《Python程序設計》教學大綱一、課程基本信息課程名稱Python程序設計PythonProgramming課程編碼GEO211721030開課院部地球科學與技術學院課程團隊處理計算機類課程教學團隊學分3.0課內學時48講授48實驗0上機(48)實踐0課外學時48適用專業勘查技術與工程（物探）授課語言中文先修課程程序設計、大學計算機課程簡介（限選）程序語言設計（Python）是地球物理學及勘查技術與工程專業的專業基礎限選課，通過本課程結構化及面向對象的程序設計思想及計算思維和良好生態系統的學習，培養具備基本編程能力、數據分析能力、計算思維能力和復雜專業問題求解能力的學科交叉型人才。本課程涉及數學、程序語言設計及計算機方面的基礎理論和相關知識，在學習本課程之前，要求學生已修讀《程序語言設計（C）》、《計算機文化基礎》、《高等數學》等課程。要求學生在理論知識學習的基礎上，獨立完成上機環節設置的編程作業，鞏固加強所學的理論知識，提高實際編程能力，為后續地震資料處理、解釋及反演的實踐環節奠定基礎。考核成績由出勤情況（5%）、課堂表現（5%）、作業及上機（30%）、期中檢查（10%）、期末考試（50%）等幾部分綜合得出。ProgrammingLanguageDesign(Python)isaprofessionalbasiccourseofgeophysicsandexplorationtechnologyandengineering,throughthestudyofstructuredandobject-orientedprogrammingideas,computationalthinkingandgoodecosysteminthiscourse,wewillcultivatebasicprogrammingability,dataanalysisability,interdisciplinarytalentswithcomputationalthinkingabilityandcomplexprofessionalproblemsolvingability.Thiscourseinvolvesbasictheoriesandrelatedknowledgeinmathematics,programminglanguagedesignandcomputer.Beforelearningthiscourse,studentsarerequiredtohavestudied"programminglanguagedesign(C)"."ComputerCultureFoundation","advancedmathematics"andothercourses.Onthebasisoftheoreticalknowledgelearning,studentsarerequiredtoindependentlycompletetheprogrammingworksetupinthecomputer,consolidateandstrengthenthetheoreticalknowledgetheyhavelearned,andimprovethepracticalprogrammingabilityforsubsequentseismicdataprocessing,thepracticallinkofinterpretationandinversionlaysthefoundation.Theassessmentresultsareobtainedfromattendance(5%),classroomperformance(5%),homeworkandcomputer(30%),mid-termexamination(10%)andfinalexamination(50%).二、課程目標序號代號課程目標OBE畢業要求指標點任務自選1M1目標1：使學生具備基礎的、必要的Python語言編程方面的知識，培養學生使用已有的Python源程序資源解決勘查地球物理領域相關問題的能力是2.31.32M2目標2：初步掌握通過計算機編程對復雜問題進行科學計算的技巧，培養學生應用數值計算方法編寫相關程序的能力是2.31.3三、課程內容序號章節號標題課程內容/重難點支撐課程目標課內學時教學方式課外學時課外環節1第一章第一章Python語言程序設計初步本章重點難點：Python語言的特點、結構和組成////21.11.1Python語言的發展概況靜態語言和腳本語言，編譯與解釋，編程與計算思維，Python的重要性&發展史，Python3.X計算生態，Python運行環境配置M1,M24講授4自學31.21.2Python程序簡例&特點Python簡例及基本語句的功能；Python語言的特點M1,M22講授2自學41.31.3Python程序的基本組成Python語法元素；Python格式框架；Python兩種模塊引用方式M1,M22講授2自學51.41.4數據的類型及其運算常量和變量（指向性，對象）；基本數據類型（數字與字符），字符串的操作(運算函數、處理方法)，運算符、表達式及賦值語句的類型，邏輯表達式運算的優先級M1,M24講授4作業6第二章第二章語句與結構化程序設計本章重點難點：順序結構、分支結構和循環結構的理解與掌握////72.12.1概述程序流程圖，三種基本結構M1,M20.5自學0.5自學82.22.2分支語句與分支結構塊IF構造（單分支、二分支、多分支選擇結構及其嵌套），分段函數的實現，條件表達式M1,M21.5講授1.5作業92.32.3循環語句與循環結構for循環（遍歷結構，range函數），for循環擴展，while循環，while循環擴展，for循環與while循環的對比，循環控制語句（break語句和continue語句）M1,M22講授2作業10第三章第三章數據結構本章重點難點：序列及字典的操作////113.13.1概述序列的屬性M1,M20.5講授0.5自學資料123.23.2元組與列表通過元組和列表表征向量和矩陣，并進行相關運算M1,M22講授2課后作業133.33.3字典與集合利用字典統計學生的成績、管理學生的檔案；集合的操