工程学院课程负责人课程团队授课学期学分/学时2/32（可扩展为3/48）教学方式线下教学课内学时理论学时16实验学时16实训（含上机）0实习0线上学时0其他0课外学时0适用专业软件工程、计算机类各专业授课语言中文先修课程《程序设计基础》后续课程《软件工程导论》、《需求分析与设计》课程目标及实施方式学习目标：1.理解指令编程的基本概念：使学生了解指令编程的定义、背景、目标与优势。2.掌握指令编程的核心原理：深入理解指令编程的工作原理以及与人工智能模型的关系。3.学习指令编程的技术基础：熟悉指令编程的技术基础，包括数据处理、自然语言处理、软件开发自动化等。4.应用指令编程解决实际问题：通过案例学习，使学生能够将指令编程应用于实际问题解决中。5.提升创新能力和实践技能：通过项目和案例分析，提升学生的创新能力和实践技能。实施方式：1.理论讲授：对指令编程的基本概念、原理和应用进行系统的理论讲授。2.案例分析：通过分析书中提供的指令编程在不同领域的应用案例，让学生了解其实际应用。3.实践操作：安排实验室课程，让学生亲自操作指令编程，加深对技术的理解。4.项目驱动：鼓励学生参与实际项目，应用指令编程解决具体问题，培养解决实际问题的能力。5.讨论与反馈：组织课堂讨论，鼓励学生就指令编程的挑战、伦理和社会影响进行思考和讨论。6.技能训练：训练学生使用相关工具和平台，进行指令编程的编写、调试和优化。7.课程评估：通过作业、项目、考试等多种形式评估学生的学习效果。8.持续更新：根据技术发展和行业需求，不断更新课程内容，确保教学内容的前沿性和实用性。教学层次：1、了解层次：学生能够正确识别指令编程的相关概念和术语。2、理解层次：学生能够准确描述指令编程的原理和工作流程。3、掌握层次：学生能够在理解的基础上，灵活运用指令编程解决复杂问题。通过以上课程目标和实施方式，学生将能够全面了解指令编程，并掌握必要的知识和技能，为将来在相关领域的工作和研究打下坚实的基础。课程简介《指令编程》是一门面向人工智能时代编程实践的创新课程。它不仅回应了人工智能技术在编程领域的最新进展，而且还提供了一个全面而深入的学习平台，让学生掌握如何利用ChatGPT这类人工智能模型进行高效编程。本课程以培养学生的实际操作能力和创新思维为目标，通过理论讲授与案例分析相结合的方式，让学生从指令编程的基础知识入手，逐步深入到其核心原理、技术实现以及在多个领域的应用。学生将学习如何通过自然语言与AI模型交互，实现代码的自动生成和任务的自动化处理，这不仅极大地提高了编程的效率，也降低了编程的入门门槛。课程内容覆盖了从指令编程的基本概念到实际应用案例的广泛话题，包括但不限于软件开发、自动化测试、数据处理和自然语言处理等。此外，课程还特别强调了伦理和社会影响的讨论，引导学生在技术应用中考虑更广泛的社会和伦理维度。采用的教学方法包括理论讲授、案例分析、实践操作、项目驱动和课堂讨论，旨在通过多样化的教学手段激发学生的学习兴趣和参与度。课程评估方式综合了作业、项目、实验报告和期末考试，全面考察学生的学习成效。本课程适合已修完《程序设计》、《数据结构》、《需求分析与建模》等课程的学生，它要求学生具备一定的编程基础和对软件工程的基本理解。通过本课程的学习，学生将能够提升解决复杂问题的编程能力，培养对未来技术的适应力和创新力，为在快速变化的技术领域中的职业生涯做好充分准备。二、课程目标及对毕业要求指标点的支撑序号课程目标支撑毕业要求指标点毕业要求1目标1：理解指令编程的基本概念：使学生了解指令编程的定义、背景、目标与优势。基础概念理解：能够描述指令编程的基本概念和术语，包括其定义、重要性以及在编程领域的应用范围。历史和背景知识：能够解释指令编程的发展背景，包括其在人工智能和编程实践中的起源和演变。技术优势分析：能够识别并讨论指令编程相比传统编程方法的优势，如效率提升、门槛降低等。原理和工作机制：能够理解指令编程的工作原理，包括其与AI模型的交互方式和自动化编程的基本流程。实际应用能力：能够展示将指令编程的概念应用到简单的编程任务中，解决实际问题的能力。学术诚信和伦理意识：能够在学习和应用指令编程的过程中，展现对学术诚信和编程伦理的认识和尊重。自我学习和信息获取：能够展示通过各种资源（书籍、在线课程、技术论坛等）自主学习指令编程的能力。2目标2：掌握指令编程的核心原理：深入理解指令编程的工作原理以及与人工智能模型的关系。