数据采集与预处理技术-P5T3-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17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：项目五任务三SQL查询与排序课程思政设计：1.业务导向意识——查询条件不是随手写的，它来自对业务的判断。课堂讲清一百到五百元的黄金价格区间、两大核心品类这些业务口径，才是筛选条件背后的理由。2.用户体验意识——分页不只是技术写法，它关系到页面加载速度与浏览效率。课堂讲清一次全量加载会让页面变慢、信息变杂，查询写法直接影响使用者的感受。3.求实态度——取回多少行要心里有数，不能一条语句跑下去不看结果。课堂讲清查询是抽取的第一步，抽错了后面全错。4.工程规范——把语句封装成函数供调用，配置与语句分离。课堂讲清能跑一次的语句与能被反复调用的查询，中间隔着一层封装。教学目标：知识目标：能说出查询所有列与查询指定列两种写法的差别及各自的适用场合；能说出单条件、多条件、或者条件、区间条件、集合条件与模糊匹配六种条件各自的写法与作用；能说出升序与降序两个关键字的含义与多列排序时优先级如何确定；能说出限制条数与偏移量两个子句的作用及其简写格式。能力目标：能按业务口径写出带多个条件的查询语句；能按业务优先级写出多列排序的查询语句；能写出分页查询并算出第几页对应的偏移量；能把一条查询语句封装成Python函数并用数据分析库读取结果。素质目标：养成先想清楚业务口径再写条件的习惯；养成查询后核对取回行数的习惯；养成把可复用的查询封装成函数、不把配置写死在语句里的习惯。教学重难点及解决方法：教学重点：六种条件的写法与各自适用场合；多列排序的优先级规则；限制条数与偏移量的配合与简写格式。教学难点：把一段业务描述翻译成由多个条件与排序组成的查询语句；偏移量与页码之间的换算。学生能背出各个子句，却在听到一句业务要求时不知道该用哪几个条件；分页时也常把偏移量算成页码。解决方法：针对难点：业务翻译用拆句法——把一句业务描述按标点拆成若干个条件，逐条对应到一个子句，投屏演示拆与装的过程；偏移量换算用一张页码与偏移量的对照表，前三页逐个算出来，规律由学生自己看出。针对重点问题：采用边讲边练，每讲完一类条件即在机房同步执行一遍并当场查看取回的行，教师巡看每行输出；六种条件做成一张对照表投屏，学生照表选写法；讲排序时先让学生说出先按什么排、再按什么排，再讲写法；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：MySQL服务端与命令行客户端；Python3运行环境、Pandas、SQLAlchemy。数据与素材：教材示例商品信息表（商品编号、商品名称、所属类别、商品价格、库存数量五个字段）。课堂练习在自建测试库中进行，不涉及任何真实业务数据。教学资源：①教材《数据采集与预处理技术》第137–140页正文、示例代码与两张结果截图；②本课程课件（含六种条件对照表、页码与偏移量对照表、查询封装示例）；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）：完成筛选查询、多列排序查询与分页查询，按条件写法正确性、排序优先级正确性、偏移量换算正确性三项评分；②随堂测验：下课前5题（两种取列写法的差别、六种条件各自的写法、多列排序的优先级、分页两个子句的作用、偏移量与页码的换算），平台自动批改，当场讲评错误率最高的一题；③课后作业：提交三类查询的语句与执行结果截图，并说明每类查询对应的业务口径。课前预习：平台3道诊断题（条件怎么写、排序怎么写），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.