《AI时代话编程编程导论》课程教学大纲（本科）

1、AI时代话编程-编程导论Introduction to Programming in an Era of AI课程代码：学分：1学时：24 (其中：课堂教学学时：24实验学时：0上机学时：0课程实践学时：0)先修课程：无适用专业：全校各专业教材：编程导论一一以Python为舟，沙行勉，清华大学出版社，2018一、课程性质与课程目标(一)课程性质本课程是面向全校各专业学生的公共选修课程。人工智能(Artificial Intelligence, AI)物联网 (Internet of Things, IoT)、信息物理系统(Cyber-Physical Systems, CPS)的深度开展，催生

2、了当今 社会各方面的极大变革，而从AlphaGo、股票交易、无人机群/驾驶、天气预报、到智慧地球等的功 能实现都是基于底层编码，因此，培养不同专业学生编程能力迫在眉睫，以通过计算机解决各自领 域的问题，新工科、新农林、新医药等的开展需要深入结合计算机技术、信息技术，以智慧性地改 善现有行业的工作效率和生产品质，更是大大提升了该需求。本课程以“计算思维”的角度来实施 编程教学，其主要内容包括计算机编程的基本概念、基本思想、循环控制、递归思维、数据结构组 织、面向对象技术、经典算法解析等，使读者在熟练Python编程语言的同时，掌握计算机编程思维 和技巧，包括逻辑思维能力、计划构建能力、循环计算能

3、力、递归求解能力等，提高以计算机解决 实际问题的能力。(二)课程目标1.知识方面课程目标1.1:掌握计算机编程的基本概念、基本思想；课程目标1.2：掌握Python基本编程、输入输出、文件操作等；课程目标L3：掌握二分法、递归等编程思想；课程目标1.4：掌握面向对象编程基本思想、小乌龟画图控制等;2 .能力与素质方面课程目标2.1：能够使用Python做基本的程序设计开发;课程目标2.2：深刻理解递归的编程思想；课程目标2.3：能够利用递归技术编程解决相关问题;课程目标2.4：深刻理解二分法的效力，并利用其解决相关问题的能力;课程目标2.5： 了解程序开发文档的撰写要求并能够按规范撰写；注：工

4、程类专业通识课程的课程目标应覆盖相应的工程教育认证毕业要求通用标准二、课程内容与教学要求（按章撰写）第一章第1章初探编程之境（-）课程内容1计算机编程的基本概念.乘Python之舟进入计算机语言的世界.常用算术运算符.介绍数据类型.学习Python的控制语句（二）教学要求1了解计算机编程的基本概念.掌握常用算术运算符.掌握常用数据类型.掌握Python的局部控制语句（三）重点与难点.重点常用数据类型、Python的局部控制语句。.难点难点是数据类型。第二章巩固编程基础（一）课程内容.再谈Python的循环控制语句.函数的简介.探讨编程思路.讨论循环中的一些技巧.活学活用一一运行Python解决

5、问题（二）教学要求.掌握Python的循环控制语句.能够用函数实现简单的应用.掌握一般的编程思路（三）重点与难点.重点重点是掌握一般的编程思路。.难点点是函数及其应用。第三章深谈Python函数、变量与输入输出（-）课程内容.深入了解函数的各种性质.再谈序列与字典数据类型.关于Python数据类型的考前须知.深入探讨列表的常用操作与开销.输入输出、文件操作与异常处理（二）教学要求.掌握函数的各种性质.掌握序列与字典.掌握列表的常用操作，了解其开销.初步掌握输入输出、文件操作与异常处理（三）重点与难点.重点重点是掌握函数、序列、列表等相关操作。.难点难点是输入输出格式丰富、文件操作。第四章探究递

6、归求解的思维方式（-）课程内容,理解递归求解的思维方式.用递归方式重温例题.list、string内置函数的非递归与递归实现4 .四种不同的递归方式来解决排序问题（二）教学要求.掌握递归求解的思维方式.掌握list、string内置函数的递归实现.掌握不同方式的排序问题解决方案（三）重点与难点L重点重点是理解递归求解的思维方式、排序。.难点难点是递归求解的思维方式。第五章熟练递归编程（-）课程内容.二分法求解问题,求两个数的最大公因数.中国余数定理问题.关于递归函数开销的讨论.用递归思维解决线性方程组问题.用各种编程方式解决排列问题.用各种编程方式解决组合问题（二）教学要求.掌握二分法求解问题

