Python編程基礎(chǔ)（項目式微課版）教案27

XXXXXXXX學院教案2024年/2025年第1學期專業(yè)大類電子與信息大類課程名稱Python程序設(shè)計課程類別專業(yè)核心課教學模式（課堂教學/混合式教學）混合式教學任課班級24物聯(lián)網(wǎng)3-1/3-2/3-3班任課教師王健所屬院部信息與通信學院2024年9月1日教學單元實訓7.1處理學生信息實訓7.2檢測空氣質(zhì)量周次14-1時數(shù)2授課班級24物聯(lián)網(wǎng)3-1/3-2/3-3班教學目的及要求：素質(zhì)目標(1)培養(yǎng)嚴謹細致的邏輯思維能力和創(chuàng)新思維能力；(2)培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。知識目標(1)掌握正則表達式的用法；(2)掌握Python實現(xiàn)多線程的方法及隊列的使用方法;(3)掌握random模塊求隨機數(shù)的方法。能力目標(1)能夠使用正則表達式對數(shù)據(jù)進行整理；(2)能夠?qū)崿F(xiàn)多線程；(3)能夠在多線程中使用隊列。教學要求需要授課教師完成以下任務(wù)：(1)了解學生前次課程掌握情況、課后作業(yè)完成情況；(2)將授課視頻和PPT上傳至智慧職教平臺；(3)設(shè)計好授課環(huán)節(jié)，調(diào)動學生的學習積極性。教學重點：(1)正則表達式的使用方法；(2)多線程的實現(xiàn)方法；(3)隊列的使用方法。教學難點：(1)正則表達式的使用方法；(2)多線程的實現(xiàn)方法；(3)隊列的使用方法。實驗儀器及教具：智慧職教、騰訊會議、授課視頻和PPT（已上傳智慧職教平臺）、多媒體教學系統(tǒng)、Python+PyCharm+Anaconda+JupyterNotebook教學過程備注一、課前1.教師提前在智慧職教平臺上傳資源，發(fā)布預(yù)習任務(wù)清單。學生根據(jù)任務(wù)清單，觀看教學資源，在平臺上完成預(yù)習作業(yè)和測試，發(fā)表相關(guān)觀點、參與討論。教師查看學生自學情況。2.課前十分鐘，教師通過智慧職教、騰訊會議(線上教學)、多媒體設(shè)備(線下教學)播放物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的高新技術(shù)視頻，展現(xiàn)大國實力，增強民族自信，激發(fā)學生對本專業(yè)的熱愛，增強學習主動性。二、課中1、課堂點名、復習和點評（10分鐘）(1)教師通過智慧職教的【簽到】功能進行點名。(2分鐘)(2)教師通過智慧職教的【搖一搖】功能抽取學生回答問題，復習上次課的內(nèi)容（4分鐘）。(3)教師點評學生作業(yè)問題(4分鐘)。2.教學導入（5分鐘）教師介紹本節(jié)課程的主要教學內(nèi)容：實訓7.1處理學生信息、實訓7.2檢測空氣質(zhì)量。3.主要內(nèi)容（65分鐘）(1)實訓7.1處理學生信息1)討論解題思路通過啟發(fā)引導和分組討論，分析如何有序整理雜亂的學生信息，總結(jié)解題思路，包括：導入相關(guān)模塊；打開并讀取文件；獲取所有標點符號；使用正則表達式將數(shù)據(jù)按照班級、學號、姓名、性別、手機號的順序進行整理；插入數(shù)據(jù)頭；將數(shù)據(jù)寫入文件。(5分鐘)2)編程求解結(jié)合啟發(fā)引導法，教師示范實現(xiàn)各個步驟的Python程序，例如使用import導入re模塊和string模塊；使用open()打開文件，使用read()讀取文件；使用punctuation獲取所有標點符號；使用正則表達式和search()方法將數(shù)據(jù)按照班級、學號、姓名、性別、手機號的順序進行整理；使用insert()插入數(shù)據(jù)頭；使用write()將數(shù)據(jù)寫入文件等。學生跟練，教師巡回指導和排錯。通過跟練和排錯，培養(yǎng)學生嚴謹細致的邏輯思維能力和發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。(20分鐘)3)優(yōu)化改進教師引導學生優(yōu)化改進原有程序，比如將學生信息按照學號從小到大的順序進行排列。通過對程序的優(yōu)化改進，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力。(5分鐘)(2)實訓7.2檢測空氣質(zhì)量1)討論解題思路通過啟發(fā)引導和分組討論，分析如何編寫線程同步的模擬應(yīng)用程序，模擬使用計算機讀取并顯示大氣環(huán)境傳感器數(shù)據(jù)，總結(jié)解題思路，包括：導入相關(guān)模塊；初始化；創(chuàng)建隊列；定義目標函數(shù)，獲取溫度、濕度、風速數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)放入隊列；創(chuàng)建三個線程并啟動；每隔1秒讀取一次數(shù)據(jù)并顯示。(10分鐘)2)編程求解結(jié)合啟發(fā)引導法，教師示范實現(xiàn)各個步驟的Python程序，例如使用queue模塊的Queue()方法創(chuàng)建隊列；使用time模塊的sleep()函數(shù)模擬每3秒測量一次環(huán)境數(shù)據(jù)；使用random模塊的randint()函數(shù)產(chǎn)生隨機的環(huán)境數(shù)據(jù)；使用put()函數(shù)將環(huán)境數(shù)據(jù)放到隊列中；使用threading模塊的Thread類創(chuàng)建三個線程；使用start()啟動線程等等。學生跟練，教師巡回指導和排錯。通過跟練和排錯，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)學生嚴謹細致的邏輯思維能力和發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。(20分鐘)(3)教師引導學生總結(jié)本次課堂內(nèi)容。（5分鐘）課后作業(yè)：1.模塊7綜合實訓。（以下內(nèi)容為選填，供線上課程及線上線下混合式課程填報）教學資源列表與訪問路徑備注教學資源列表：模塊7Python高級知識實訓7.1處理學生信息實訓7.2檢測空氣質(zhì)量訪問路徑：/teacher/spoc_courseDesign?courseId=2875912C-3F52-45C2-8280-B27D183CC10E&id=3B2DF89A-2D4B-4FF5-A8AD-20BA113A967C在線教學過程（學生自主學習指引）提前設(shè)置今日課堂教學內(nèi)容，課前引導學生進入智慧職教平臺，預(yù)習本節(jié)課程的教學資源，完成課前測試和作業(yè)。課中組織學生在智慧職教平臺進行簽到、