承接上一任务：通过上一个任务的学习，学生已初步掌握了基本语法，对如何使用它操作数据库有了一定的了解。2.讲清定位变化：搭建完多源数据库环境后，面向数据湖建设的核心环节是从分散的各类数据库中高效抽取有价值的数据。3.点明本任务：SQL查询与排序是核心技术手段，因此本任务着重对查询与排序语法展开深入学习。4.给出业务背景：为支持商品推荐引擎开发，数据团队需要提取商品库中价格在一百到五百元之间的电子产品与图书信息，并按类别与价格进行排序，便于后续构建特征指标。5.讲商品表的五个字段：商品编号、商品名称、所属类别、商品价格、库存数量。6.提问：一句业务要求里，哪些是筛选条件，哪些是排序要求？让学生先拆。7.讲清本任务的学习路径：先学条件，再学排序，最后学分页，三步合起来才能完成这句业务要求。【学生活动】回答一句业务要求里哪些是条件、哪些是排序；记录商品表的五个字段；说出自己网购时看到过的商品排序方式。【设计意图】对应本任务的总目标。用一句完整的业务要求开篇，学生带着要解决的问题进入而不是逐条学语法；先让学生自己拆条件与排序，后面讲各类子句时正好对照这个拆分；三步学习路径讲在开头，学生知道每一环在整件事里的位置。环节一情境导入：从库里把数据抽出来（8分钟）情境导入任务驱动法（投屏＋讲述）业务导向：条件来自业务不是随手写的【教师活动】1.讲第一种查询所有列：用星号代表全部列，现场执行并看取回的列数。2.讲第二种查询指定列：列名之间用逗号隔开，现场执行并对比与上一条的差别。3.讲清取舍：星号在调试时方便，正式脚本里建议写明列名——字段增减时不会被悄悄带进来。4.讲条件查询的结构：在来源子句之后加条件子句，条件子句决定取回哪几行。5.讲第一种单条件查询：现场执行一条价格大于一百的查询，看取回多少行。6.讲清看行数这一步的意义：取回多少行要心里有数，这是抽取的第一步，抽错了后面全错。7.讲条件里可用的比较写法并投屏：大于、小于、等于、大于等于、小于等于、不等于。8.现场用同一张表分别执行两条不同方向的比较，学生对比取回的行。9.提问：想取出价格恰好等于九十九元的商品，条件该怎么写？提醒学生注意等于与赋值在写法上的区别。10.点明下一环节要学的是把多个条件组合起来。【学生活动】跟着执行两种取列方式并对比结果；记录六种比较写法；观察两条不同方向比较取回的行数差别；回答取等于某个值该怎么写。【设计意图】对应知识目标1、能力目标1，落实重点取列与单条件。两种取列方式现场对比并讲清取舍，学生知道什么场合用哪一种；执行后必看行数这一要求在本环节就立下，呼应思政中的求实态度；等于与赋值的区别用追问提醒，避免初学阶段最常见的混淆。环节二行列查询与单条件（12分钟）讲授＋板书对照表（投屏＋同步执行）求实态度：取回多少行要心里有数【教师活动】1.讲第一种多条件查询：用与关键字把两个条件连起来，要求同时满足，现场执行一条类别为电子产品且价格低于五百的查询。2.讲第二种或者条件查询：用或关键字连接，满足其中一个即可，现场执行一条类别为电子产品或者类别为书籍的查询。3.并列与和或成对照表投屏，逐行标注含义与取回范围。4.讲清这两者最容易混淆的地方：与是同时满足、结果是缩小范围；或满足其一、结果是扩大范围。5.现场同一张表分别用与、或各跑一次，学生对比两条结果的行数差别。6.讲第三种区间条件：用介于加两个边界值的写法，现场执行一条价格在一百到五百之间的查询。7.讲清边界是否包含：这个写法两端都算在内，与写成大于等于加小于等于等价。8.现场用两种写法各跑一次，学生看到取回行数相同。9.讲第四种集合条件：用成员关键字加一个值清单的写法，现场执行一条类别属于三个取值之一的查询。10.讲清它等价于把若干个或条件连起来，但写法更短也更清楚。11.现场把集合条件改写成等价的或条件跑一次，学生看到结果一致。12.