Python程序设计与数据采集-教学大纲.docx

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1、Python程序设计与数据采集教学大纲院（系、部）：教研室：日期：2023年 5月1日6.2 部分扩展库对字符串的处理教学内容：中英文分词、中文拼音处理。授课方式：讲解+练习。6.3 综合例题解析教学内容：本节全部例题。授课方式：讲解+练习。习题：程序设计题14第7章 函数定义与使用7.1 函数定义与调用教学内容：函数定义与调用基本语法、递归函数定义与调用、函数嵌套定义与调用，实 参与形参的概念。教学重点：普通函数的定义与调用语法，递归函数的执行过程。思政元素：从函数定义与调用到接口定义再到契约精神。授课方式：讲解+演示+练习。习题：填空题1、2,选择题1、2,判断题3、107.2 函数参数教

2、学内容：位置参数、默认值参数、关键参数、可变长度参数，实参解包。教学重点：几种形式的函数参数传递方式，调用函数时是把实参的引用传递给形参。授课方式：讲解+演示+练习。习题：填空题6、10,选择题3、4、5,判断题1、2、5、77.3 变量作用域教学内容：变量作用域的分类，作用域的搜索顺序。教学重点：作用域的搜索顺序。授课方式：讲解+演示。习题：填空题7,判断题4、6、87.4 lambda表达式语法与应用教学内容：lambda表达式的功能，lambda表达式的应用场合。教学重点：lambda表达式的功能，lambda表达式的应用场合。授课方式：讲解+演示+练习。习题：填空题3、4、5、8、9,

3、选择题67.5 生成器函数定义与使用教学内容：yield语句的作用，生成器函数与普通函数的区别。教学难点：生成器函数的返回值是生成器对象。授课方式：讲解+演示。习题：判断题97.6 综合例题解析教学内容：本节全部例题。授课方式：讲解+练习。思政元素：在例7-4的演示字符串中使用“雾锁山头山锁雾”类似的回文，引导学生发 现中文的美与博大精深；讲解例7-9的秦九韶算法时，适当展开介绍我国古代和现代的成 就。习题：程序设计题15第8章 基于文件和设备的数据采集8.1 文本文件操作与二进制文件内容操作教学内容：内置函数open。、文件对象常用方法、上下文管理语句with、文本文件操 作例题解析。教学重

4、点：内置函数open()的参数file、mode和encoding,读写文件内容时会自动 修改文件指针的位置，使用关键字with管理文件对象的用法。授课方式：讲解+演示+练习。习题：填空题14,选择题1、2、3、7、8、9,判断题17,程序设计题18.2 文件级与文件夹级操作教学内容：标准库os、os.path、shutil中的常用成员、文件夹操作例题解析。教学重点：遍历目录树。授课方式：讲解+演示+练习。习题：填空题516,程序设计题28.3 Word、Excel、PowerPoint、PDF 文件内容读取教学内容：Word、Excels PowerPoint、PDF等不同类型文件内容的读取

5、，采集需要 的数据。教学难点：文件结构分析。授课方式：讲解+演示+练习。习题：填空题17,选择题4、5、6,判断题8、9、10,程序设计题3、48.4 图像、音频、视频等文件数据采集教学内容：从图像文件、音频文件、视频文件等不同类型的多媒体文件中采集数据。教学重点：相关扩展库安装和使用。授课方式：讲解+演示+练习。习题：程序设计题58.5 麦克风、扬声器、摄像头、传感器等设备数据采集教学内容：从麦克风、扬声器、摄像头、温度湿度传感器等不同类型的设备中采集数据。教学重点：相关扩展库安装和使用。授课方式：讲解+演示+练习。思政元素：介绍隐私保护、大数据伦理学的有关内容。习题：程序设计题6第9章 基

6、于SQLite数据库的数据采集9.1 SQLite数据库基础教学内容：介绍SQLite数据库特点、适用场景等基础知识。授课方式：讲授。习题：选择题1、2、9,判断题5、69.2 标准库sqlite3用法简介教学内容：转换Python函数为SQL函数的方法，Connection对象、Cursor对象的用 法，执行SQL语句的不同方法，为SQL语句传递参数的不同形式。教学重点：为SQL语句传递参数的不同形式。授课方式：讲解+演示+练习。习题：填空题17,判断题1、2、3、4、7、8、99.3 常用SQL语句教学内容：CREATE TABLE, DROP TABLE, INSERT INTO, SE

7、LECT, UPDATE, DELETE 等不同SQL语句的语法与功能。授课方式：讲授。习题：填空题8,选择题389.4 综合例题解析教学内容：查询数据库中用户表记录数量，从数据库中导出数据并写入Excel文件，数 据库备份。授课方式：讲解+演示+练习。习题：填空题9,程序设计题第10章 基于网页的数据采集10.1 HTML 基础教学内容：常用HTML标签含义，网页源代码阅读方式，动态网页提交参数方式GET和 POST的区别。教学重点：网页源代码阅读方式，动态网页提交参数方式GET和POST的区别。授课方式：讲解+演示+练习。习题：选择题713,判断题1、2,判断题22,简答题110.2 使用

