《数据分析2Python》课程教学大纲.docx

数据分析2Python教学大纲一、课程基本信息课程名称数据分析(Python)Data Analytics (Python)课程编码CST510521030开课院部计算机科学与技术学院课程团队人工智能教学团队学分3.0课内学时56讲授32实验0上机24实践0课外学时56适用专业物联网工程授课语言中文先修课程课程简介 (限选)主要讲述python语言的基本知识和程序设计，核心在于数据的获取、分析与处理，是一门非常重要的基础课。python语言是一种应 用广泛的程序设计语言。本课程主要介绍python语言的基本语法、基本控制结构以及如何进行数据的获取、处理与分析；讲授程序设计 的思想和方法、面向对象概念、数据分析工具和开发过程、开发技巧。课程的主要目的是培养学生的数据分析能力，为机器学习、人工智 能等计算机领域的高级应用奠定基础。通过课程的学习，使学生学会用计算机处理数据的思维方法，增强解决问题的编程实践能力，为将 来解决数据处理问题、工程问题、科学计算问题及后继课程的学习奠定基础。而课程中思政案例的穿插，使学生在掌握专业知识的同时， 培养学生树立正确的价值观和深入理解社会主义核心价值观。This course focuses on the basic knowledge and program design of Python language, the core of which is the acquisition, analysis and processing of data, which is a very important basic course. Python language is a widely used programming language. This course mainly introduces the basic grammar of Python language, the basic control structure and how to obtain, process and analyze the data, the ideas and methods of teaching programming, object-oriented concepts, data analysis tools and development processes, and development techniques. The objective of the course is to develop the abilities of students' data analysis abilities and lay the foundation for advanced applications in computer fields such as machine learning and artificial intelligence. By attending the course, students can master the way of thinking and using computers to solve real-life problems, meanwhile enhancing their ability of solving problems with programs in practice. These would be an important basis for the students to solve problems in both engineering and scientific technology. In addition, it is a basic tool of developing software, and plays as the basis for the study of the other courses in further.负责人大纲执笔人审核人B-设计合理、清晰的知识图谱。c-设计出合理的知识图谱。D-未设计知识图谱。23M4日常实验15%A-按时提交实验报告，实验符合规范，结论无误。B-按时提交实验报告，实验基本规范，结论基本正确。c-实验过程存在问题。D-未完成24M4小测验10%A-按时提交作业，代码量非常充分，逻辑合理。 B-按时提交作业，代码量比较充分，逻辑合理。 c-按时提交作业，代码量满足要求，逻辑一般。 D-未完成作业25M4课程报告20%A-按时提交作业，课程报告撰写规范，各部分齐全，分析合理。B-按时提交作业，课程报告撰写较规范，各部分齐全，分析较合理。C-课程报告撰写欠规范，缺少部分内容，分析不全面。D-课程报告未完成26M4大作业20%A-按时提交作业，对案例完成非常充分，对相关细节掌握到位。 