《Python应用基础》教学大纲

《Python应用基础》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：09150801课程性质：专业选修课学分：3学分学时：48学时（理论32学时，上机16学时）先修课程：大学英语，信息处理技术后续课程：数据分析与挖掘适用专业：商务经济学开课单位：经济学院一、课程说明《Python应用基础》课程是商务经济学专业学生的专业选修课。本课程主要任务是通过对程序设计基本方法、Python语言基础语法、Python语言在数据分析和可视化领域的应用等知识学习，使学生掌握一门帮助专业后续学习且具有广泛应用价值的编程语言。通过让学生理解编程语言及应用方式，掌握利用计算机解决问题的能力，培养计算思维，并通过上机训练学生动手能力及发现问题、分析问题、解决问题的能力，同时使学生具备在这个智能时代从事数据处理、人工智能等工作的基本能力。二、课程目标通过本课程的学习，使学生达到如下目标：课程目标1：掌握Python常用集成开发环境的使用方法和编码规范；理解Python中的变量、基本数据类型、运算符的使用和常用内置函数；熟练使用列表、元组和字典等序列结构；熟练掌握选择语句和循环语句的用法；掌握操作字符串对象的常用方法；掌握函数定义与调用方法；掌握数据分析和可视化的基本操作。课程目标2：建立编程思维和信息素养，具备一定的代码编写、调试和集成能力；具备分析问题并解决问题能力；具备较强的自主学习能力，资料查阅能力和代码阅读能力；具备一定的代码优化能力；初步具备运用计算机程序求解复杂专业问题的能力。课程目标3：具备科学精神、创新精神，以及踏实、客观、细致、耐心的品格。具备团队协作精神，养成凡事可以换位思考，积极沟通的思维习惯。建立起编程优雅之美、工科科学之美的美之观念。理解并敬重工匠精神，在学习中发扬工匠精神；理解新时代与个人成才的关系；理解科技自信、文化自信；激发学生对社会主义核心价值观的认同感。三、课程目标与毕业要求《Python应用基础》课程教学目标对商务经济学专业毕业要求的支撑见表1。表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支撑强度4.研究4.2能够根据对象特征、研究方法和技术路线，运用市场调研、数据挖掘、统计分析、模拟仿真等方法设计解决方案并获取相关数据。课程目标2：建立编程思维和信息素养，具备一定的代码编写、调试和集成能力；具备分析问题并解决问题能力；具备较强的自主学习能力，资料查阅能力和代码阅读能力；具备一定的代码优化能力；初步具备运用计算机程序求解复杂专业问题的能力。课程目标3：具备科学精神、创新精神，以及踏实、客观、细致、耐心的品格。具备团队协作精神，养成凡事可以换位思考，积极沟通的思维习惯。建立起编程优雅之美、工科科学之美的美之观念。理解并敬重工匠精神，在学习中发扬工匠精神；理解新时代与个人成才的关系；理解科技自信、文化自信；激发学生对社会主义核心价值观的认同感。M5.使用现代工具5.1了解专业常用的信息技术工具、专业软件的使用原理和方法，并理解其局限性。课程目标1：掌握Python常用集成开发环境的使用方法和编码规范；理解Python中的变量、基本数据类型、运算符的使用和常用内置函数；熟练使用列表、元组和字典等序列结构；熟练掌握选择语句和循环语句的用法；掌握操作字符串对象的常用方法；掌握函数定义与调用方法；掌握数据分析和可视化的基本操作。课程目标2：建立编程思维和信息素养，具备一定的代码编写、调试和集成能力；具备分析问题并解决问题能力；具备较强的自主学习能力，资料查阅能力和代码阅读能力；具备一定的代码优化能力；初步具备运用计算机程序求解复杂专业问题的能力。H5.2能够选择与使用恰当的工具和软件，对复杂商务经济问题进行分析、计算与设计。课程目标2：建立编程思维和信息素养，具备一定的代码编写、调试和集成能力；具备分析问题并解决问题能力；具备较强的自主学习能力，资料查阅能力和代码阅读能力；具备一定的代码优化能力；初步具备运用计算机程序求解复杂专业问题的能力。课程目标3：具备科学精神、创新精神，以及踏实、客观、细致、耐心的品格。具备团队协作精神，养成凡事可以换位思考，积极沟通的思维习惯。建立起编程优雅之美、工科科学之美的美之观念。理解并敬重工匠精神，在学习中发扬工匠精神；理解新时代与个人成才的关系；理解科技自信、文化自信；激发学生对社会主义核心价值观的认同感。M注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。四、教学内容、基本要求与学时分配1.理论部分理论部分的教学内容、基本要求与学时分配见表2表2教学内容、基本要求与学时分配教学内容教学要求，教学重点难点理论学时上机学时对应的课程目标1.Python语言概述1.1Python语言的发展历史和特点1.2Python开发环境的安装与使用1.3Python编码规范1.4模块的导入1.5数据类型1.6变量及其命名1.7人机交互教学要求：使学生了解Python语言的特点；掌握Python开发环境IDLE的安装与使用；掌握Anaconda编译器的使用方法；掌握Python程序中的缩进、注释和语句分行等代码规范；掌握使用import关键字导入模块的三种方式；了解简单的人机交互、变量、表达式、分支等概念。重点：Python语言的特点和代码规范；Anaconda编译器的安装和使用；模块的导入方式；变量、人机交互。难点：模块的导入方式，格式化输出函数。4212.