7、的思想2. 了解递归函数开销3.掌握排列组合的解决方法（三）重点与难点L重点重点是理解二分法，常用的排列组合的解决方法。2 .难点难点是递归函数开销。第六章智能是计算出来的（-）课程内容.老鼠走迷宫问题.菜鸡狼过河问题（二）教学要求.掌握老鼠走迷宫.掌握菜鸡狼过河（三）重点与难点L重点重点是具体问题中数据结构的组织、算法的构思。.难点难点是递归函数的深入理解。第七章面向对象编程与小乌龟画图（一）课程内容.初识面向对象编程.面向对象中的概念.了解面向对象的三大特性.初识小乌龟.多个小乌龟的动图绘制（二）教学要求. 了解面向对象思想，两种设计思想的不同.掌握面向对象中的概念.掌握小乌龟基本的画图（

8、三）重点与难点.重点重点是面向对象思想、简单的画图。.难点难点是面向对象中的相关概念。第八章掌握编程的精华一一算法（一）课程内容.深入浅出之算法.深度优先搜索.最短路径问题.动态规划算法（二）教学要求了解算法时间复杂度分析、图等掌握深度优先搜索了解动态规划算法（三）重点与难点.重点重点是深度优先搜索的实现。,难点难点是动态规划算法的设计。三、教学形式与学时分配章（按序填写）教学形式及学时分配主要教 学方法支撑的课程 目标课堂 教学实 验上机课程实践小计第1章初探编程之境22讲授、实践1.1第2章巩固编程基础22讲授、实践1.2、2.1第3章深谈Pylhon函数、变44讲授、实践1.3、2.1、

9、2.5量与输入输出第4章探究递归求解的思维方式44讲授、实践2.2、2.4第5章熟练递归编程442.3第6章智能是计算出来的222.4第7章面向对象编程与小乌龟画图441.4、2.5第8章掌握编程的精华一一算法222.2、2.4合计24四、主要教学方法课程采用线上线下混合式教育，以线下教学为主。线下是课堂教学，学生在教师授课的同时可 以同步演练操作，以及根据教师给出的任务可开展团队式自主学习实践；线上教育依托现有“移动 互联网开发”课程教育资源，学生可以课外自主拓展学习相关开发技术、并可进一步利用网络仿真 系统编写代码加深相关原理的理解。线下的课程专用教室为计算机楼308室，由计算机学院专门建

10、设用于创客类相关课程教学，有 60个学生座位，每个座位均具有电源和网线接口，便于学生在课堂上携带笔记本同步操作。五、课程考核考核形式考核要求考核权重备注平时大作业布置2次大作业，主要涵盖课 程中递归和面向对象的学习内 容，计算2次作业平均分。50%期末编程测试（工程设计和作品）可结合AI、CPS、IoT等相关技 术，自选专业领域、自主构思 课题，提出设计方案，规划程 序结构和模块，完成编码、并 进行测试运行，学生须提交最 终报告。50%合计100%注：1.分学期设置和考核的课程应按学期分别填写上表。.考核形式主要包括课堂表现、平时作业、阶段测试、期中考试、期末考试、大作业、小 论文、工程设计和作品等。.考核要求包括作业次数、考试方式（开卷、闭卷）、工程设计要求等。.考核权重指该考核方式或途径在总成绩中所占比重。六、参考书目及学习资料（书名，主编，出版社，出版时间及版次）.计算机科学导论一一以Python为舟M.沙行勉著.清华大学出版社,2016.9,第2版.算法导论M. Thomas H.Cormen, Charles E.Leiserson, Ronald L.Rivest, Clifford Stein 著.殷建平, 徐云，王刚等译.机械工业出版社,2012.12,原书第3版. Python算法教程M