B-按时提交作业，对案例完成比较充分，对相关细节掌握尚可。 c-按时提交作业，对案例基本完成，对相关细节了解一般。D-未完成作业27M5知识图谱20%A-关键词用词准确；B-关键词用词比较准确；c-关键词不准确，大体表达含义；D-关键词用词混乱。28M5日常实验20%A-能熟练读懂英文题名，题意理解准确；B-能读懂英文题名，题意能理解；c-能基本读懂英文题名，题意个别地方理解不准确； D-不能读懂英文题名。29M5小测验20%A-能熟练读懂英文题名，题意理解准确；B-能读懂英文题名，题意能理解；c-能基本读懂英文题名，题意个别地方理解不准确；D-不能读懂英文题名。30M5课程报告40%A-能熟练使用英文撰与报告指定章节；B-能使用英文撰写报告指定章节，个别部分表达不准确； c-能使用英文撰写报告指定章节，较多部分表达不准确； D-不能使用英文撰与报告指定章节。评分等级说明：A, B, C, D, E = 90-100, 80-89, 70-79, 60-69, 0-59; A, B, C, D = 90-100, 75-89, 60-74, 0-59; A, B, C=90-100, 75-89, 60-74, 0-59; M, N = 80-100, 0-79六、教材与参考资料序号教学参考资料明细1图书1自主编写教材，.2图书I Python语言程序设计基础（第二版），嵩天，高等教育出版社.3网络视频1自主录制的视频，.二、课程目标序号代号课程目标0BE毕业要求指标点任务自选1Ml目标1：掌握编程知识和技术，能进行程序设计与实现是1.22M2目标2：对数据进行处理，对实验结果进行分析，并得出合理有效的验证结论是4.33M3目标3 ：能够根据性能与适用范围，选择和使用恰当的扩展库，对人工智能应用领域的复杂工程问题 进行分析、设计与实现。是5.24M4目标4 ：选用特定的扩展库，模拟和预测专业问题，并分析结果的局限性是5.35M5目标5 ：使用英语进行知识学习，能对课程相关的英文资料进行无障碍的沟通和交流是10.3三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课 程目标课内 学时教学方式课外 学时课外环节11第1章python编 程基础本章重点难点：掌握基本数据类型、常用运算符和表达式的使 用，理解数据类型的转换、运算符的优先级和结合性、数据的 输入、输出，了解字符串的基本使用方法。讲解数据分析的应用领域，把技术应用于社会发展，不要对社 会造成负面损害。M1,M52讲授2SP0C21. 11.1基本数据类型基本数据类型的概念，各种数据类型的数值（整型、浮点型） 在内存中的表示方式及取值范围/31.21.2常量与变量在所选择的程序设计语言中，各种数据类型常量的书写规则、 变量的定义与命名规则、变量的存储与复制，以及数据类型的 转换规则/41.31.3运算符与表达 式算术、赋值、关系、逻辑等运算符的操作含义和优先级、结合 性的概念，常用表达式的概念、书写方式和计算规则/51.41.4数据的输入和 输出在所选择的程序设计语言中，不同数据类型数据的输入；在所 选择的程序设计语言中，不同数据类型数据的输出，map函数 的使用/61.51.5字符串了解字符串的定义方法，索引的使用，切片的建立方法/72第2章典型数据 结构本章重点难点：了解列表和元组的基本使用方法、了解字典的 基本使用方法M1,M52讲授2SP0C82. 12. 1列表了解列表的定义方法，兀素的增删改操作，索引的使用，切片 的建立方法。/92.22.2元组兀组与列表的异同比较，兀组的不可修改性，兀组的隐性使用/102.32.3字典字典的定义，兀素的访问，兀素的增删改操作/113第3章基本控制 结构本章重点难点：掌握使用条件控制结构和循环控制结构设计累 力口、累乘、统计等算法的基本方法，理解嵌套的条件控制结 构、嵌套的循环控制结构的流程控制过程，以及循环中断语句 的作用；函数的作用和基本使用方法进行思政教育，根据python代码必须缩进，讲述没有规矩不成 方圆M1,M52讲授2SP0C123. 13.1条件控制结构条件控制结构（单分支、二分支和多分支）的特点和执行过程/133.23. 2循环控制结构循环控制结构的特点和执行过程，针对所选择的程序设计语言 讲授for-in循环和do-while循环，通过实例阐述循环的应用 方式、嵌套循环的应用和执行过程。/143.33.3函数函数的定义，函数的调用，函数的返回值、函数的默认值/154第4章内存管理本章重点难点：了解基本数据类型的内存形式。M1,M52讲授2SP0C164. 14. 1 Python 动态类型C语言与Python在内存分配上的异同/174.24.2 List内存模 型以List为例，讲解集合数据类型的数据存储特征/184.34.3函数中参数传 递主要讲解数据在传递的过程中，内存是如何变化的/194.44.4深拷贝和浅拷贝讲解两种拷贝方式在内存空间中的区别/204.54.5字符串拼接性能的解析通过字符串拼接这样一个具体实例，体会各种方法在内存变化 上的优劣对比/214.64. 