《Python语言程序设计与深度学习Pytorch》课程教学大纲

ADDINCNKISM.UserStyle《Python语言程序设计与深度学习Pytorch》课程教学大纲（理论课程）一、课程基本信息课程号1323D08011开课单位电子信息工程学院课程名称（中文）Python语言程序设计与深度学习Pytorch（英文）PythonLanguageProgrammingandDeepLearningPytorch课程性质必修考核类型考试课程学分1课程学时17课程类别学科拓展课先修课程无适用专业（类）智能医学工程二、课程描述及目标（一）课程简介《Python语言程序设计与深度学习Pytorch》课程是本专业的一门学科拓展课程，是机器学习、生物医学建模与科学计算等专业课程的基础课程，通过学习本课程，使学生掌握Python语言的基本语法、语句以及结构化程序设计的基本思想和方法，了解基本的算法和数据结构，理解Python的编程模式（命令式编程、函数式编程），熟练运用Python运算符、内置函数以及列表、元组、字典、集合等基本数据类型和相关列表推导式、切片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，熟练使用字符串方法，熟练使用Python读写文本文件，适当了解二进制文件操作，了解Python程序的调试方法，了解Python面向对象程序设计模式，掌握使用Python操作SQLite数据库的方法，掌握进行数据处理的基本用法，掌握进行数据可视化的用法,以及在生物医学数据分析、信号处理、建模仿真等方面的应用，同时还应培养学生解决实际问题的能力。本课程的主要内容有：（1）Python语法基础：数据类型、常量、变量、运算符、表达式等基础语法知识及应用；（2）Python控制结构：选择结构、循环结构、常用算法及应用实例等；（3）函数与模块：函数、参数、模块等概念及应用等。（二）教学目标通过本课程，学生将能够分析Python程序，掌握Python编程能力。课程目标1：掌握Python的基本语法知识。理解Python的编程模式（命令式编程、函数式编程），熟练运用Python运算符、内置函数以及列表、元组、字典、集合等基本数据类型和相关列表推导式、切片等特性来解决实际问题；课程目标2：了解Python程序的调试方法，了解Python面向对象程序设计模式，掌握进行数据处理的基本用法。了解Python在生物医学数据分析、信号处理、建模仿真中的应用，掌握进行数据可视化的用法。课程目标3：突出综合应用能力、创新能力和解决实际工程问题的培养，为后续课程的学习、工作和继续深造打好基础。课程目标4：在教学过程中注意培养学生的敬业精神、创新意识和职业道德观。三、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点课程目标权重5-2：至少会用一种机器学习平台（TensorFlow/PyTorch）设计、分析和搭建复杂智能医学系统的解决方案，并能理解其局限性。课程目标1课程目标260%12-2：能针对个人或职业发展的需求，掌握自主学习的方法，了解拓展知识和能力的途径，适应发展。课程目标3课程目标440%四、教学方式与方法本课程教学以“学生主体、教师主导”教学思想，通过教学的“互动、开放”的课堂形式，具体以课堂教学为主，结合上机实践教学、自学、课后作业，采用启发式、问题式、项目驱动式的教学方法，基于实际问题提高学生解决软件开发领域中复杂工程问题的能力，达到课程目标的要求。授课方式为：理论教学+上机实践。实践教学包括课内上机和课外上机，通过上机实践，使学生加深对程序设计思想的理解，更好地掌握相关理论知识。课程内容以单元模块为单位，既有统一要求，又可适应个体需要；整个教学不是以最后的考试为唯一考核依据，平时的课业等也是衡量学生是否达到教学目的的主要标准。加强师生互动环节，活跃课堂气氛，促进学生自主思考提出问题，解答问题，激发学生潜能。以上教学方式的有机结合可以增强学生的教学参与性，调动学生的学习积极性和主动性。五、教学重点与难点（一）教学重点运算符、表达式与内置对象；内置函数以及列表、元组、字典、集合等基本数据类型；条件表达式、选择结构、循环结构；字符串。