核心原理掌握：能够准确阐述指令编程的核心原理，包括其在编程过程中的逻辑结构和执行机制。AI模型交互：能够理解并解释指令编程与人工智能模型之间的交互方式，以及这种交互如何促进自动化编程。技术实现理解：能够掌握指令编程的技术实现细节，包括但不限于自然语言处理、模式识别等关键技术。问题解决策略：能够应用指令编程的原理解决复杂的编程问题，展示出系统性的问题解决策略。创新应用开发：能够创新性地将指令编程原理应用于新的编程场景或开发新的编程工具。跨学科综合能力：能够将指令编程原理与其他学科知识相结合，解决跨学科的问题。3目标3：学习指令编程的技术基础：熟悉指令编程的技术基础，包括数据处理、自然语言处理、软件开发自动化等。数据处理能力：能够理解并应用数据处理技术，包括数据清洗、转换和分析等基本技能。自然语言处理知识：能够掌握自然语言处理的基本概念和方法，如分词、语义理解等。软件开发自动化理解：能够理解软件开发自动化的流程和技术，包括持续集成、持续部署等。编程语言掌握：能够熟练使用至少一种编程语言进行指令编程，包括语法和编程范式。工具和框架应用：能够选择合适的工具和框架来支持指令编程，如集成开发环境（IDE）、版本控制系统等。算法和数据结构应用：能够将算法和数据结构应用于指令编程中，以提高程序的效率和性能。编程实践能力：能够在实际编程任务中应用指令编程的技术基础，解决具体问题。技术文档编写：能够编写清晰的技术文档，描述指令编程的技术实现和应用案例。4目标4：应用指令编程解决实际问题：通过案例学习，使学生能够将指令编程应用于实际问题解决中。案例分析能力：能够分析和理解指令编程在不同实际案例中的应用情况，识别问题和解决方案。实际问题识别：能够识别和定义实际问题，明确指令编程在解决问题中的作用和价值。解决方案设计：能够设计和提出使用指令编程解决实际问题的方案，包括技术选型和实施步骤。编程实践技能：能够实际编写和实现指令编程代码，将理论应用于解决具体问题。问题解决效果评估：能够评估指令编程解决方案的效果，包括效率、准确性和可行性。创新解决方案开发：能够创造性地开发新的指令编程解决方案，以应对复杂或新颖的问题。跨学科应用能力：能够将指令编程应用于跨学科问题，展示其在不同领域的适用性和灵活性。技术交流与表达：能够清晰地向非专业听众解释指令编程解决方案的设计思路和实施过程。5目标5：提升创新能力和实践技能：通过项目和案例分析，提升学生的创新能力和实践技能。创新思维能力：能够展示独立思考和创新解决问题的能力，提出新颖的指令编程应用方案。实践操作技能：能够熟练地运用指令编程工具和方法，完成具体的编程任务和项目。技术整合应用：能够将不同技术整合应用于指令编程，解决跨领域的复杂问题。问题解决策略：能够制定有效的策略，解决在指令编程实践中遇到的技术难题。成果展示与交流：能够清晰地展示自己的工作成果，并通过交流获得反馈，进一步优化解决方案。风险评估与应对：能够在项目实施过程中识别潜在风险，并制定相应的应对措施。技术文档撰写：能够撰写高质量的技术文档，记录项目过程、结果和反思。三、教学内容及进度安排序号教学内容学生学习预期成果课内学时教学方式（课程思政融入方式）支撑课程目标1指令编程基础概念理解：能够掌握指令编程的基本概念和术语，建立对指令编程正确和全面的理解。原理掌握：能够深入理解指令编程的核心原理，包括其与人工智能模型的交互和自动化编程的逻辑。技术应用：能够熟悉指令编程的技术基础，如数据处理、自然语言处理和软件开发自动化，并能够将这些技术应用于实际编程任务。编程实践：能够独立使用指令编程工具和语言，完成编程任务，包括编写、调试和优化代码。问题解决：能够在面对编程问题时，运用指令编程的原理和方法，提出并实施有效的解决方案。2讲授目标12指令编程的基本知识与技能与模式技术能力：能够掌握指令编程所需的技术基础，如编程语言、数据处理、自然语言处理等。编程技能：能够熟练运用指令编程进行实际编程任务，包括编写、测试和维护代码。模式识别：能够识别和应用不同的编程模式，以提高代码的可读性、可维护性和效率。问题解决：能够使用指令编程解决复杂问题，展示出分析问题和设计解决方案的能力。创新思维：能够在指令编程中展示创新能力，探索新的应用场景或改进现有技术。2讲授目标13指令编写技术(1)指令理解能力：能够理解指令编写的基本概念和原理，包括指令的结构和语法。