8、标准库urllib和正则表达式re模块编写网络爬虫程序教学内容：正则表达式基本语法，常用正则表达式元字符含义，标准库re常用函数功 能和语法，使用urllib读取网页源代码，使用正则表达式采集指定内容，常见反爬机制与 对抗。教学重点：使用urllib读取网页源代码，使用正则表达式采集指定内容，常见反爬机 制与对抗。教学难点：网页源代码阅读与分析，正则表达式与网页源代码之间的对应关系。授课方式：讲解+演示+练习。思政元素：告诫学生不可滥用爬虫技术，举例说明滥用的严重后果。尊重知识产权，遵 守职业道德和行业规范，不滥用技术。刑法第二百一十七条，刑法第二百五十三 条。习题：填空题15,选择题1、2、

9、14、15,判断题38、23,简答题2,程序设计题110.3 使用扩展库requests和bs4编写网络爬虫程序教学内容：使用扩展库requests读取网页源代码，使用扩展库bs4提取网页源代码中 的指定内容。授课方式：讲解+演示+练习。习题：填空题6,判断题9、10、11,程序设计题310.4 使用扩展库Scrapy编写网络爬虫程序教学内容：使用扩展库Scrapy编写爬虫项目，采集网页源代码，XPath选择器与CSS 选择器语法。教学重点：XPath选择器与CSS选择器语法。授课方式：讲解+演示+练习。习题：填空题710,选择题36,判断题1221,程序设计题210.5 使用扩展库Selen

10、ium和MechanicalSoup编写网络爬虫程序教学内容：借助百度搜索引擎，控制浏览器。授课方式：讲解+演示+练习。四、各章节课时分配教学课时分配表（参考）章节名称课堂学时实验学时课外学时第1章Python开发环境搭建与使用44第2章 内置类型、内置函数与运算符68第3章程序控制结构428第4章列表、元组428第5章字典与集合46第6章字符串428第7章函数定义与使用428第8章 基于文件和设备的数据米集628第9章 基于SQLite数据库的数据采集626第10章基于网页的数据采集648合计481672一、总体教学目标和要求31 .能力目标32 .素养目标3二、教学中应注意的问题4二 %与

11、氏交匕斯曰盖占章章章章章1 2 3 4 5第第第第第Python开发环境搭建与使用5内置类型、内置函数与运算符6程序控制结构7列表、元组8字典与集合9第7章函数定义与使用10第8章基于文件和设备的数据采集11第9章基于SQLite数据库的数据采集12第10章基于网页的数据采集13四、各章节课时分配14五、教材、参考书目与在线练习平台错误!未定义书签。课程名称：Python程序设计/Python数据采集 课程编号:课程性质：限制性选修考核方式：考查建议学时：32+32或48+16前导课程：无适用专业：计算机科学与技术、数据科学与大数据技术等相关专业一、总体教学目标和要求1 .能力目标1）能够熟练

12、搭建Python开发环境，了解Python编码规范；2）熟练使用Python的函数式编程模式，能够编写出优雅的Python程序；3）熟练运用Python内置函数与运算符、列表、元组、字典、集合、字符串等基本数 据类型以及推导式、切片、序列解包等语法来解决实际问题；4）熟练掌握Python选择结构、循环结构、异常处理结构的语法和应用，能够编写鲁 棒性较强的程序；5）熟练掌握函数设计有关内容，具备一定的代码复用和设计复用能力；6）熟练使用字符串对象方法以及运算符、内置函数、部分标准库函数和扩展库对字符 串的操作；7）熟练掌握文本文件与常见类型的二进制文件操作，熟练掌握文件夹遍历的方法；8）熟练掌握

13、从文本文件、Word文件、Excel文件、PowerPoint文件、PDF文件、图 像文件、音频文件、视频文件等不同类型文件中采集数据的技术；9）熟练掌握从麦克风、扬声器、摄像头、温度湿度传感器等不同类型设备中采集数据 的技术；10）熟练掌握从SQLite数据库中采集数据的相关技术；11）熟练掌握从网页上采集文字、图像、文件等不同类型数据的技术；12）具有一定的代码调试与集成能力，具有较强的学习能力、资料查阅能力和代码阅 读能力，具有一定的代码优化与安全编程意识和能力。2.素养目标1）培养学生关注程序设计语言的发展现状与前景2）培养学生动手能力和探索精神3）引导学生遵守标识符命名规范、接口定义