（二）教学难点函数的定义与使用；文件操作、数据库操作；第三方库使用。六、教学内容、基本要求与学时分配序号教学内容基本要求学时教学方式对应课程目标1第1章Python概述了解Python的特征、版本、编程规范、开发环境介绍等2讲授课程目标12第2章运算符、表达式与内置对象掌握变量命名规范，数字、字符串、列表、元组、字典、集合的简单使用方法2讲授课程目标13第3章详解Python序列结构掌握列表、元组、字典、集合等基本数据类型2讲授课程目标24第4章程序控制结构掌握条件表达式、选择结构、循环结构3讲授+演示课程目标25第5章函数掌握形参与实参的概念、函数的使用和定义4讲授+演示课程目标26第6章面向对象程序设计掌握私有成员与公有成员，数据成员与成员方法，类方法与静态方法，属性的定义与使用，混入机制。2讲授+演示课程目标27第7章字符串掌握字符串的使用2讲授课程目标1合计17七、实验内容、基本要求与学时分配序号实验项目名称实验内容与要求学时类型对应课程目标1Python基础知识掌握Python中的变量、数字、运算符、表达式、基本输入输出的用法4演示性课程目标12Python数据结构掌握Python中的列表和元祖字典、集合以及其他常见数据结构的使用方法4验证性课程目标13Python中的选择结构和循环结构掌握选择、循环两种主要程序结构再Python中的实现方法6设计性课程目标14Python中的字符串使用掌握Python中字符串的基本使用方法4探究性课程目标15Python函数的设计掌握函数的设计方法，掌握面向对象的程序设计方法6其他课程目标1课程目标26Python中的文件操作方法掌握Python中文件操作和目录操作方法4探究性课程目标1课程目标27Python综合程序设计综合运用所学知识，结合相关领域和第三方模块，进行综合程序设计，解决实际问题6设计性课程目标1课程目标2合计34注：实验要求包括必修、选修；实验类型包括“演示性”、“验证性”、“设计性”、“探究性”、“其它”等。八、学业评价和课程考核（一）考核类型：考试考查（二）考核方式：开卷考试闭卷考试课程论文课程报告其它：（三）成绩评定：考核依据建议分值（百分比）考核/评价细则对应课程目标过程考核30%课堂出勤20%学习通签到和发布主题讨论，全体学生参与。考查学生出勤情况和课堂上参与主题讨论的积极性；每参与一次签到记为1分，共计10次，记为10分。少一次扣除1分。每参与一次主题讨论记为1分，未参与的记为0分。课程目标3课程目标4课堂互动40%针对第5,6,7章中主题内容开展讨论学习，加深学生对相关知识的理解。以PPT汇报的形式进行讨论结果展示。考核学生资料检索和汇总能力，以及表达能力。每次20分，共组织2次讨论活动。评分细则：A：16-20分：学生查阅资料丰富，汇总知识全面，能较好的展示和表达；B：11-15分：在查阅资料，知识汇总、PPT展示和讲解等方面做的比较好；C：6-10在查阅资料，知识汇总、PPT展示和讲解等方面只有一方面做得好；D：1-5分：在资料检索、结果汇总方面表现一般。课程目标1课程目标2课程目标3随堂作业40%自问自答类作业：考核学生对基本概念和基本理论的理解深度与广度，以作业的形式提交，增强学生提出问题、分析问题和解决问题的能力。围绕第1,2,3,4章等基础内容，采用学习通测试题的形式，考核学生对基本概念和基本理论的理解。共计4次作业，每次10分，统计总体得分情况。课程目标1课程目标2课程目标3期末考核70%试卷分成选择、填空、简答、分析和设计题，选择和填空占比30%，简答占比40%，分析和设计题占比30%。分析和设计题主要考察学生对Python程序设计语言的理解，采用以下得分规则：A：20-30分：项目设计思路合理，表述清晰，给出了总体实现逻辑；B：10-20分：项目设计思路合理，表述较清晰，实现逻辑较合理；C：0-10分：设计思路不明确，表述不清晰，逻辑基本合理。课程目标1课程目标2课程目标3课程目标4九、课程目标达成评价课程目标的实际达成效果计算方式如下，达成值越高，教学效果越好。课程目标达成度毕业要