《Python语言课程设计》教学大纲

《Python语言课程设计》教学大纲课程英文名PythonLanguageCourseDesign课程代码03P0040学分1总学时1周理论学时0实验学时0上机学时1周实践学时0课程类别集中实践环节课程性质选修先修课程Python程序设计适用专业计算机科学与技术开课学院信息工程学院注：课程类别是指公共基础课/学科基础课/专业教育课；课程性质是指必修/限选/任选。一、课程地位与目标（一）课程地位《Python语言课程设计》是面向计算机科学与技术专业的编程实践选修课程，旨在进一步巩固学生在《Python程序设计》课程中所学的知识，并将其应用于实际开发项目中。该课程强调实践操作，通过设计和开发具体的应用程序，使学生能够在真实场景中灵活运用Python语言进行问题分析、解决方案设计、程序编写及调试优化。课程内容不仅涵盖Python的核心语法，还深入探讨常用的Python库和工具，如数据处理、网络编程、数据库操作等，培养学生解决实际问题的能力。通过本课程的学习，学生将能够在实际开发中熟练掌握Python语言的应用，具备独立完成项目的能力，并为后续更深入的专业课程学习，如人工智能、大数据分析、Web开发等领域奠定坚实的基础。此外，课程还注重培养学生的团队协作与项目管理能力，为学生进入技术研发和工程实践领域打下良好的基础，提高其就业竞争力。（二）课程目标《Python语言课程设计》课程旨在帮助学生深化对Python语言的理解，并通过实际项目开发进一步掌握Python的语法和常用库的使用。通过本课程的学习，学生能够熟练掌握Python编程的基础知识，提升编写实际应用程序的能力。课程内容着重培养学生在项目中分析问题、设计解决方案和进行编程实现的能力，同时注重团队合作精神的培养，使学生能够在团队中担任不同角色，参与项目开发与管理。通过培养精益求精的工匠精神和严谨的工作态度，学生将为未来的工作和创新做出贡献，并为进入Python开发领域或继续深造奠定基础。课程目标：1.帮助学生巩固所学知识，强化Python语法的掌握和对库的使用。根据所需编写的实际项目，选择合适的Python库，对Python库的使用进行进一步的学习。掌握库文档的阅读自学能力。培养学生运用所学知识，对实际问题进行分析和编程实现的能力。为毕业设计和毕业后从Python开发等工作打下一定基础。2.培养学生能够在实际开发中熟练掌握Python语言的应用，增强学生的表达、沟通和交流能力，包括撰写报告、设计文稿、陈述发言、清晰表达等，具备独立完成项目的能力。课程思政目标：1.理解计算机专业中技术日新月异的现状，体会技术更新重要性。培养勤于实践的学习习惯和严谨负责的工作态度，塑造精益求精的工匠精神。2.理解温故而知新的重要性，培养热爱学习、勇于实践的品质。培养团队协作精神。3.培养勤于沟通、交流的品质。在课程设计报告的撰写过程中培养学生实事求是、认真严谨的工作态度。二、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毕业要求的支撑程度（H、M、L）毕业要求4毕业要求5课程目标1L课程目标2L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）。三、设计选题及任务要求序号参考选题基本要求课程思政目标1GUI计算器1.编写一个简单的计算器，要求使用tkinter进行GUI编程，同时完成相关计算器的功能实现。通过设计GUI计算器，培养学生的实践能力和团队合作精神，激发其创新意识，增强“工匠精神”，并鼓励学生在技术学习中以用户为中心，关注社会实际需求，承担起新时代计算机科技人才的责任。2.学有余力的同学，可考虑较复杂的科学计算器的设计。2教务管理系统1.使用tkinter进行GUI的编写。在设计教务管理系统过程中，帮助学生理解信息技术如何提升教育管理效率，增强其对教育事业的责任感与使命感，培养学生利用技术为社会发展提供有力支持的能力。2.教务数据需要使用数据库进行存储。3.提供个人学籍信息、课程信息、成绩信息等的录入和查询。4.区分教师、学生等不同登陆身份。5.在此基础上，对学有余力的同学，可考虑数据可视化功能。3股价数据可视化软件1.使用爬虫爬取股价数据，或使用pandas读取预先准备在csv文件中的股价。通过开发股价数据可视化软件，引导学生关注金融技术在社会中的重要作用，培养学生分析金融数据的能力，鼓励学生创新，推动我国金融科技行业的自主发展与技术突破。2.将股价进行绘图，要求横坐标、纵坐标明确。3.计算得出股价上升时间段和下降时间段。4人脸识别软件1.阅读opencv的文档，找出其人脸识别Python接口的使用方法。注：也可使用其他带人脸识别接口的包，不限于opencv。通过开发人脸识别软件，培养学生在人工智能领域的专业能力，强化对技术伦理与隐私保护的重视，引导学生在未来发展中承担起科技创新与社会责任，推动科技服务社会。2.编写一个软件（要求有GUI），进行人脸识别。3.对学有余力的同学，可考虑如何使用多次连续识别的结果，对识别精度进行改进。也可利用识别结果，实现人脸识别自动签到系统。5矩阵计算软件1.使用tkinter进行GUI的编写。通过设计矩阵计算软件，帮助学生理解数学与计算机科学的紧密联系，提升其逻辑思维能力。