作M1,M21.5講授1.5課后作業14第四章第四章函數與模塊本章重點難點：函數和模塊的定義與使用////154.14.1概述函數、模塊與包，及其包含關系M1,M20.5講授0.5自學164.24.2函數函數、遞歸函數的定義、引用（實參代虛參）及使用M1,M21.5講授1.5作業174.34.3模塊模塊的定義與引用，引用的路徑問題，模塊的使用M1,M22講授2作業18第五章第五章文件本章重點難點：文本文件及二進制文件的基本操作////195.15.1概述文件的分類，及其特點M1,M20.5講授0.5自學205.25.2文本文件的操作文件的創建和打開，文本文件的操作方法，上下文管理器的使用；內置模塊os和shutilM1,M22講授、討論2作業215.35.3二進制文件的操作使用pickle模塊處理二進制文件M1,M21.5講授、討論1.5作業22第六章第六章面向對象的程序設計本章重點難點：面向對象的編程及應用////236.16.1概述面向對象編程（OOP）的思想，繼承和多態，區別面向過程的程序設計；類和對象的內涵M1,M21講授1自學246.26.2類和對象類的屬性（數據成員）和方法（成員函數）的定義和使用，構造函數，實例對象self，公有成員、私有成員M1,M23講授3作業256.36.3類的繼承性和多態性類的繼承性，包括構造函數及方法的繼承；多態性，函數重載及運算符重載。M1,M22講授2作業26第七章第七章異常處理與程序調試本章重點難點：try-except異常處理機制及程序調試的思想////277.17.1概述Python異常處理與其他高級語言的異同點M1,M20.5講授0.5自學287.27.2Python異常處理try-except-else-finally異常處理機制的正確使用；raise和assert語句M1,M22.5講授2.5作業297.37.3程序調試程序的調試和測試，測試方法（隨機法、黑盒法、白盒法）M1,M21講授1作業30第八章第八章計算生態及庫本章重點難點：Python的計算生態，常用庫的使用/////318.18.1概述三種思維方式，計算思維的本質，Python的計算生態M1,M21講授1自學328.28.2標準庫math庫、random庫、datetime庫、turtle庫四種標準庫的正確使用M1,M22講授2作業338.38.3第三方庫第三方庫的分類；jieba庫、wordcloud庫、requests庫、tensorflow庫等常用庫的使用M1,M23講授3作業34第九章第九章高級編程本章重點難點：基于Python的網站開發、網絡爬蟲及數據可視化/////359.19.1基于Python的網站開發https，html，Web服務，CGI，Web框架FlaskM1,M22講授2自學369.29.2基于Python的網絡爬蟲網絡爬蟲的概念，常見的網絡爬蟲，爬蟲的類型，采用requests庫和bs4實現定向爬蟲M1,M22講授2作業379.39.3數據分析及可視化基于numpy和matplotlib.pyplot庫實現數據分析及可視化M1,M22講授2作業3810.110.1上機Python的安裝配置與上機環境M1,M23上機3撰寫報告3910.210.2上機Python程序簡單的程序設計M1,M22上機2撰寫報告4010.310.3上機Python基本數據類型編程應用M1,M23上機3撰寫報告4110.410.4上機基于Math標準庫的計算編程M1,M22上機2撰寫報告4210.510.5上機Python選擇結構程序設計M1,M23上機3撰寫報告4310.610.6上機Python循環結構程序設計M1,M23上機3撰寫報告4410.710.7上機構造數據類型程序設計（一）M1,M22上機2撰寫報告4510.810.8上機構造數據類型程序設計（二）M1,M22上機2撰寫報告4610.910.9上機模塊及函數程序設計（一）M1,M22上機2撰寫報告4710.1010.10上機模塊及函數程序設計（二）M1,M22上機2預習及寫報告4810.1110.11上機文件應用（一）M1,M22上機2撰寫報告4910.1210.12上機文件應用（二）M1,M22上機2撰寫報告5010.1310.13上機面向對象的程序設計（一）M1,M23上機3撰寫報告5110.1410.14上機面向對象的程序設計（二）M1,M23上機3撰寫報告5210.1510.15上機Python異常處理M1,M23上機3撰寫報告5310.1610.16上機Python標準庫的應用M1,M23上機3撰寫報告5410.1710.17上機Python第三方庫的應用M1,M23上機3撰寫報告5510.1810.18上機Python高級編程應用（一）M1,M23上機3撰寫報告5610.1910.19上機Python高級編程應用（二）M1,M22上機2撰寫報告四、考核方式序號考核環節操作細節總評占比1平時作業1.每周布置2-3道題目，平均每次課1道題以上。2.成績采用百分制，根據作業完成準確性、是否按時上交、是否獨立完成評分3.考核學生綜合運用所學知識分析問題、解決問題的能力，題型主要有編程和問答題。15%2上機1.本課程40個學時上機，共20次實驗。2.成績采用百分制，根據實驗完成情況評分。3.考核學生對所學內容的掌握程度。15%3期中檢查考試或課程總結，學生選擇10%4考勤隨機點名、刷卡點名等5%5課堂表現隨機檢查學生上課精神狀態、回答問題情況5%6期末考試1.閉卷考試，成績采用百分制，卷面成績總分100分。2.主要考核學生對Python語言基本知識的掌握能力，學生綜合運用所學知識分析問題、解決問題的能力，題型主要有選擇題、填空題、論述題、編程題等。50%五、評分細則序號課程目標考核環節大致占比評分等級1M1平時作業15%A-按時提交作業，基本知識點理解無誤。B-按時提交作業，基本知識點理解存在少量錯誤。2M1上機15%A-準備充分，程序編寫調試無誤;B-有準備，程序編寫調試存在少量問題;C-無準備，程序編寫調試存在較多問題;3M1期中檢查10%A-成績優秀;B-成績良好;C-成績一般;4M1考勤5%A-缺勤2次以內。B-缺勤3次及以上。5M1課堂表現5%A