6文件的读取和 写入文件处理的基本方法/224.74.7 Pathlib 库管 理文件如何用Pathl ib库高效地处理文件/234.84. 8 Json的使用如何用json文件保存和读取复合数据类型/245第5章面向对象本章重点难点：掌握面向对象的基本概念，熟练掌握类的定 义、继承和多态52讲授2SP0C255.25.2对象的初始化如何进行初始化、有参初始化、无参初始化、self的使用。/265.35.3向函数传递对 象对象作为函数的参数。/275.45.4对象的赋值和 复制对象的赋值和复制方法；拷贝构造函数的定义和使用范围。/285.55. 5模块和包模块的定义，绝对导入和相对导入，模块重命名，_name_和 _main_。/295.65.6类的组合组合类的构造函数、调用顺序。/305.75.7派生类的概念派生、继承的意义、概念与理解。扩充内部类。/315.85.8派生类的构造 函数派生类构造函数的定义、构造规则以及创建派生类对象时的调 用顺序。/325.95.9多态性，重写 和 super多态性的概念和基本使用方法，同名覆盖、访问声明。/335.95.9多态性，重写 和 super多态性的概念和基本使用方法，同名覆盖、访问声明。/345. 105.10扩展内置数 据类型_repr_()和_str_ ()方法，format_。方法，_hash_() 方法，比较运算符，_nev_()和一加1一()方法，_add_()方 法/355. 15.10扩展内置数 据类型_repr_()和str()方法，format()方法，hash() 方法，比较运算符，_nev_()和一加1一()方法，_add_()方 法/365. 115. 11多重继承多重继承的概念和声明；多重继承派生类构造规则和调用顺 序。/376第6章数据获取本章重点难点：如何使用爬虫获取数据进行思政教育，讲解爬虫应该遵守相关规范M1,M54讲授4SPOC386. 16. 1网贝的基本结 构讲解网页的基本构造，为数据获取打下基础/396.26.2网贞数据的获 取如何从网页中获取需要的数据/406.36.3网页数据的解 析如何将获取到的数据进行解析/416.46.4爬虫实战：批 量下载表情包如何下载图片/426.56.5网贝的动作模 拟以获取网站12306为例，讲解如何进行鼠标等动作模拟/437第7章Numpy基础本章重点难点：ndarray的使用，矩阵运算 进行思政教育，以具体例子进行爱国教育M2, M3, M 4,M54讲授2SPOC447. 17.1科学数据的表 示方法讲解向量、矩阵的基本表示方法。/457.27. 2矩阵运算矩阵的基本算术运算，以及筛选、连接等复杂操作。/467.37. 3数据广播如何进行不对等维度之间的算术操作。/478第8章绘图与可 视化本章重点难点：如何用可视化方法辅助分析数据 进行思政教育，以具体例子进行爱国教育M2, M3, M 4,M52讲授2SPOC488. 18.1基本图形的绘 制线状图、柱状图、饼图、散点图等基本图形的绘制和参数的设 置/498.28.2词云的绘制如何生成词云，以及参数的设/508.38. 3如何绘制地图如何将数据投影到地图上，增强数据在地理空间上的对比度/519第 9 章 pandas 入 门本章重点难点：pandas基本功能，汇总与统计，处理数据缺失 进行思政教育，以具体例子进行爱国教育M2, M3, M 4,M52讲授2SPOC529. 19. 1 pandas 的数 据结构介绍pandas的基本概念和基础知识/539.29. 2 Pandas 数据 可视化使用Pandas进行数据可视化的基本方法/549.39. 3数据划分如何将数据进行切割/559.49. 4随机采样和抽 取如何进行数据采样/569.59. 5数据分组如何根据特征进行数据分组/579.69.6时间日期处理如何使用Pandas进行时间日期处理/589.79.7 split-apply- combine 策略SAC策略如何用pandas进行实现/5910第 10 章 Pandas 综合应用本章重点难点：对一个实际需求，如何采用Pandas进行数据分 析采用一个实际案例，将Pandas进行实际应用进行思政教育，以具体例子进行爱国教育M2, M3, M 4,M52讲授2SPOC四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1平时表现学生日常表现，对课程所做贡献等20%2基础练习对基础语法部分所做的练习，根据练习完成情况给予分数10%3知识图谱对每章内容进行总结，绘制知识图谱8%4日常实验课程内容设置实验，根据实验质量进行评分12%5小测验numpy和pandas两章各设置一次小测试，每次占5%10%6课程报告采用latex完成课程报告20%7大作业根据课程内容完成一次综合性的大作业20%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1Ml基础练习20%A-完全掌握编程知识和技术，并能进行程序设计与实现。