14、与调用规范、数据采集规范4）培养学生优化代码、复用代码的意识5）培养学生编写优雅代码的习惯和意识6）培养学生学以致用的习惯和意识7）培养学生精益求精的工匠精神8）引导学生遵守大数据伦理学与相关职业道德9）培养学生团队协作能力和交流沟通能力10）培养学生的民族责任感、社会责任感和家国情怀。二、教学中应注意的问题Python编程模式中非常重要的一条是代码要优雅、简洁、直观。除了保证功能正确和 适当优化之外，同时还应保证代码具有较强的可读性和可维护性。在教学过程中需要特别注意的是，不要使用其他编程语言的思维去理解和使用Python, 不要在Python程序中带有其他编程语言的痕迹，要尽量从最简单的角

15、度去思考和解决问题、 实现自己的想法和思路，保证代码的优雅、简洁，让代码更加Pythonic。Python是以快速解决问题为目的的编程语言，教学过程中不建议在语言细节和内置对 象、标准库对象实现原理上花费太多时间，尤其不要纠结内存管理的问题。使用Python编 程解决问题应充分借鉴和使用成熟的内置对象、标准库对象和扩展库对象，尽量避免自主 编写完整的业务逻辑，部分具体操作完全可以使用扩展库来实现，大幅度提高开发效率， 在开发速度和运行速度之间达到最佳平衡。例如，如果需要进行排序则直接使用内置函数 sorted。或列表的sort。方法进行排序，切不可再使用选择法排序、冒泡法排序、快速 排序算法或

16、堆排序等排序算法来编写代码实现；如果要测试一段代码的运行时间，应使用 标准库time或timeit中的有关函数；要测试一个年份是否为闰年，应使用calendar标 准库中的isleap（）函数;词频统计推荐使用标准库collections中的Counter类;组合、 排列推荐使用标准库itertools中的combinations（）和permutations（）函数；要进行 编写爬虫程序，建议使用标准库urllib或扩展库requests、bs4 scrapy；中文分词推 荐使用扩展库jieba；拼音处理推荐使用pypinyin；视频处理推荐使用moviepy。授课过程中，应把主要精力放在解

17、决问题的代码实现原理和调试分析上。例如，讲解 操作docx格式文件的案例时应讲清楚Word和WPS这两个软件创建的文件内部实现有什么 区别，然后再讲解代码，要让学生理解为什么要这样写。在讲解网络爬虫程序时，要让学生理解程序代码和网页源代码之间的对应关系，以及网页源代码发生改变时如何修改爬虫 程序代码，采集另一个同类网站的数据时如何修改爬虫程序代码。讲解所有案例时，尽量 不给学生源码，而是让学生自己输入代码运行程序，发生错误时引导学生阅读提示信息、 定位错误位置、修改代码，让学生充分思考。三、教学内容与教学重点第1章Python开发环境搭建与使用1.1 Python语言特点与应用领域教学内容：P

18、ython语言的特点，Python语言的应用领域。授课方式：讲授。习题：简答题1、2,选择题5,判断题31.2 Python安装与IDLE简单使用教学内容：安装Python官方解释器和开发环境工DLE,工DLE交互模式和程序模式的使 用，在工DLE中运行程序的方式。教学重点：工DLE交互模式和程序模式的使用。授课方式：讲解+演示+练习。习题：操作题1,选择题41.3 在PowerShell或命令提示符环境运行Python程序教学内容：系统变量Path的设置，运行Python程序的不同方式。教学重点：在PowerShell和命令提示符环境运行Python程序。授课方式：讲解+演示+练习。习题：判

19、断题11.4 安装扩展库教学内容：内置模块、标准库、扩展库的基本概念，在线、离线安装扩展库，安装扩展 库过程中的常见问题与解决方法。教学重点：在线安装扩展库，离线安装扩展库，设置国内源提高下载速度。教学难点：设置国内源提高下载速度。授课方式：讲解+演示+练习。习题：填空题1、2、5,判断题2,操作台21.5 标准库、扩展库对象的导入与使用教学内容：导入和使用标准库、扩展库对象的不同方法及其优劣。教学重点：几种导入方式的区别和优劣。授课方式：讲解+演示+练习。习题：填空题2、3,选择题3,判断题51 . 6 Python代码编写规范教学内容：缩进，空行与空格，标识符命名，续行，注释，对象导入，代

20、码优化。教学重点：缩进，标识符命名。授课方式：讲解+演示。思政元素：职业素养、行业规范、契约精神、团队合作能力、沟通能力。习题：选择题1、2,判断题4,简答题3第2章内置类型、内置函数与运算符2.1 常用内置类型教学内容：整数、实数、复数、列表、元组、字典、集合、字符串、函数等基本概念与 简单使用。授课方式：讲解+演示+练习。习题：判断题工、3、5、6、7、82.2 运算符与表达式教学内容：算术运算符、关系运算符、成员测试运算符、集合运算符、逻辑运算符、下 标运算符与属性访问运算符、赋值运算符，功能与语法。教学重点：各运算符功能。教学难点：逻辑运算符、关系运算符、元素测试运算符的惰性求值特点。

