《Python科学计算与数据处理》教学大纲（本科）.docVIP

PAGE PAGE 1 《Python科学计算与数据处理》教学大纲 课程英文名 Python for Computing and Data processing 课程代码 01M0017 学分 2 总学时 32 理论学时 24 实验/实践学时 8 课程类别 专业课 课程性质 选修 先修课程 适用专业 机械电子工程 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、课程的地位与课程目标 Python主要用途有WEB开发,人工智能,数据分析,自动化运维,图形处理,数学处理,数据库处理,网络编程, 在世界各地的工业、科研、教育领域应用广泛。是当前全球影响极大的顶级程序设计语言之一。《Python科学计算与数据处理》课程是一门选修计算机基础课程, python是一门开源的高级动态编程语言，支持命令式编程、函数式编程、面向对象程序设计，语法简洁清晰，并且拥有大量功能丰富而强大的标准库和扩展库， 本课程目标是通过授课、上机实验、程序设计等教学环节，较为系统地介绍Python语言的主要特征和编程技术。使学生熟悉Python的编程模式，掌握运用Python基础语法、列表、元组、字典、集合等基本数据类型，以及相关列表推导式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，同时了解使用正则表达式处理字符串，及不同领域的Python扩展模块。熟悉矩阵操作函数库（NumPy）、绘图库（Matplotlib）、科学计算核心包（SciPy）中部分常用函数的应用，了解统计建模工具包（StatsModels）、数据分析包（Pandas）、机器学习函数库（Scikit-learn）中部分函数的应用。本课程旨在培养学生掌握计算机编程基本的创新方法、具有追求创新的态度和意识，能够独立思考，分析问题，以及利用Python等计算机编程语言解决实际问题的能力，为从事本专业的工程工作打下良好的计算机基础， 为进一步深造打下必要的理论和专门技术基础。 课程目标 掌握Python软件基本使用方法，包括掌握Python数据结构的使用，程序控制结构的使用，掌握Python字符串和正则表达式的使用，函数设计与使用；面向对象编程，具备解决一定实际问题的编程实现能力,并通过Python科学计算成功在航空航天等方面的运用，来增强学生的国家和民族自豪感。 掌握一些数据分析常用的算法，使学生具备程序设计的思想，能够结合数学知识来解决工程计算问题。具有在理解相关问题的数学模型基础上，进行科学计算和数据分析的能力。 通过一种编程软件的学习，使学生能够针对具体工程问题使用专业软件工具，进行算法的设计、开发、及结果和问题分析的能力。 二、课程目标达成的途径与方法 授课环节中采用课堂授课、突出编程逻辑编程规范、增强数据分析实例分析练习等，从不同侧重点。并采用电子课件、实验验证、考试考核来实现课程目标。利用平时成绩、实验成绩、作品评价成绩（报告）、期末考试（答辩考核）成绩等，采用“课程考核成绩分析法”对课程目标达成度进行评价。 三、课程目标与相关毕业要求的对应关系 课程目标 课程目标对课程归属专业毕业要求的支撑程度 毕业要求1-4 毕业要求2-2 毕业要求5 毕业要求10 课程目标1 H H M M 课程目标2 H H H M 课程目标3 H H H M 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）； 2.毕业要求须根据课程所在专业培养方案进行描述。 四、课程主要内容和基本要求 知识点 主要内容 基本要求 第一章 绪论 ①Python语言简介 L3 ②Python下载与安装 L2 ③Python语言版本与开发环境 L2 ④Python语言基础 L2 第二章 Python数据结构 ①概述 L2 ②数值数据类型 L2 ③序列数据类型 L3 ④集合数据类型 L3 ⑤字典数据类型 L3 ⑥复杂数据结构 L3 第三章 Python程序控制结构 ①概述 L2 ②顺序结构 L2 ③选择结构 L3 ④循环结构 L3 第四章 Python字符串和正则表达式 ①概述 L2 ②字符串 L3 ③正则表达式 L2 第五章 函数设计与使用 ①概述 L1 ②函数的声明和调用 L2 ③参数的传递 L2 ④函数的返回 L2 第六章 面向对象编程 ①概述 L1 ②类的定义和使用 L2 ③属性和方法 L2 ④继承 L3 基本要求：L1-理解，L2-掌握，L3-熟练掌握 五、课程学时安排 章节号 教学内容 教学 时数 实验 学生任务 对应课 程目标 自学 要求 作业 讨论 第 1 章 绪论-Python的概述：①②③④ 2 0 / 作业1 1 第 2 章 Python数据结构：①②③④⑤⑥ 6 2 / 作业2 1-3 第 3 章 Pyt