讲清四种条件各自的适用场合并投屏：同时满足用与；满足其一用或；连续区间用介于；离散取值用成员关键字。【学生活动】跟着执行四种条件并对比取回行数；说出与和或在范围上的差别；说出区间条件两端是否包含；把一条集合条件改写成等价的或条件并核对结果一致。【设计意图】对应知识目标2、能力目标1，落实重点六种条件。与和或用同一张表对比跑，范围的收与放由行数差别给出；区间条件与等价写法并跑一次，边界包含这一细节由结果确认；集合条件与或条件的等价改写现场演示，学生知道它是简写而不是另一种机制；四种条件按适用场合分类，选型标准清楚。环节三多条件与区间集合条件（15分钟）讲授＋板书对照表（投屏＋同步执行）口径意识：条件选对结果才对【教师活动】1.讲背景：有时只记得名称里含某个词，记不全整串，这时用模糊匹配。2.讲写法：用匹配关键字加一个带通配符的模式，现场执行一条名称中含手机两个字的查询。3.讲两个通配符的含义并投屏：百分号代表任意长度的任意字符，下划线代表单个字符。4.讲清模式两边都加百分号的含义：只要名称中任意位置出现这两个字就取回来。5.现场对比三种模式：两边都加、只加右边、只加左边，学生看到取回结果分别是包含、前缀、后缀。6.讲清它与前面几种条件的分工：前面几种管数值与取值，这一个管文本的部分匹配。7.讲清代价：模糊匹配通常没法利用索引，数据量大时比其他条件慢，能用前面几种就别用它。8.把六种条件汇总成一张对照表投屏，逐列标注写法、含义与适用场合。9.提问：要取出名称以华为开头的商品，模式该怎么写？让学生回答。【学生活动】跟着执行三种模糊模式并对比结果；说出两个通配符的含义；说出两边都加百分号代表什么；回答取华为开头该怎么写。【设计意图】对应知识目标2，落实重点六种条件。三种模式现场对比，包含、前缀、后缀三种语义由结果区分；代价单独交代，学生知道它好用但不是首选；六种条件汇总成表，选型时有完整对照；华为开头的追问当场检验模式是否真正理解。环节四模糊匹配与六种条件汇总（10分钟）讲授＋板书对照表（投屏＋同步执行）性能意识：能用精确就别用模糊【教师活动】1.讲排序的结构：在语句末尾加排序子句，后面跟排序依据的列与方向关键字。2.讲第一种升序：用升序关键字，现场执行一条按价格由低到高的查询，学生看第一行与最后一行的价格。3.讲第二种降序：用降序关键字，现场执行同一张表按价格由高到低的查询，学生对比首行变化。4.讲清默认值：不写方向关键字时按升序排，讲清写明方向比依赖默认更清楚。5.讲第三种多列排序：排序子句后面可以跟多列，用逗号隔开，每一列各带自己的方向关键字。6.现场执行一条先按类别升序、再按价格降序的查询，学生逐行观察：同一类别内部价格由高到低，类别之间按名称顺序排。7.讲清优先级的判定：写在前面的列优先级高，只有前一列的值相同时才看后一列。8.现场把两列顺序对调再跑一次，学生看到结果完全不同。9.回到环节一的业务要求：先按类别排、同一类别内再按价格从高到低排，学生说出该怎么写。10.讲清为什么要这样排：类别便于分组浏览，价格从高到低便于先看高价值商品。【学生活动】跟着执行升序与降序并对比首行；观察多列排序的结果并说出优先级怎么判；观察两列对调后的差别；回答环节一的业务要求该怎么写。【设计意图】对应知识目标3、能力目标2，落实重点排序。升序与降序现场对比首行，方向的含义由结果确认；多列排序的优先级用两列对调再跑一次的对比演示，规则由差别给出；回到环节一的业务要求当场作答，把排序与开篇的任务闭环；排法背后的业务理由一并讲，呼应思政中的业务导向。环节五排序升序、降序与多列（10分钟）讲授＋板书对比演示（投屏＋同步执行）优先级意识：先按什么排要想清楚【教师活动】1.讲背景：实际业务中，无论是算法工程师查看数据，还是前端页面展示商品列表，都不可能一次性加载全部数据。2.