B-大体掌握编程知识和技术，并能进行程序设计与实现。C-基本掌握编程知识和技术，并能进行程序设计与实现。D-对编程知识的掌握不完善。2Ml知识图谱10%A-能设计合理、清晰、简洁的知识图谱。B-设计合理、清晰的知识图谱。C-设计出合理的知识图谱。D-未设计知识图谱。3Ml日常实验20%A-按时提交实验报告，实验符合规范，结论无误。B-按时提交实验报告，实验基本规范，结论基本正确。c-实验过程存在问题。D-未完成4Ml小测验20%进行测试，根据完成测试的分数评定等级5Ml大作业30%A-按时提交作业，对案例完成非常充分，对相关细节掌握到位。B-按时提交作业，对案例完成比较充分，对相关细节掌握尚可。 c-按时提交作业，对案例基本完成，对相关细节了解一般。D-未完成作业6M2平时表现20%A-从不迟到早退，不缺席课程，对课程内容能够进行深入的思考； B-偶尔迟到早退，广2次不缺席课程，对课程内容能够进行思考； C-存在迟到早退，34次不缺席课程，对课程内容了解一般； D-上课态度不积极，存在较多迟到、早退、缺席状况。7M2基础练习10%A-能够对数据进行处理，对实验结果进行有效分析，并得出合理有效的验证结论。B-对数据进行处理，对实验结果进行分析，并得出有效的验证结论.C-对数据进行处理，对实验结果进行分析，并得出一定的验证结论。D-未进行基础练习8M2知识图谱5%A-能设计合理、清晰、简洁的知识图谱。B-设计合理、清晰的知识图谱。c-设计出合理的知识图谱。D-未设计知识图谱。9M2日常实验15%A-按时提交实验报告，实验符合规范，结论无误。B-按时提交实验报告，实验基本规范，结论基本正确。c-实验过程存在问题。D-未完成10M2小测验10%A-按时提交作业，代码量非常充分，逻辑合理。 B-按时提交作业，代码量比较充分，逻辑合理。 c-按时提交作业，代码量满足要求，逻辑一般。 D-未完成作业11M2课程报告20%A-按时提交作业，课程报告撰写规范，各部分齐全，分析合理。B-按时提交作业，课程报告撰写较规范，各部分齐全，分析较合理。C-课程报告撰写欠规范，缺少部分内容，分析不全面。D-课程报告未完成12M2大作业20%A-按时提交作业，对案例完成非常充分，对相关细节掌握到位。 B-按时提交作业，对案例完成比较充分，对相关细节掌握尚可。 c-按时提交作业，对案例基本完成，对相关细节了解一般。D-未完成作业13M3平时表现20%卜从不迟到早退，不缺席课程，对课程内容能够进行深入的思考； B-偶尔迟到早退，广2次不缺席课程，对课程内容能够进行思考； C-存在迟到早退，3飞次不缺席课程，对课程内容了解一般； D-上课态度不积极，存在较多迟到、早退、缺席状况。14M3基础练习10%A-可能够根据所学，选取合理恰当的扩展库进行实验分析。 B-能够根据所学，可选取相对合理的扩展库进行实验分析。 c-能够根据所学，选取可完成实验的扩展库进行实验分析。 D-未完成15M3知识图谱5%A-能设计合理、清晰、简洁的知识图谱。B-设计合理、清晰的知识图谱。c-设计出合理的知识图谱。D-未设计知识图谱。16M3日常实验15%A-按时提交实验报告，实验符合规范，结论无误。B-按时提交实验报告，实验基本规范，结论基本正确。c-实验过程存在问题。D-未完成17M3小测验10%A-按时提交作业，代码量非常充分，逻辑合理。 B-按时提交作业，代码量比较充分，逻辑合理。 c-按时提交作业，代码量满足要求，逻辑一般。 D-未完成作业18M3课程报告20%A-按时提交作业，课程报告撰写规范，各部分齐全，分析合理。B-按时提交作业，课程报告撰写较规范，各部分齐全，分析较合理。C-课程报告撰写欠规范，缺少部分内容，分析不全面。D-课程报告未完成19M3大作业20%A-按时提交作业，对案例完成非常充分，对相关细节掌握到位。 B-按时提交作业，对案例完成比较充分，对相关细节掌握尚可。 c-按时提交作业，对案例基本完成，对相关细节了解一般。D-未完成作业20M4平时表现20%卜从不迟到早退，不缺席课程，对课程内容能够进行深入的思考； B-偶尔迟到早退，广2次不缺席课程，对课程内容能够进行思考； C-存在迟到早退，3飞次不缺席课程，对课程内容了解一般； D-上课态度不积极，存在较多迟到、早退、缺席状况。21M4基础练习10%A-可充分分析结果的局限性。B-能较好的分析结果的局限性。C-基本上课分析结果的局限性。D-未完成作业。22M4知识图谱5%A-能设计合理、清晰、简洁的知识图谱。