《指令編程-用chatGPT輕松實現(xiàn)編程》 教學大綱(包含簡要課程實驗內容)

XXX學院本科教學《指令編程》課程教學大綱（2024）一、課程基本信息課程名稱(中文)指令編程(英文)PromptProgramming課程代碼課程性質必須/限選/任選開課單位計算機科學與工程學院課程負責人課程團隊授課學期學分/學時2/32（可擴展為3/48）教學方式線下教學課內學時理論學時16實驗學時16實訓（含上機）0實習0線上學時0其他0課外學時0適用專業(yè)軟件工程、計算機類各專業(yè)授課語言中文先修課程《程序設計基礎》后續(xù)課程《軟件工程導論》、《需求分析與設計》課程目標及實施方式學習目標：1.理解指令編程的基本概念：使學生了解指令編程的定義、背景、目標與優(yōu)勢。2.掌握指令編程的核心原理：深入理解指令編程的工作原理以及與人工智能模型的關系。3.學習指令編程的技術基礎：熟悉指令編程的技術基礎，包括數(shù)據(jù)處理、自然語言處理、軟件開發(fā)自動化等。4.應用指令編程解決實際問題：通過案例學習，使學生能夠將指令編程應用于實際問題解決中。5.提升創(chuàng)新能力和實踐技能：通過項目和案例分析，提升學生的創(chuàng)新能力和實踐技能。實施方式：1.理論講授：對指令編程的基本概念、原理和應用進行系統(tǒng)的理論講授。2.案例分析：通過分析書中提供的指令編程在不同領域的應用案例，讓學生了解其實際應用。3.實踐操作：安排實驗室課程，讓學生親自操作指令編程，加深對技術的理解。4.項目驅動：鼓勵學生參與實際項目，應用指令編程解決具體問題，培養(yǎng)解決實際問題的能力。5.討論與反饋：組織課堂討論，鼓勵學生就指令編程的挑戰(zhàn)、倫理和社會影響進行思考和討論。6.技能訓練：訓練學生使用相關工具和平臺，進行指令編程的編寫、調試和優(yōu)化。7.課程評估：通過作業(yè)、項目、考試等多種形式評估學生的學習效果。8.持續(xù)更新：根據(jù)技術發(fā)展和行業(yè)需求，不斷更新課程內容，確保教學內容的前沿性和實用性。教學層次：1、了解層次：學生能夠正確識別指令編程的相關概念和術語。2、理解層次：學生能夠準確描述指令編程的原理和工作流程。3、掌握層次：學生能夠在理解的基礎上，靈活運用指令編程解決復雜問題。通過以上課程目標和實施方式，學生將能夠全面了解指令編程，并掌握必要的知識和技能，為將來在相關領域的工作和研究打下堅實的基礎。課程簡介《指令編程》是一門面向人工智能時代編程實踐的創(chuàng)新課程。它不僅回應了人工智能技術在編程領域的最新進展，而且還提供了一個全面而深入的學習平臺，讓學生掌握如何利用ChatGPT這類人工智能模型進行高效編程。本課程以培養(yǎng)學生的實際操作能力和創(chuàng)新思維為目標，通過理論講授與案例分析相結合的方式，讓學生從指令編程的基礎知識入手，逐步深入到其核心原理、技術實現(xiàn)以及在多個領域的應用。學生將學習如何通過自然語言與AI模型交互，實現(xiàn)代碼的自動生成和任務的自動化處理，這不僅極大地提高了編程的效率，也降低了編程的入門門檻。課程內容覆蓋了從指令編程的基本概念到實際應用案例的廣泛話題，包括但不限于軟件開發(fā)、自動化測試、數(shù)據(jù)處理和自然語言處理等。此外，課程還特別強調了倫理和社會影響的討論，引導學生在技術應用中考慮更廣泛的社會和倫理維度。采用的教學方法包括理論講授、案例分析、實踐操作、項目驅動和課堂討論，旨在通過多樣化的教學手段激發(fā)學生的學習興趣和參與度。課程評估方式綜合了作業(yè)、項目、實驗報告和期末考試，全面考察學生的學習成效。本課程適合已修完《程序設計》、《數(shù)據(jù)結構》、《需求分析與建模》等課程的學生，它要求學生具備一定的編程基礎和對軟件工程的基本理解。