讲清原因：直接展示四十条商品数据，页面加载慢、信息杂乱，使用者难以高效浏览；分页展示每页十条符合视觉浏览习惯，便于逐步查看与分析。3.讲第一个子句限制条数：在语句末尾写限制条数加数字，现场执行取前十条。4.讲第二个子句偏移量：讲清它表示跳过前面若干条，现场执行跳过前十条后再取十条，讲清取回的正是第十一到第二十条。5.现场列出前三个页码对应的偏移量并投屏成对照表：第一页跳过零条，第二页跳过十条，第三页跳过二十条。6.让学生自己说出规律：偏移量等于页码减一乘以每页条数。7.讲简写格式：跳过若干条再取若干条还有一种用逗号分隔的简写，现场执行并核对结果一致。8.讲清两种写法的取舍：带关键字的写法更清楚，简写更短，团队里要统一。9.讲清分页与排序的配合：不排序的分页结果顺序不稳定，分页前一般都要先排序。10.现场演示不排序直接分页两次，学生看到两次取回的内容顺序可能不一致。【学生活动】跟着执行限制条数与偏移量；说出前三个页码对应的偏移量并归纳规律；跟着执行简写格式并核对一致；观察不排序分页的结果顺序变化。【设计意图】对应知识目标4、能力目标3，突破难点偏移量换算。页码与偏移量的对照表先列出前三页，规律由学生自己归纳而不是被灌输；简写与完整写法并跑核对，两种写法的关系清楚；不排序分页的顺序不稳定这一处现场演示，学生知道分页前先排序不是形式要求，呼应思政中的用户体验意识。环节六分页查询限制与偏移（10分钟）讲授＋板书对照表（投屏＋同步执行）体验意识：分页不只是写法关系到加载快慢【教师活动】1.布置任务：按教材第137–140页的任务实施，完成推荐引擎所需数据的提取与封装。2.讲业务口径的两条：价格在两档之间——过低易被认为质量差，过高则决策成本高，一百到五百元是用户点击与购买的黄金价格区间；电子产品和书籍是平台的两大核心品类，占总订单量的百分之六十五以上，是推荐引擎的重点优化方向。3.讲清筛选的意义：先筛出这一范围的商品，是缩小推荐数据范围、聚焦核心目标商品的关键步骤。4.讲第一步进入数据库：现场执行进入语句。5.讲第二步筛选查询：投屏完整语句，逐段讲清——取商品编号、名称、类别与价格四列；来自商品表；条件子句里用区间条件限定价格，再用集合条件限定类别；最后排序子句先按类别升序、再按价格降序。6.现场执行并核对取回的行与排序结果。7.讲第三步分页：投屏语句，讲清在排序之后加上限制十条与偏移十条，取回的正是第二页。8.现场执行并让学生数一数取回的是第几行到第几行。9.讲第四步封装：讲清结合Python与数据库接口，可把查询封装为函数，供数据分析与自动化任务调用。10.投屏封装示例，逐段讲清：导入数据分析库与数据库连接库；用连接串创建引擎，讲清连接串里包含用户、口令、主机与库名；定义一个函数，把查询语句写成三引号字符串放在函数内部，最后用读查询的方法把结果读成数据框并返回；调用函数后打印前几行。11.讲清封装的价值：能跑一次的语句与能被反复调用的查询，中间隔着这一层封装。12.讲清口令的处理：连接串里的口令只保留在本地测试代码中，不写进提交出去的脚本，不外传。13.运行程序，核对打印出来的数据框前几行与命令行查询结果一致。14.教师巡看，重点检查三处：区间条件两端是否都取到、排序两列的先后顺序是否与业务要求一致、偏移量是否按页码换算正确。15.引导学生用三句话小结：①条件按业务口径选，与缩小、或扩大；②多列排序写在前面的优先；③偏移量等于页码减一乘以每页条数，分页前先排序。16.课程在线教学平台推送当堂检测5题（两种取列写法的差别、六种条件各自的写法、多列排序的优先级、分页两个子句的作用、偏移量与页码的换算），限时5分钟，系统自动批改，当场讲评错误率最高的一题。17.布置作业并预告：下一任务讲NoSQL数据简介，请课前把教材第141–150页的非关系型数据库特点部分先看一遍。【学生活动】独立完成筛选、排序、分页三步查询并完成封装；核对命令行结果与程序输