数据采集与预处理技术-P2T2-教案

授课教案20—20学年第学期_______学院________专业课程名称数据采集与预处理技术任课教师授课形式理论教学□课内实践□理论+实践☑习题复习□考核评价□其他活动□课时安排2学时（90分钟）序号5授课日期月日月日月日月日授课班级2026级相关专业教学班授课地点实训机房（多媒体）教学内容：项目二任务二Python基础语法课程思政设计：1.严谨求实——浮点数运算存在精度问题，0.1加0.2得到的不是精确的0.3。课堂讲清涉及金额的计算必须格外留意，技术上的细小偏差落到业务上就是账目差错。2.规范意识——变量命名要见名知义，缩进要统一为四个空格。课堂讲清代码写给自己看也写给同事看，命名与缩进是工程协作的底线。3.精益求精——循环里的break与continue看似只是省几行，实则是减少不必要的计算。课堂讲清效率意识要从写第一行循环开始建立。4.诚信意识——随堂检测独立作答，不查资料不互相提示。课堂讲清真实掌握才是自己的，检测结果只是用来发现问题。教学目标：知识目标：能说出Python中数字、字符串、列表、字典四种基本数据类型的各自特点与典型用途；能说出变量命名的三条规则与动态类型的含义；能说出算术、比较、逻辑三类运算符各自的符号与返回结果；能说出单等号与双等号的区别；能说出条件语句与循环语句的结构，以及break与continue各自的作用。能力目标：能根据数据的实际含义为其选择正确的类型；能用索引与切片从字符串和列表中取出需要的部分；能用字典的get方法在键不存在时给出默认值；能读懂并改写一段包含条件判断与循环遍历的订单统计程序。素质目标：养成变量命名见名知义的习惯，不用单字母应付；养成涉及金额计算时留意浮点精度的习惯；养成写完循环就检查是否有多余计算的习惯。教学重难点及解决方法：教学重点：列表与字典的选用及索引、切片操作；比较运算符与逻辑运算符在数据筛选中的组合用法；循环遍历与条件判断的嵌套结构。教学难点：把一段业务条件翻译成由比较与逻辑运算符组成的判断表达式；循环遍历中累加变量与计数变量的配合。学生常在把自然语言的条件写成表达式时漏掉括号，也常把累加器的初值写错位置。解决方法：针对难点：把业务条件拆成若干个比较，再按与或非的关系用括号组装，投屏演示拆与装的两步，学生照着拆自己手上的条件；累加器单独讲，先演示初值写在循环内与写在循环外两种做法的输出差别，学生看到差别就明白初值必须放在循环之外。针对重点问题：采用边讲边练，每讲完一类语法即在机房同步敲一遍，教师巡看每行输出；四种类型做成一张选用对照表，学生照表选类型；讲运算符时把单等号与双等号并排写在黑板上，让学生当场说出各自场合；课后按随堂检测结果推送分层强化练习。教学环境及平台：实训机房（多媒体），人手一机，配备投影与广播教学系统；课程在线教学平台。软件与工具：Python3运行环境、NumPy、Pandas；文本编辑器。数据与素材：教材示例订单数据（订单号、商品名称、单价、数量、是否已支付五个字段，共五条记录）。教学资源：①教材《数据采集与预处理技术》第29–35页正文与示例代码；②本课程课件（含四种数据类型选用对照表、运算符汇总表、订单数据处理完整代码）；③课程在线教学平台（预习测验、随堂练习、课后答疑）与课程AI智能体。学习效果评价方式：过程性评价40%＋终结性评价60%的综合评价方式，本次课成绩计入平时成绩，对应其中三项：①课堂实操（主要部分）：完成订单统计程序的编写与运行，按类型选择正确性、表达式写法正确性、输出结果准确性三项评分；②随堂测验：下课前5题（四种类型的选用、单双等号的区别、切片的含义、逻辑运算符优先级、break的作用），平台自动批改，当场讲评错误率最高的一题；③课后作业：提交订单统计程序的源码与运行结果，并附一段对筛选条件含义的说明。课前预习：平台3道诊断题（有哪些数据类型、循环怎么写），统计错误率用于调整讲授重点。课后小结：填表说明：1.序号，指该课程授课的顺序号，应与授课计划一致；2.授课形式在相应的选项打“√”。教学内容及过程时间分配方法及手段思政元素【教师活动】1.给出情境：环境搭好之后，技术部把第一批订单数据交到了新同事手上。2.讲他在表格里看到的字段：订单号是一串带字母的编号，商品价格带小数，购买数量是整数，是否已支付只有是与不是两种。3.提问：这几种东西在计算机里是不是一回事？如果当成一回事，算总价时会发生什么？让学生先表态。4.讲他要做的两件事：算出已支付订单的总金额，找出其中单笔金额较高的订单。5.点明本任务的内容：要完成这两件事，先要把数据类型、运算符、流程控制这三样基础语法学扎实。