《Python與城市大數(shù)據(jù)分析》教學大綱

《Python與城市大數(shù)據(jù)分析》教學大綱課程編號：課程類型：□通識教育必修課□通識教育選修課□學科基礎(chǔ)課□√專業(yè)選修課總學時：32講課學時：16實驗（上機）學時：16學分：2考試類型：□考試□√考查適用對象：城市管理專業(yè)□√是□否適合作為其他專業(yè)學生的個性化選修課先修課程：計算機應用一、教學目標大數(shù)據(jù)已經(jīng)成為城市活動的重要基礎(chǔ)和各學科關(guān)注的重點，但傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理技術(shù)和工具不太適用于大數(shù)據(jù)的情形，新興的處理技術(shù)和工具迫切需要引入學生課堂。Python語言作為處理大數(shù)據(jù)的成熟工具，已被廣泛應用于學術(shù)界和實業(yè)當中。本課程的目的是講述Python語言的基本語法及其在城市大數(shù)據(jù)分析中的基本應用，側(cè)重于文本分析、數(shù)據(jù)處理、網(wǎng)絡爬蟲和數(shù)據(jù)可視化等代表性的大數(shù)據(jù)處理技術(shù)。通過本課程的學習，使學生了解大數(shù)據(jù)的采集、傳輸、處理、分析和應用的相關(guān)技術(shù)，掌握Python的基礎(chǔ)語言知識、大數(shù)據(jù)分析和應用技術(shù)，能夠基于Python進行數(shù)據(jù)采集、處理、分析和應用開發(fā)工作，為未來進一步深入學習與實踐奠定基礎(chǔ)。課程思政教學目標：通過城市大數(shù)據(jù)分析案例，開展行業(yè)規(guī)范教育、加強學生學術(shù)道德、職業(yè)操守與法律意識。二、教學內(nèi)容及其與畢業(yè)要求的對應關(guān)系（一）教學內(nèi)容本課程主要教學內(nèi)容是在學生掌握計算機應用與大數(shù)據(jù)分析基本原理后，學習利用Python語言編程，掌握利用計算機解決問題的基本方法和過程。具體包括：Python基本語法函數(shù)、數(shù)據(jù)讀取與存儲、文本分析、網(wǎng)絡爬蟲、數(shù)據(jù)處理與可視化、案例分析等。主要介紹或項目使用到的Python第三方庫有：jieba分詞，Requests，BeautifulSoup，Re，Scrapy,Pandas，Pyecharts,Matplotlib等。（二）教學方法和手段根據(jù)教學目標，擬采用的教學方法有：課堂講解基本概念和核心知識，講授和討論相結(jié)合領(lǐng)會知識要點，案例教學訓練解決問題的能力，借助Python編程軟件讓學生進行上機操作和具體實踐。（三）實踐教學環(huán)節(jié)要求根據(jù)教學進度和要求布置課堂上機操作和課后實踐小作業(yè)。由于課程實操較強，建議學生安裝和配置軟件進行練習，完成案例的內(nèi)容。通過上機學習本課程的理論，掌握Python的基礎(chǔ)語言知識，能夠基于Python進行數(shù)據(jù)采集、處理、分析和應用開發(fā)工作。（四）學習要求Python作為一門高級編程語言適合零基礎(chǔ)人員學習，為有效學習本課程，要求學生首先熟悉程序設計基礎(chǔ)與應用、計算機網(wǎng)絡技術(shù)與應用、數(shù)據(jù)庫等基本原理。通過本課程的學習掌握Python語言編程的基本知識和技能，具體包括：Python的數(shù)字類型、字符串類型、分支、循環(huán)、函數(shù)、列表類型、字典類型、文件和第三方庫使用等概念和編程方法。掌握文本分析、定向網(wǎng)絡數(shù)據(jù)爬取和網(wǎng)頁解析、數(shù)據(jù)處理與可視化的基本能力。通過課上上機練習和課后思考進行多角度和多層次的反復學習。（五）與畢業(yè)要求的關(guān)系隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，數(shù)字化、智慧化城市管理是未來發(fā)展的必然趨勢。因此，學習和掌握城市大數(shù)據(jù)的分析方法、技術(shù)及相關(guān)應用，是當前城市智慧化管理的需要，也是高校城市管理專業(yè)培養(yǎng)的基本要求。課程內(nèi)容是進入大數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)挖掘、以數(shù)據(jù)為中心人工智能領(lǐng)域的必備實踐基礎(chǔ)。（六）教學中應注意的問題由于程序設計基礎(chǔ)與應用、計算機網(wǎng)絡技術(shù)與應用等是該課程的基礎(chǔ)，如果缺少上述基礎(chǔ)，學習Python語言的編程及數(shù)據(jù)分析工具，容易出現(xiàn)不理解編程數(shù)據(jù)分析結(jié)果的問題。