21、授课方式：讲解+演示+练习。习题：填空题110,选择题4,判断题102.3 常用内置函数教学内容:input。、print。、dir() help() range。、类型转换函数、max() min() len() sum() sorted() reversed。、zip() enumerate。、next() map() reduce() filter。，函数语法与功能。教学重点：内置函数语法与功能，函数式编程模式。教学难点：内置函数 sorted()、max()、min()的 key 参数,max()、reduce。、filter() 对函数式编程模式的支持，reversed。、zip()

22、 enumerate() map() filter。等函 数返回的迭代器对象的惰性求值特点。授课方式：讲解+演示+练习。习题：选择题1、2、3、5,判断题2、4、92.4 综合例题解析教学内容：本节全部例题。授课方式：讲解+练习。习题：程序设计题14第3章程序控制结构3.1 条件表达式教学内容：表达式的概念，表达式与True/False的等价关系。教学重点：表达式与True/False的等价关系。授课方式：讲授。习题：填空题1、2,选择题4,判断题13.2 选择结构教学内容：单分支选择结构、双分支选择结构、多分支选择结构、嵌套选择结构的语法 与应用。教学重点：代码缩进。授课方式：讲解+演示+练

23、习。习题：判断题3、83.3 循环结构教学内容：for循环结构、while循环结构、break与continue语句。教学重点：else关键字的应用场景，使用for循环遍历可迭代对象，break语句对循 环结构执行流程的影响。教学难点：带else的循环结构执行流程。授课方式：讲解+演示+练习。思政元素：精益求精，从代码优化到工匠精神。习题：填空题3、4、5、6,选择题1、2、5,判断题43.4 异常处理结构教学内容：常见异常表现形式、异常处理结构语法与应用。教学重点：常见异常表现形式、异常处理结构语法。授课方式：讲解+演示。思政元素：避免让异常暴露在终端用户面前，没有被处理的异常应转换为提示信

24、息告诉 用户接下来应该怎么做，避免给终端用户造成困扰。注重高效沟通。习题：选择题3、6,判断题2、5、6、73.5 综合例题解析教学内容：本节全部例题。授课方式：讲解+练习。习题：程序设计题15第4章列表与元组4.1 列表教学内容：列表创建与删除、列表元素访问、列表常用方法、列表对象支持的运算符、 内置函数对列表的操作，列表推导式语法与应用，使用切片访问列表、元组、字符串中部 分元素。教学重点：列表常用方法，运算符和内置函数对列表的操作，切片。教学难点：双向索引，浅复制与深复制的区别。授课方式：讲解+演示+练习。习题：填空题16、8,选择题15、7、8,判断题1、4、5、64.2 元组教学内容

25、：元组创建、元组方法与常用操作、元组与列表的区别、生成器表达式语法。教学重点：元组与列表的区别，生成器对象的概念与使用。教学难点：元组的元素数量和引用不可变，生成器对象具有惰性求值的特点，生成器对 象中的每个值只能使用一次。授课方式：讲解+演示+练习。习题：填空题7,判断题2、3、7、8、9、104.3 序列解包教学内容：序列解包的语法和应用。教学重点：等号左侧变量的数量和等号右侧值得数量必须相同，且所有变量的赋值是同 时进行的。教学难点：多个变量的赋值是同时进行的。授课方式：讲解+演示。习题：选择题64.4 综合例题解析教学内容：本节全部例题。授课方式：讲解+练习。习题：程序设计题16第5章

26、字典与集合5.1 字典教学内容：创建字典的几种形式、字典常用方法。教学重点：字典对象的get()方法，使用下标为字典赋值的两种含义。授课方式：讲解+演示+练习。习题：填空题15、13、14,选择题2、3、6、7、10、11、12,判断题15、7、8、 155.2 集合教学内容：创建集合的几种形式、集合常用方法。教学重点：集合内元素不重复，且必须可哈希。授课方式：讲解+练习。习题：填空题612、15,选择题1、4、5、8、9、13、14、15,判断题6、9145.3 综合例题解析教学内容：本节全部例题。授课方式：讲解+练习。习题：程序设计题15第6章字符串6.1字符串方法及应用教学内容：字符串编码与字节串解码、字符串格式化、find。、rfind() index。、 rindex() split。、rsplit() splitlines。、join() replace() maketrans() translate( )、center )、ljust()、rjust()、字符串测试、strip。、rstrip()、lstrip()、 removeprefix。、removesuffix()。教学重点：字符串所有方法都不修改原字符串。授课方式：讲解+演示+练习。习题：填空题116,选择题18,判断题115