编程语言掌握：能够熟练掌握至少一种编程语言的基本语法和特性，用于编写指令。逻辑构建技能：能够构建清晰的逻辑流程，将复杂问题分解为可执行的指令序列。调试与优化技巧：能够对编写的指令进行调试，识别并修复错误，优化性能。自动化实现：能够利用指令编写技术实现编程任务的自动化，提高开发效率。模式识别与应用：能够识别常见的编程模式，并在指令编写中合理应用。问题解决策略：能够针对编程问题制定解决方案，运用指令编写技术有效解决问题。创新与改进：能够创新地使用指令编写技术，探索新的编程方法或改进现有技术。2讲授目标1目标24指令编写技术(2)指令理解能力：能够理解指令编写的基本概念和原理，包括指令的结构和语法。编程语言掌握：能够熟练掌握至少一种编程语言的基本语法和特性，用于编写指令。逻辑构建技能：能够构建清晰的逻辑流程，将复杂问题分解为可执行的指令序列。调试与优化技巧：能够对编写的指令进行调试，识别并修复错误，优化性能。自动化实现：能够利用指令编写技术实现编程任务的自动化，提高开发效率。模式识别与应用：能够识别常见的编程模式，并在指令编写中合理应用。问题解决策略：能够针对编程问题制定解决方案，运用指令编写技术有效解决问题。创新与改进：能够创新地使用指令编写技术，探索新的编程方法或改进现有技术。2讲授目标25指令编程实践指令编写能力：能够熟练编写有效的指令，以实现特定的编程任务和目标。实践操作技能：能够在实际编程环境中应用指令编程技术，完成具体的编程任务。问题诊断与解决：能够诊断编程中的问题，并运用指令编程技术找到并实施解决方案。自动化流程设计：能够设计自动化的编程流程，提高软件开发的效率和质量。代码优化技巧：能够对编写的指令进行优化，以提高代码的性能和可维护性。工具与环境熟悉：能够熟悉并有效使用各种指令编程相关的工具和开发环境。3讲授目标36高级指令编程技巧高级概念掌握：能够掌握高级指令编程的复杂概念和高级技术术语。复杂问题解决：能够运用高级指令编程技巧解决更为复杂的编程问题。优化策略应用：能够识别代码中的性能瓶颈，并应用高级优化策略来提升程序效率。算法实现能力：能够实现复杂的算法，并将它们集成到指令编程解决方案中。系统架构理解：能够理解高级指令编程在系统架构设计中的作用和重要性。创新解决方案开发：能够独立开发创新的指令编程解决方案，以应对独特的技术挑战。跨平台编程：能够在不同的平台和环境中应用高级指令编程技巧。安全性知识：能够理解并实施安全编程的最佳实践，确保编写的指令安全、可靠。代码审查技能：能够进行代码审查，评估和改进指令编程代码的质量。1讲授目标4目标57指令编程的挑战挑战识别：能够识别指令编程在实际应用中可能遇到的各种挑战和问题。问题分析：能够分析指令编程挑战的根源，包括技术限制、伦理问题、资源约束等。解决方案探索：能够探索和提出解决指令编程挑战的创新方法和策略。技术适应性：能够展示对新技术的快速适应能力，以应对指令编程中的不断变化。伦理决策：能够在面对指令编程的伦理挑战时，做出合理和负责任的决策。风险评估与管理：能够评估指令编程项目中的潜在风险，并制定有效的管理策略。2讲授目标28指令编程的未来展望未来趋势理解：能够理解指令编程领域的未来发展趋势，包括技术进步和应用拓展。创新潜力识别：能够识别指令编程中潜在的创新机会，并能够构想新的应用场景。技术预见能力：能够预见技术发展对指令编程实践的影响，并预测可能的变化。战略规划：能够为指令编程的未来发展制定战略规划，包括技术路线图和实施计划。伦理与社会考量：能够在讨论指令编程的未来时，考虑其伦理和社会影响。跨学科融合能力：能够展示跨学科知识融合的能力，探索指令编程与其他领域的结合点。2讲授目标29实验一指令编写技术以教材第1、2、3章内容里面的指令为实验内容，并扩展创新新的指令编写，验证运行结果。2实验目标210实验二指令编程实践以教材第4、5章内容里面的指令为实验内容，进行高级指令编写，验证运行结果。4实验目标211实验三指令编程应用开发（三选择一）开发一款包括基本函数运算的计算器APP开发一款俄罗斯方块游戏APP开发一款五子棋游戏APP8实验目标2目标4目标5注：“学生学习预期成果”是描述学生在学完本课程后应具有的能力，可以用认知、理解、应用、分析、综合、判断等描述预期成果达到的程度。四、课程考核序号考核内容评价依据/学习任务支撑课程目标（支撑毕业要求指标点）11.对指令编程概念的基本理解2.对指令编程的基础知识和理论的理解和掌