数值类型2.1数值类型2.2数值类型转换2.3运算符与表达式2.4常用内置函数教学要求：使学生掌握整型、浮点类型和复数类型的特点；掌握常用运算符的使用；理解掌握常用内置函数和math模块的使用。重点：数值类型转换、数值运算；常用内置函数和math模块。难点：math模块的应用221、23.流程控制3.1比较运算3.2条件表达式3.3选择结构3.4循环结构3.5异常处理教学要求：使学生熟练掌握程序设计的三种基本结构（循序结构、选择结构、循环结构）；理解break与continue语句的区别；理解循环与else结构；掌握range（）函数基本用法；了解异常处理。重点：程序设计的三种基本结构，break与continue语句的作用，range（）函数用法。难点：选择结构的嵌套，break与continue语句的区别，循环的嵌套，循环与else结构的理解和使用，异常处理。421、2、34.函数和代码复用4.1函数的定义与调用4.2函数参数传递4.3datetime库的使用4.4代码复用和模块化4.5函数的递归教学要求：使学生掌握函数的定义和递归调用；理解形参和实参的概念、参数的传递和参数的类型；理解局部变量与全局变量的作用域；熟练使用lambda表达式创建简单的匿名函数；理解并掌握函数递归的用法。重点：函数的定义和递归调用；参数的传递，位置参数、默认值参数、关键参数和长度可变参数的用法；局部变量与全局变量的作用域；lambda表达式。难点：函数的嵌套定义和递归调用，识别参数的类型和传递方式，lambda表达式。421、2、35.字符串5.1序列通用操作5.2字符串及其操作5.3random模块及其应用教学要求：使学生掌握序列索引、切片等通用操作；掌握常用字符串处理方法；理解并掌握字符串的格式化方法的三种方法；掌握操作字符串对象的常用方法；掌握random模块。重点：序列通用操作；format()方法格式化字符串；字符串对象的查找替换方法、分割方法、连接方法、大小写转换方法和类型判断方法；random模块。难点：format()格式字符，random库应用,字符串在字符统计和加密方面的应用。421、36.组合数据类型6.1列表6.2元组6.3字典6.4集合教学要求：使学生掌握列表对象的创建、删除和元素的访问；掌握使用列表的常用方法、运算符、列表推导式和切片对列表的操作；掌握元组对象的创建、删除和元素的访问；理解元组与列表的区别和序列解包的多种形式；掌握字典对象和集合对象的创建与删除，掌握字典元素、键、值的访问方法；掌握各组合数据类型的特点及实际应用场景。重点：列表对象的创建与删除，列表元素的访问，列表的常用方法，列表推导式，切片操作；元组对象的创建与删除，生成器推导式；字典对象的创建与删除，字典元素的访问；集合对象的创建与删除；序列解包的形式和用法；各数据结构的特点和应用场景。难点：列表推导式，切片操作，元组与列表的区别，生成器推导式，字典和列表的应用。621、37.文件操作7.1文件操作7.2文件应用7.3numpy文件操作7.4pandas文件操作教学要求：使学生掌握文件打开、关闭、读写操作；掌握上下文管理器用法；掌握常用的csv格式文件和json格式文件数据的读写和基本处理方法；初步掌握并体会numpy和pandas库快速处理数据的方法。重点：文件的打开与关闭、文件的读写、numpy与pandas文件操作。难点：numpy与pandas文件操作，文件数据的综合处理。421、2、38.数据可视化8.1matplotlib线性图8.2matplotlib非线性图8.3词云教学要求：使学生掌握利用matplotlib库绘制简单线性图的方法；掌握更改和优化图形线条的方法；掌握多子图绘制方法；掌握利用多样化文件数据分析绘制图形方法；掌握绘制饼图、直方图、雷达图、散点图等非线性图的方法；掌握词云制作和优化方法。重点：matplotlib库绘制不同图形的操作函数和图形的优化方法。难点：不同函数的绘制函数的参数的使用。421、2、3合计32162.上机部分上机部分的教学内容、基本要求与学时分配见表3表3上机项目、上机内容与学时上机项目上机内容和要求上机学时对应的课程目标1.初识python语言上机内容：通过简单程序，练习python输入、输出语句的使用及turtle库的使用。上机要求：掌握python语言输入函数input()的用法，会使用print()输出函数输出格式化内容，区别格式化输出f引导符、format()、连接符“+”的区别，会使用turtle库绘制简单线性图形。212.数值类型上机内容：通过简单程序，练习python常用运算符和内置函数的使用。上机要求：掌握整型、浮点类型和布尔类型的使用；掌握常用运算符的使用；理解掌握常用内置函数的使用。21、23.流程控制上机内容：通过生活中的简单例子，练习if条件语句，if-else条件语句，for循环语句，while循环语句的使用及break、continue的区别。上机要求：熟练掌握if语句、if-else语句和if-elif-else语句的用法；熟练掌握while循环语句、for循环语句的用法；理解break与continue语句的区别。21、2、34.函数和模块化编程上机内容：通过生活中的简单例子，练习函数的定义、函数的调用、不同参数传递的编程方法。上机要求：熟练使用def关键字定义函数、不同参数传递与调用的方法。21、2、35.字符串上机内容：通过典型例子，练习字符串的基本操作，掌握字符串的操作在实际例子中的运用。