通過本課程的學習，學生將能夠提升解決復雜問題的編程能力，培養(yǎng)對未來技術的適應力和創(chuàng)新力，為在快速變化的技術領域中的職業(yè)生涯做好充分準備。二、課程目標及對畢業(yè)要求指標點的支撐序號課程目標支撐畢業(yè)要求指標點畢業(yè)要求1目標1：理解指令編程的基本概念：使學生了解指令編程的定義、背景、目標與優(yōu)勢?；A概念理解：能夠描述指令編程的基本概念和術語，包括其定義、重要性以及在編程領域的應用范圍。歷史和背景知識：能夠解釋指令編程的發(fā)展背景，包括其在人工智能和編程實踐中的起源和演變。技術優(yōu)勢分析：能夠識別并討論指令編程相比傳統(tǒng)編程方法的優(yōu)勢，如效率提升、門檻降低等。原理和工作機制：能夠理解指令編程的工作原理，包括其與AI模型的交互方式和自動化編程的基本流程。實際應用能力：能夠展示將指令編程的概念應用到簡單的編程任務中，解決實際問題的能力。學術誠信和倫理意識：能夠在學習和應用指令編程的過程中，展現(xiàn)對學術誠信和編程倫理的認識和尊重。自我學習和信息獲?。耗軌蛘故就ㄟ^各種資源（書籍、在線課程、技術論壇等）自主學習指令編程的能力。2目標2：掌握指令編程的核心原理：深入理解指令編程的工作原理以及與人工智能模型的關系。核心原理掌握：能夠準確闡述指令編程的核心原理，包括其在編程過程中的邏輯結構和執(zhí)行機制。AI模型交互：能夠理解并解釋指令編程與人工智能模型之間的交互方式，以及這種交互如何促進自動化編程。技術實現(xiàn)理解：能夠掌握指令編程的技術實現(xiàn)細節(jié)，包括但不限于自然語言處理、模式識別等關鍵技術。問題解決策略：能夠應用指令編程的原理解決復雜的編程問題，展示出系統(tǒng)性的問題解決策略。創(chuàng)新應用開發(fā)：能夠創(chuàng)新性地將指令編程原理應用于新的編程場景或開發(fā)新的編程工具?？鐚W科綜合能力：能夠將指令編程原理與其他學科知識相結合，解決跨學科的問題。3目標3：學習指令編程的技術基礎：熟悉指令編程的技術基礎，包括數(shù)據(jù)處理、自然語言處理、軟件開發(fā)自動化等。數(shù)據(jù)處理能力：能夠理解并應用數(shù)據(jù)處理技術，包括數(shù)據(jù)清洗、轉換和分析等基本技能。自然語言處理知識：能夠掌握自然語言處理的基本概念和方法，如分詞、語義理解等。軟件開發(fā)自動化理解：能夠理解軟件開發(fā)自動化的流程和技術，包括持續(xù)集成、持續(xù)部署等。編程語言掌握：能夠熟練使用至少一種編程語言進行指令編程，包括語法和編程范式。工具和框架應用：能夠選擇合適的工具和框架來支持指令編程，如集成開發(fā)環(huán)境（IDE）、版本控制系統(tǒng)等。算法和數(shù)據(jù)結構應用：能夠將算法和數(shù)據(jù)結構應用于指令編程中，以提高程序的效率和性能。編程實踐能力：能夠在實際編程任務中應用指令編程的技術基礎，解決具體問題。技術文檔編寫：能夠編寫清晰的技術文檔，描述指令編程的技術實現(xiàn)和應用案例。4目標4：應用指令編程解決實際問題：通過案例學習，使學生能夠將指令編程應用于實際問題解決中。案例分析能力：能夠分析和理解指令編程在不同實際案例中的應用情況，識別問題和解決方案。實際問題識別：能夠識別和定義實際問題，明確指令編程在解決問題中的作用和價值。解決方案設計：能夠設計和提出使用指令編程解決實際問題的方案，包括技術選型和實施步驟。編程實踐技能：能夠實際編寫和實現(xiàn)指令編程代碼，將理論應用于解決具體問題。問題解決效果評估：能夠評估指令編程解決方案的效果，包括效率、準確性和可行性。