【学生活动】听情境并记录订单数据里的四类字段；对把这几种东西当成一回事会发生什么发表看法；说出自己见过的订单里还有哪些字段。【设计意图】对应知识目标1。用承接上一任务的同一条故事线引入，学生带着上一课搭好的环境进入本节课，两节课之间不脱节；先让学生猜不同类型混用会有什么后果，教师后面讲浮点精度时正好回应这个猜想；把两件具体任务摆在最前面，本节课讲的每一种语法都能对应到其中一件。环节一情境导入：订单里的那几种数（8分钟）情境导入任务驱动法（投屏＋讲述）严谨求实：看清数据再谈计算【教师活动】1.讲整型：表示整数，没有小数部分。举例：商品数量、用户年龄、库存变化量，其中库存减少用负数表示。2.讲浮点型：表示带小数的数。举例：商品价格、折扣率、商品评分。3.现场演示浮点精度问题：在解释器里输入0.1加0.2，投屏显示结果为0.30000000000000004而不是0.3。4.讲清成因与后果：这是计算机存储浮点数的规则带来的，不是Python的问题；涉及金额计算时要格外留意。5.讲字符串：表示文本，用单引号或双引号都可以标识。举例：商品名称、用户姓名、订单号。6.讲多行字符串：内容跨行时用三引号标识，投屏演示商品描述的三行情景。7.讲字符串的三种操作：加号拼接、方括号加索引取单个字符、冒号切片取一段。举例订单号取前三位得到ORD。8.讲清楚切片的边界：冒号后的位置本身不包含在结果里，这一点现场验证。9.提问：订单号是数字还是字符串？为什么？引导学生说出它虽然长得像编号但不需要参与计算。【学生活动】记录整型与浮点型的典型例子；观察0.1加0.2的实际输出并说出对金额计算的影响；说出订单号该用哪种类型及理由；跟着验证切片的边界。【设计意图】对应知识目标1，落实重点浮点精度。浮点精度不当成冷知识讲，而是现场敲出来给学生看，结论由输出结果给出；讲字符串时把订单号单独拿出来问类型，学生自己说出它不参与计算，类型的选择标准由此建立；切片的边界现场验证而不是口头交代，学生记得牢。环节二数字与字符串两类最基础的（12分钟）讲授＋板书直观演示法（投屏＋同步敲）精益求精：金额计算容不得偏差【教师活动】1.讲列表：有序的可变序列，用方括号表示，元素之间用逗号分隔，可以存放不同类型的元素。举例：价格列表、商品列表、混合类型列表。2.讲索引规则：从0开始，第一个元素的索引是0；负数索引从末尾往前数，-1表示最后一个。3.讲列表的三个常用操作：按下标改元素、append在末尾加元素、remove删除指定元素，逐个投屏演示。4.讲切片：方括号里写起始与结束位置，返回从起始到结束之前的一段，是提取数据子集的常用办法。5.讲字典：存放键值对的容器，用花括号表示，键与值之间用冒号分隔，键必须唯一。举例：一个商品的各项信息组成的字典。6.讲字典的三种操作：按键取值、按键改值、直接赋一个新的键来添加信息。7.讲访问不存在的键会报KeyError，讲清用get方法并给出默认值可以避开这个报错，现场演示两种写法的结果差别。8.并列列表与字典成一张选用对照表投屏：一组同类的值用列表，一个对象的多项属性用字典。9.提问：五条订单记录，该用列表还是字典？让学生回答并说明理由。【学生活动】记录列表与字典的写法与常用操作；说出索引从几开始、-1指哪一个；说出五条订单记录该用哪种结构并说明理由。【设计意图】对应知识目标1，落实重点两种容器的选用。两种容器按装一组值与装一个对象两条线索对比讲，学生掌握的是选用标准而不是两套孤立的语法；KeyError用现场报错来呈现，学生看到红色报错才理解get的价值；用五条订单这个追问把两种容器串起来，答案本身就是任务实施里数据结构的设计。环节三列表与字典装一组与装一个（15分钟）讲授＋板书对照表讲练结合规范意识：容器的选择也是设计【教师活动】1.讲变量：不需要事先声明类型，直接赋值即可创建。2.讲命名的三条规则：由字母、数字、下划线组成；不能以数字开头；不能用if、for、while这类关键字。3.并列好坏两组命名投屏：order_total、user_count、is_paid与x、a1对照，讲清推荐的命名要能看出含义。4.讲动态类型：同一个变量可以随时被赋成不同类型的值，现场演示先赋整数再赋字符串。5.讲算术运算符：加、减、乘、除、取余、幂、地板除七个，逐个投屏并读出结果。6.讲取余与地板除的用处：判断能否整除、算分页页数这两类场景常用。7.讲比较运算符：等于、不等于、大于、小于、大于等于、小于等于，返回的结果是真或假。8.特别强调单等号与双等号：单等号是赋值，双等号才是比较。把它俩并排写在黑板上，让学生当场说出各自的场合。