引导学生树立严谨的学术态度，并通过技术创新服务于科学研究和社会发展。2.设计界面，输入矩阵元素。3.实现矩阵的加、减、元素乘、矩阵乘、行列式、逆矩阵等计算，在GUI界面上显示结果。6房价分析与预测波士顿房价数据见以下压缩包通过房价分析与预测项目，培养学生将数据分析应用于实际社会问题的能力，增强其社会责任感，帮助学生意识到计算机技术在促进社会公平与发展中的重要作用。2.使用pandas读取数据。取出前一半的数据作为训练数据，使用numpy/scipy或其他库进行多元线性回归，找出各个因素与房价间的关系。3.将剩余的后一半数据作为测试数据，输入多元线性回归模型，得出房价的预测值，分析与真实值的差距。7使用Python分析习近平总书记在庆祝中国共产党成立100周年大会上的讲话1.使用合适的爬虫工具，在网络上对习近平总书记在庆祝中国共产党成立100周年大会上的讲话内容全文进行爬取。/article/32146864通过分析习近平总书记讲话内容，培养学生的政治敏感性与社会责任感，增强学生的民族自信心，激发学生用技术为国家发展、民族振兴贡献力量的决心和责任。2.使用jieba分词库进行分词。3.使用wordcloud进行词云可视化分析。分析时去掉停用词。中文停用词：/elephantnose/characters/master/stop_words4.（选做）学有余力的同学，对以上内容进行拓展，实现GUI界面，可通过输入网址（可以指定同一个网站的不同页面，网页格式统一，方便实现），分析不同的讲话内容。8使用Python看看我国人均GDP的增长1.使用Python从网站上下载人均GDP数据人均GDP数据：/v2/zh/indicator/NY.GDP.PCAP.CD?downloadformat=csv通过分析我国人均GDP增长数据，培养学生对国家经济发展状况的关注，激发学生为中国经济持续发展贡献技术力量的责任感，增强其服务社会的意识与能力。2.使用合适的Python库实现的文件解压。3.使用pandas读取我国人均GDP数据，使用matplotlib，绘制折线图，体现我国人均GDP增长趋势。4.在以上基础上进行拓展，以人均GDP增长率，即(第i年人均GDP)/（第i-1年人均GDP）-1，进行绘图，并在同一图上绘制我国与其他若干国家的人均GDP增长率进行对比。9自选命题1.自选命题需要提前报任课老师批准。自选命题项目鼓励学生结合实际问题开展创新性设计，培养学生解决实际问题的能力。通过项目实践，激发学生的创新思维，鼓励其在技术研发中关注社会需求、承担社会责任，服务国家发展。2.要求网络资源无雷同代码。3.除特殊情况（预先报批），一般需要有GUI。4.需要有足够的工作量。注：学生可任选其中一个题目进行设计。四、课程设计的主要进程与时间安排序号主要进程教学内容时间分配1选题、分工及设计介绍选题详情，确定选题、组内分工，完成总体设计。第1天2编程实现按选题要求进行编程实现，包括代码编写、调试、测试等。第2-4天3验收及完成报告对实现的Python应用进行验收，并完成课程设计报告。第5天五、课程考核与成绩评定考核类别考查考核形式程序验收+课程设计报告成绩评定总评成绩=平时成绩*20%+期末成绩*80%平时成绩=点名*50%+认真程度*50%期末成绩=实验程序验收*60%+课程设计报告*40%实验程序验收=(功能完整度+团队内承担工作量+技术和代码熟悉程度)/31.点名评分标准：共5次，每次20分。2.认真程度评分标准：积极认真，进度快（90-100）较认真，进度一般（80-89）认真程度尚可，进度一般（70-79）认真程度一般，进度慢（60-69）不认真、进度很慢或未能按时完成作品（0-59）3.功能完整度评分标准：功能非常完整（90-100）功能基本完整（80-89）功能略有缺失（70-79）功能较多缺失（60-69）完全未实现要求的功能，或严重的代码抄袭（0-59）4.团队内承担工作量评分标准：技术难度/工作量充足，团队合作顺利（90-100）技术难度/工作量一般，团队合作顺利（80-89）技术难度/工作量偏小，团队合作一般（70-79）技术难度/工作量小，团队合作一般（60-69）团队中承担工作量严重偏小或未在团队中承担任何工作量（0-59）。5.技术和代码熟悉程度评分标准：对技术和代码非常熟悉，且使用的技术先进（90-100）对技术和代码较熟悉（80-89）对使用的技术和代码一般熟悉（70-79）对使用的技术和代码不太熟悉（60-79）对使用的技术和代码一无所知，存在严重抄袭（0-59）6.课程设计报告评分标准：结构合理，内容完整，排版符合要求，具有技术前沿性或创新性，或有自己的见解（90-100）结构基本合理，内容基本完整，排版基本符合要求，技术描述基本正确，有轻微缺失或不足（80-89）总体质量尚可，但结构、内容、排版、技术描述中有一定问题（70-79）总体质量不佳，或结构、内容、排版、技术描述中有较为明显的问题（60-69）总体质量很差，态度不认真，有严重缺失，或有严重技术错误，或有严重抄袭（0-59）成绩登记方式百分制六、推荐教材与主要参考书（一）推荐教材：[1]《Python程序设计实用教程》，杨连贺等：清华大学出版社，2018年06月出版，I