創(chuàng)新解決方案開發(fā)：能夠創(chuàng)造性地開發(fā)新的指令編程解決方案，以應對復雜或新穎的問題?？鐚W科應用能力：能夠將指令編程應用于跨學科問題，展示其在不同領域的適用性和靈活性。技術交流與表達：能夠清晰地向非專業(yè)聽眾解釋指令編程解決方案的設計思路和實施過程。5目標5：提升創(chuàng)新能力和實踐技能：通過項目和案例分析，提升學生的創(chuàng)新能力和實踐技能。創(chuàng)新思維能力：能夠展示獨立思考和創(chuàng)新解決問題的能力，提出新穎的指令編程應用方案。實踐操作技能：能夠熟練地運用指令編程工具和方法，完成具體的編程任務和項目。技術整合應用：能夠將不同技術整合應用于指令編程，解決跨領域的復雜問題。問題解決策略：能夠制定有效的策略，解決在指令編程實踐中遇到的技術難題。成果展示與交流：能夠清晰地展示自己的工作成果，并通過交流獲得反饋，進一步優(yōu)化解決方案。風險評估與應對：能夠在項目實施過程中識別潛在風險，并制定相應的應對措施。技術文檔撰寫：能夠撰寫高質量的技術文檔，記錄項目過程、結果和反思。三、教學內容及進度安排序號教學內容學生學習預期成果課內學時教學方式（課程思政融入方式）支撐課程目標1指令編程基礎概念理解：能夠掌握指令編程的基本概念和術語，建立對指令編程正確和全面的理解。原理掌握：能夠深入理解指令編程的核心原理，包括其與人工智能模型的交互和自動化編程的邏輯。技術應用：能夠熟悉指令編程的技術基礎，如數(shù)據(jù)處理、自然語言處理和軟件開發(fā)自動化，并能夠將這些技術應用于實際編程任務。編程實踐：能夠獨立使用指令編程工具和語言，完成編程任務，包括編寫、調試和優(yōu)化代碼。問題解決：能夠在面對編程問題時，運用指令編程的原理和方法，提出并實施有效的解決方案。2講授目標12指令編程的基本知識與技能與模式技術能力：能夠掌握指令編程所需的技術基礎，如編程語言、數(shù)據(jù)處理、自然語言處理等。編程技能：能夠熟練運用指令編程進行實際編程任務，包括編寫、測試和維護代碼。模式識別：能夠識別和應用不同的編程模式，以提高代碼的可讀性、可維護性和效率。問題解決：能夠使用指令編程解決復雜問題，展示出分析問題和設計解決方案的能力。創(chuàng)新思維：能夠在指令編程中展示創(chuàng)新能力，探索新的應用場景或改進現(xiàn)有技術。2講授目標13指令編寫技術(1)指令理解能力：能夠理解指令編寫的基本概念和原理，包括指令的結構和語法。編程語言掌握：能夠熟練掌握至少一種編程語言的基本語法和特性，用于編寫指令。邏輯構建技能：能夠構建清晰的邏輯流程，將復雜問題分解為可執(zhí)行的指令序列。調試與優(yōu)化技巧：能夠對編寫的指令進行調試，識別并修復錯誤，優(yōu)化性能。自動化實現(xiàn)：能夠利用指令編寫技術實現(xiàn)編程任務的自動化，提高開發(fā)效率。模式識別與應用：能夠識別常見的編程模式，并在指令編寫中合理應用。問題解決策略：能夠針對編程問題制定解決方案，運用指令編寫技術有效解決問題。創(chuàng)新與改進：能夠創(chuàng)新地使用指令編寫技術，探索新的編程方法或改進現(xiàn)有技術。2講授目標1目標24指令編寫技術(2)指令理解能力：能夠理解指令編寫的基本概念和原理，包括指令的結構和語法。編程語言掌握：能夠熟練掌握至少一種編程語言的基本語法和特性，用于編寫指令。邏輯構建技能：能夠構建清晰的邏輯流程，將復雜問題分解為可執(zhí)行的指令序列。調試與優(yōu)化技巧：能夠對編寫的指令進行調試，識別并修復錯誤，優(yōu)化性能。自動化實現(xiàn)：能夠利用指令編寫技術實現(xiàn)編程任務的自動化，提高開發(fā)效率。模式識別與應用：能夠識別常見的編程模式，并在指令編寫中合理應用。問題解決策略：能夠針對編程問題制定解決方案，運用指令編寫技術有效解決問題。