Python编程基础（项目式微课版）教案28

XXXXXXXX学院教案2024年/2025年第1学期专业大类电子与信息大类课程名称Python程序设计课程类别专业核心课教学模式（课堂教学/混合式教学）混合式教学任课班级24物联网3-1/3-2/3-3班任课教师王健所属院部信息与通信学院2024年9月1日教学单元8.1.1NumPy简介8.1.2NumPy基本操作周次14-2时数2授课班级24物联网3-1/3-2/3-3班教学目的及要求：素质目标(1)培养严谨细致的逻辑思维能力；(2)培养发现问题、分析问题和解决问题的能力。知识目标(1)理解NumPy的安装、特点、计算速度和NumPy数组；(2)掌握Numpy的基本操作。能力目标(1)能够正确使用NumPy数组的相关函数；(2)能够正确创建NumPy数组；(3)能够正确操作数组的索引和切片；(4)能够正确重塑数组；(5)能够对数组进行增删改查；(6)能够自定义dtype。教学要求需要授课教师完成以下任务：(1)了解学生前次课程掌握情况、课后作业完成情况；(2)将授课视频和PPT上传至智慧职教平台；(3)设计好授课环节，调动学生的学习积极性。教学重点：(1)NumPy的基本操作。教学难点：(1)NumPy的基本操作。实验仪器及教具：智慧职教、腾讯会议、授课视频和PPT（已上传智慧职教平台）、多媒体教学系统、Python+PyCharm+Anaconda+JupyterNotebook教学过程备注一、课前1.教师提前在智慧职教平台上传资源，发布预习任务清单。学生根据任务清单，观看教学资源，在平台上完成预习作业和测试，发表相关观点、参与讨论。教师查看学生自学情况。2.课前十分钟，教师通过智慧职教、腾讯会议(线上教学)、多媒体设备(线下教学)播放物联网行业的高新技术视频，展现大国实力，增强民族自信，激发学生对本专业的热爱，增强学习主动性。二、课中1、课堂点名、复习和点评（10分钟）(1)教师通过智慧职教的【签到】功能进行点名。(2分钟)(2)教师通过智慧职教的【摇一摇】功能抽取学生回答问题，复习上次课的内容（4分钟）。(3)教师点评学生作业问题(4分钟)。2.教学导入（5分钟）教师介绍本节课程的主要教学内容：NumPy简介、NumPy基本操作。3.主要内容（65分钟）(1)NumPy简介结合启发引导法，教师讲解Numpy的安装、特点、计算速度和Numpy数组。教师示范编程对比NumPy和Python的计算速度，学生跟练。教师示范编程展示NumPy数组的相关函数，学生跟练，教师巡回指导，协助排错。在跟练和排错的过程中，培养学生严谨细致的逻辑思维能力和发现问题、分析问题、解决问题的能力。(15分钟)(2)NumPy基本操作结合启发引导法，教师讲解NumPy创建数组的方式，包括：最基本的创建方式array()、使用快捷方式创建常用数组、通过数值范围创建数组、生成随机数组。对每种方式，教师示范编程，学生跟练，教师巡回指导，协助排错。教师讲解一维数组的索引和切片、二维数组的索引和切片、三维数组的索引和切片。对每种方式，教师示范编程，学生跟练，教师巡回指导，协助排错。教师讲解数组重塑的概念和案例。教师示范编程，学生跟练，教师巡回指导，协助排错。教师讲解数组的增删改查，例如使用hstack()和vstack()增加数据；使用delete()删除数据；使用索引修改数据；使用索引、切片或where()查找数据。对每种方式，教师示范编程，学生跟练，教师巡回指导，协助排错。结合启发引导法，教师讲解dtype对象的信息，例如数据类型、数据大小、数据顺序、结构化数据类型、子数组等。接着讲解NumPy自定义dtype的案例。教师示范编程，学生跟练，教师巡回指导，协助排错。在跟练和排错过程中，培养学生严谨细致的逻辑思维能力和发现问题、分析问题、解决问题的能力。(45分钟)(3)教师引导学生总结本次课堂内容。（5分钟）课后作业：1.请描述NumPy的特点，并说明为什么NumPy数组的计算速度比Python列表的计算速度快。（以下内容为选填，供线上课程及线上线下混合式课程填报）教学资源列表与访问路径备注教学资源列表：模块8Python科学计算库(选学内容)8.1.1NumPy简介8.1.2NumPy基本操作访问路径：/teacher/spoc_courseDesign?courseId=2875912C-3F52-45C2-8280-B27D183CC10E&id=3B2DF89A-2D4B-4FF5-A8AD-20BA113A967C在线教学过程（学生自主学习指引）提前设置今日课堂教学内容，课前引导学生进入智慧职教平台，预习本节课程的教学资源，完成课前测试和作业。课中组织学生在智慧职教平台进行签到、讨论、测试、投票等，在线教学过程中通过智慧职教和腾讯会议进行直播授课、讨论答疑等。课后在智慧职