上机要求：熟练使用字符串对象的查找替换方法、分割方法、连接方法、大小写转换方法和类型判断方法和排版方法；random模块。21、36.序列结构上机内容：通过简单例子，练习python中列表、元组、字典、集合序列结构的基本使用和操作方法。上机要求：掌握列表对象的创建、删除和元素的访问；掌握使用列表的常用方法、运算符、列表推导式和切片对列表的操作；掌握元组对象的创建、删除和元素的访问；理解元组与列表的区别和序列解包的多种形式；掌握字典对象和集合对象的创建与删除，掌握字典元素、键、值的访问方法。21、37.文件操作上机内容：通过简单例子，练习不同格式文件的读写操作，初步了解numpy和pandas库的操作。上机要求：掌握文件的基本操作，了解numpy和pandas库的作用与基本操作。21、2、38.数据可视化上机内容：通过简单例子，掌握运用matplotlib库进行数据可视化方法。上机要求：掌握matplotlib库绘制图形的操作，会绘制线性和非线性图形。21、2、3合计16五、教学方法及手段课程教学以课堂讲授和上机实践相结合。课堂讲授过程中，通过线上线下相结合、启发式、案例式教学等教学方法，启发学生积极思考，并结合学习通、慕课、网络资源，配合多媒体课件等丰富完善课程内容，培养学生自主学习习惯。上机教学采用在自动评测平台上通过设置作业、练习题目进行程序设计能力和编程思维训练。通过每节课的课程任务，使学生在掌握python语言的语法基础上，能够运用python语言对复杂问题进行处理分析，并在编程中逐步培养认真细心、团结协作、科学创新、精益求精的精神，体会科技自信、文化自信和工匠精神。六、课程资源库推荐教材赵广辉主编.Python程序设计基础[M].北京:高等教育出版社,2021.参考书(1)嵩天.python语言程序设计基础（第2版）[M].北京:高等教育出版社,2017.(2)董付国.Python程序设计基础与应用[M].北京:机械工业出版社,2018.(3)EricMatthes(袁国忠译).Python编程：从入门到实践[M].北京:人民邮电出版社,2016.(4)韦玮.Python程序设计基础实战教程[M].北京:清华大学出版社,2018.(5)董付国.python数据分析、挖掘与可视化[M].北京:人民邮电出版社,2020.3.期刊(1)计算机学报.中国计算机学会与中国科学院计算技术研究所.(2)统计与决策.湖北省统计局统计科学研究所.(3)计算机仿真.中国航天科工集团公司第十七研究所.(4)模式识别与人工智能.中国自动化学会;国家智能计算机研究开发中心;中国科学院合肥智能机械研究所.(5)Data&KnowledgeEngineering,ElsevierScience.4.网络资源(1)简明Python教程/abyteofpython_cn/chinese/index.html(2)W3Schools网站/python/python_reference.asp(3)CSDN社区/(4)廖雪峰官方网站/wiki/1016959663602400/101695985622262(5)Python开发者社区/(6)PythonWeekly/(7)python官网WelcometoP七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由过程性考核成绩和期末考核成绩两部分构成，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表4。表4课程考核对课程目标的支撑考核环节占比考核/评价细则课程目标123过程性考核课堂表现10（1）根据课堂参与和回答问题情况进行考核，满分100分。（2）以平时考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√64分组任务10（1）根据每次小组任务内容单独评分，满分100分；（2）每次小组任务单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以小组任务成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√64上机20（1）根据每次上机的上机任务操作完成情况单独评分，满分100分；（2）每次实验单独评分，取各次实验成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以上机成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√776作业10（1）主要考核学生对各章节理论知识点的复习、理解和掌握程度，满分100分；（2）每次作业单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以作业成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√73期末考核50（1）采用上机考核，满分100分，以期末考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。（2）主要考核python语言的基本语法结构，序列结构，运用Python解决实际问题的能力。（3）考核题型为：编程题。√√√251510合计：100分453520八、考核与成绩评定1.考核方式及成绩评定考核方式：本课程主要以课堂表现、分组任务、上机、作业、期末上机考核等方式对学生进行考核评价。考核基本要求：考核总成绩由期末考核成绩