創(chuàng)新與改進：能夠創(chuàng)新地使用指令編寫技術，探索新的編程方法或改進現(xiàn)有技術。2講授目標25指令編程實踐指令編寫能力：能夠熟練編寫有效的指令，以實現(xiàn)特定的編程任務和目標。實踐操作技能：能夠在實際編程環(huán)境中應用指令編程技術，完成具體的編程任務。問題診斷與解決：能夠診斷編程中的問題，并運用指令編程技術找到并實施解決方案。自動化流程設計：能夠設計自動化的編程流程，提高軟件開發(fā)的效率和質量。代碼優(yōu)化技巧：能夠對編寫的指令進行優(yōu)化，以提高代碼的性能和可維護性。工具與環(huán)境熟悉：能夠熟悉并有效使用各種指令編程相關的工具和開發(fā)環(huán)境。3講授目標36高級指令編程技巧高級概念掌握：能夠掌握高級指令編程的復雜概念和高級技術術語。復雜問題解決：能夠運用高級指令編程技巧解決更為復雜的編程問題。優(yōu)化策略應用：能夠識別代碼中的性能瓶頸，并應用高級優(yōu)化策略來提升程序效率。算法實現(xiàn)能力：能夠實現(xiàn)復雜的算法，并將它們集成到指令編程解決方案中。系統(tǒng)架構理解：能夠理解高級指令編程在系統(tǒng)架構設計中的作用和重要性。創(chuàng)新解決方案開發(fā)：能夠獨立開發(fā)創(chuàng)新的指令編程解決方案，以應對獨特的技術挑戰(zhàn)?？缙脚_編程：能夠在不同的平臺和環(huán)境中應用高級指令編程技巧。安全性知識：能夠理解并實施安全編程的最佳實踐，確保編寫的指令安全、可靠。代碼審查技能：能夠進行代碼審查，評估和改進指令編程代碼的質量。1講授目標4目標57指令編程的挑戰(zhàn)挑戰(zhàn)識別：能夠識別指令編程在實際應用中可能遇到的各種挑戰(zhàn)和問題。問題分析：能夠分析指令編程挑戰(zhàn)的根源，包括技術限制、倫理問題、資源約束等。解決方案探索：能夠探索和提出解決指令編程挑戰(zhàn)的創(chuàng)新方法和策略。技術適應性：能夠展示對新技術的快速適應能力，以應對指令編程中的不斷變化。倫理決策：能夠在面對指令編程的倫理挑戰(zhàn)時，做出合理和負責任的決策。風險評估與管理：能夠評估指令編程項目中的潛在風險，并制定有效的管理策略。2講授目標28指令編程的未來展望未來趨勢理解：能夠理解指令編程領域的未來發(fā)展趨勢，包括技術進步和應用拓展。創(chuàng)新潛力識別：能夠識別指令編程中潛在的創(chuàng)新機會，并能夠構想新的應用場景。技術預見能力：能夠預見技術發(fā)展對指令編程實踐的影響，并預測可能的變化。戰(zhàn)略規(guī)劃：能夠為指令編程的未來發(fā)展制定戰(zhàn)略規(guī)劃，包括技術路線圖和實施計劃。倫理與社會考量：能夠在討論指令編程的未來時，考慮其倫理和社會影響。跨學科融合能力：能夠展示跨學科知識融合的能力，探索指令編程與其他領域的結合點。2講授目標29實驗一指令編寫技術以教材第1、2、3章內容里面的指令為實驗內容，并擴展創(chuàng)新新的指令編寫，驗證運行結果。2實驗目標210實驗二指令編程實踐以教材第4、5章內容里面的指令為實驗內容，進行高級指令編寫，驗證運行結果。4實驗目標211實驗三指令編程應用開發(fā)（三選擇一）開發(fā)一款包括基本函數(shù)運算的計算器APP開發(fā)一款俄羅斯方塊游戲APP開發(fā)一款五子棋游戲APP8實驗目標2目標4目標5注：“學生學習預期成果”是描述學生在學完本課程后應具有的能力，可以用認知、理解、應用、分析、綜合、判斷等描述預期成果達到的程度。四、課程考核序號考核內容評價依據(jù)/學習任務支撐課程目標（支撐畢業(yè)要求指標點）11.對指令編程概念的基本理解2.對指令編程的基礎知識和理論的理解和掌