9.讲逻辑运算符：与、或、非三个，讲清优先级由高到低是非、与、或，并说明复杂条件建议加括号。10.现场演示加括号与不加括号两种写法的差别。【学生活动】记录三个运算符类别的符号；说出单等号与双等号各自的场合；说出非、与、或的优先级顺序；观察加括号前后的差别。【设计意图】对应知识目标3、4。命名规则用好坏两组对照呈现，标准由对比给出而不是由规定给出；单双等号单独板书并当场提问，这是初学阶段最容易混淆的地方，讲一次不够就再问一次；优先级不讲背口诀而是现场演示加括号的差别，学生知道加括号是为了让别人和自己都看得懂。环节四变量与运算符（12分钟）讲授＋板书对比演示讲练结合规范意识：命名见名知义【教师活动】1.讲条件语句：用if、elif、else三个关键字实现分支判断，投屏演示成绩分等的例子。2.讲执行顺序：先判断第一个条件，成立就执行对应分支，后面的都不再看；不成立才继续往下判断；else是可选的收底分支。3.讲缩进：Python用缩进表示代码块的层次，同一个代码块的语句必须保持相同缩进，通常用四个空格作一级。4.现场演示缩进不一致时报出的错误，讲清缩进在这里既是格式要求也是语法要求。5.讲循环语句的for：用于遍历序列中的元素，投屏演示遍历商品列表逐个打印。6.讲range函数：生成一段数字序列，常用于按次数循环。7.讲循环语句的while：条件为真时持续执行，适合事先不知道循环次数的场合。8.讲break与continue：break立即终止整个循环，continue只跳过当前这一次。投屏演示一段同时用到两者的代码，学生对照输出说出各自发生在哪一步。9.并列for与while的选用：次数明确或要遍历序列用for，次数不定要看条件用while。【学生活动】记录条件语句与两种循环的结构；说出缩进不一致会有什么后果；观察演示代码的输出并说出break与continue各在哪一步生效；说出两种循环各自的适用场合。【设计意图】对应知识目标5。条件与循环按先分支后重复的顺序讲，学生先建立判断的概念再建立重复的概念；缩进用现场报错来教，比口头强调有效得多；break与continue放在同一段代码里对照演示，学生看到的是两个语句在同一次循环中的不同动作，不会混淆。环节五流程控制条件与循环（15分钟）讲授＋板书直观演示法（投屏＋同步敲）精益求精：提前终止少做无用功【教师活动】1.布置任务：按教材第29–35页的任务实施，完成电商订单数据处理程序。2.讲数据结构的设计：用一个列表存放五条订单，每条订单是一个字典，包含订单号、商品名称、单价、数量、是否已支付五个字段。3.讲清为什么这样设计：订单是一条一条的，所以用列表；每条订单有多个属性，所以用字典。4.讲第一段统计：定义总金额与订单数两个累加器并置零，遍历订单列表，遇到已支付的就乘出金额累加、计数加一，同时打印明细。5.单独强调累加器的初值必须写在循环之外，投屏演示写在循环内会得到什么结果。6.讲平均值的算与格式化：总金额除以订单数，输出时保留两位小数。7.讲第二段筛选：再次遍历订单列表，算出每笔金额，金额达到1000元的打印出来，同时用条件表达式把是否支付转成中文状态。8.运行程序，逐行核对输出：五条明细、已支付订单数、已支付总金额、平均订单金额、高价值订单列表。9.教师巡看，重点检查三处：累加器初值的位置、判断表达式里双等号是否写对、切片与索引有没有越界。10.收集共性问题集中讲评一次。【学生活动】独立完成订单统计程序的编写与运行；逐行核对输出，不符则回看上一步；记录三处检查结果；对筛选结果是否正确作出判断并说明理由。【设计意图】对应能力目标1～4，属形成性评价。数据结构的设计先讲道理再写代码，学生写的是想清楚之后的结果；累加器初值的位置单独演示两种结果，这是本节最典型的写法问题，演示一次胜过强调三遍；巡看三处对应本节的three个重点，检查落在具体动作上而不是笼统看结果对不对。环节六上机实操电商订单数据处理（23分钟）演示—实操—巡视任务驱动法（机房实操）规范操作：输出要核对结果要复核【教师活动】1.引导学生用三句话小结：①一组值用列表，一个对象用字典；②单等号赋值、双等号比较；③累加器初值写在循环之外。2.板书知识框架：数据类型→变量与运算符→条件与循环→订单统计，学生拍照记录。3.课程在线教学平台推送当堂检测5题（四种类型的选用、单双等号的区别、切片的含义、逻辑运算符优先级、break的作用），限时5分钟，系统自动批改，当场讲评错误率最高的一题。4.布置作业并预告：下一任务讲函数、面向对象与异常处理，请课前把教材第36–47页函数的定义部分先看一遍。【学生