因此，教學中需要根據(jù)學生掌握先修課程基礎(chǔ)情況，由易到難循序漸進學習編程及數(shù)據(jù)分析相關(guān)工具和技術(shù)；并且指導學生在上課過程中根據(jù)課程進度補充相關(guān)知識并多進行編程練習。三、各教學環(huán)節(jié)學時分配各章節(jié)的學時分配如下：教學課時分配序號章節(jié)內(nèi)容講課實驗其他合計1大數(shù)據(jù)概念與Python基本語法2242條件語句、循環(huán)與函數(shù)2243數(shù)據(jù)讀取與存儲2244文本分析初步2245網(wǎng)絡爬蟲入門2466數(shù)據(jù)處理2247數(shù)據(jù)可視化入門2248城市大數(shù)據(jù)分析應用22合計161632四、教學內(nèi)容第一章大數(shù)據(jù)概念與Python基本語法第一節(jié)大數(shù)據(jù)概念第二節(jié)數(shù)據(jù)類型第三節(jié)變量第四節(jié)運算符第五節(jié)列表與元組第六節(jié)字符串第七節(jié)字典與集合課程思政切入點：開展大數(shù)據(jù)行業(yè)行業(yè)規(guī)范教育、加強學生職業(yè)操守與法律意識。第二章條件語句、循環(huán)與函數(shù)第一節(jié)if語句第二節(jié)while循環(huán)第三節(jié)for循環(huán)第四節(jié)函數(shù)第三章數(shù)據(jù)讀取與存儲第一節(jié)數(shù)據(jù)讀取（csv，txt）第二節(jié)數(shù)據(jù)存儲第三節(jié)第三方模塊引用第四章文本分析初步第一節(jié)文本字數(shù)統(tǒng)計第二節(jié)字頻統(tǒng)計第三節(jié)關(guān)鍵詞統(tǒng)計與提取第四節(jié)jieba分詞入門、停用詞、自定義詞典第五章網(wǎng)絡爬蟲入門第一節(jié)網(wǎng)頁構(gòu)造和爬蟲原理第二節(jié)網(wǎng)頁的獲取與閱讀第三節(jié)簡單爬蟲實例第四節(jié)正則表達式與網(wǎng)頁源代碼解析第五節(jié)mysql基本操作與爬蟲數(shù)據(jù)存儲第六節(jié)異步加載網(wǎng)站解析第七節(jié)更多爬蟲實例：政府工作報告、微博豆瓣等課程思政切入點：在政府工作報告案例的講解中，融入四個自信內(nèi)容。第六章數(shù)據(jù)處理第一節(jié)Pandas模塊基本應用：分列、合并、正則表達式、分組、函數(shù)調(diào)用等第二節(jié)中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)清理第三節(jié)天氣數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)清理課程思政切入點：在中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)清理的案例中，加強學生學術(shù)道德教育。第七章數(shù)據(jù)可視化入門第一節(jié)Pyecharts：基本操作、詞云、地圖第二節(jié)地圖繪圖：數(shù)字普惠金融指數(shù)第三節(jié)matplotlib第八章城市大數(shù)據(jù)技術(shù)應用第一節(jié)大數(shù)據(jù)技術(shù)在城市管理中的應用第二節(jié)智慧城市大數(shù)據(jù)建設應用案例課程思政切入點：通過城市大數(shù)據(jù)技術(shù)應用案例，開展行業(yè)規(guī)范教育、加強學生學術(shù)道德、職業(yè)操守與法律意識。五、考核方式、成績評定平時成績10%（點名+課堂表現(xiàn)）+作業(yè)20%+學期論文（70%）六、主要參考書及其他內(nèi)容Python集成開發(fā)環(huán)境：安裝Anaconda（），使用其中的JupyterNotebook（Anaconda裝好后直接啟動后可使用，可將所有代碼和執(zhí)行結(jié)果存放于一個ipynb文件中，且能編輯和重新執(zhí)行代碼，還支持Markdown等文本編輯標記語言）參考書目：[1]嵩天,禮欣,黃天羽.《Python語言程序設計基礎(chǔ)(第2版)》.北京：高等教育出版社，2017.2[2]韋斯麥金尼(WesMcKinney)著,徐敬一譯.《利用Python進行數(shù)據(jù)分析》.北京：機械工業(yè)出版社,2018.6參考網(wǎng)站：[1]Python主站：[2]Python中文文檔：/zh-cn[3]