数据采集与预处理技术 教案 项目五 数据库数据抽取与处理

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15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：项目五任务一数据库的安装与配置课程思政设计：1.数据安全意识——安装环节里每一处安全设置都不是可选项：超级用户密码要牢记、匿名用户要移除、远程登录要禁止、访问控制要开启。课堂讲清数据库是数据的家，门没锁好，后面所有工作都白做。2.最小授权原则——配置文件里绑定的地址、开启的访问控制在生产环境都要收紧。课堂讲清方便与安全往往相反，生产环境建议配置为指定地址而不是对所有开放。3.工程规范——安装前先确认系统版本、所需版本与硬件配置，改完配置要重启生效。课堂讲清这几步看着繁琐，却是环境能长期稳定跑下去的前提。4.责任担当——root与超级用户口令一旦泄露，等于把全部数据交出去。课堂讲清口令管理是数据库管理员的基本职责，课堂练习同样要按规矩设置与保管。教学目标：知识目标：能说出关系型数据库的定义与五个主要特点；能说出四种常见关系型数据库的名称；能说出安装数据库前需要确认的四项准备；能说出MySQL在Windows与Linux两个系统下的安装步骤及配置文件中五个主要配置项的含义；能说出PostgreSQL的定位、两个配置文件各自的用途与默认端口；能说出MongoDB的定位、存储格式与默认端口。能力目标：能在Windows系统下完成MySQL的安装、服务配置与命令行验证；能读懂三类数据库的配置文件并说出主要配置项的作用；能在命令行中完成三类数据库的进入验证并创建测试库或测试集合；能安装三类数据库的连接驱动并用Python完成连通性测试。素质目标：养成安装过程中同步完成安全设置的习惯；养成修改配置后重启服务并验证生效的习惯；养成连接用完即关闭、不占着连接不释放的习惯。教学重难点及解决方法：教学重点：MySQL在两个系统下的安装步骤与验证命令；三类数据库配置文件的主要配置项；三类数据库的连接验证流程与通用连接步骤。教学难点：配置文件中各配置项的含义，尤其是绑定地址与访问控制两项的安全含义；关系型与非关系型在连接流程上的差别——前者靠游标执行语句，后者直接通过集合对象查询。学生容易只记命令而忽视配置项背后的安全含义，也容易把两类数据库的连接方式混为一谈。解决方法：针对难点：绑定地址与访问控制两项单独拿出来讲两种取值的后果，让学生自己说出生产环境该选哪一个；两类数据库的连接流程画成左右对照的两条流程图投屏，学生看到关系型多出的游标这一步在哪里、非关系型又省掉了什么。针对重点问题：采用边讲边练，每讲完一类数据库即在机房同步安装验证一遍，教师巡看每行命令的输出；三类数据库做成一张对照表投屏，逐列标注默认端口、配置文件路径与验证命令；讲连接时把四步通用流程板书，学生照步骤写；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安装包、PostgreSQL安装包、MongoDB安装包；Python3运行环境与三个连接驱动。数据与素材：教材示例测试库与测试集合（分别用于三类数据库的连通验证）。教学资源：①教材《数据采集与预处理技术》第126–132页正文与示例代码；②本课程课件（含三类数据库对照表、配置文件主要配置项表、两类连接流程图）；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）：完成三类数据库的安装验证与程序连通测试，按安装步骤完整性、安全设置完整性、连通测试通过情况三项评分；②随堂测验：下课前5题（关系型数据库的五个特点、四项安装准备、三类数据库的默认端口、绑定地址与访问控制的安全含义、两类连接流程的差别），平台自动批改，当场讲评错误率最高的一题；③课后作业：提交三类数据库的验证截图与连通测试代码、运行结果截图。课前预习：平台3道诊断题（有哪些关系型数据库、安装前要确认什么），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：某优选平台的业务遍布线上与线下多个渠道——官网与手机应用作为核心线上阵地，日均订单量超十万单；线下在全国三十个重点城市布局了二百家体验店；同时还入驻了多家第三方平台。2.讲随之而来的难题：多渠道业务的蓬勃发展带来了数据管理难题。3.讲数据分散的现状：订单信息存在一个关系型数据库里，库存数据由另一个关系型数据库负责，用户行为日志则记在一个非关系型数据库里。4.讲清后果：数据孤岛问题突出，难以实现高效整合与分析。5.讲平台的决定：为打破数据壁垒、实现精准营销，决定构建统一数据湖，整合各渠道、各类型数据，为后续的用户画像分析、个性化推荐、营销活动策划提供支撑。6.点明本任务：构建数据湖的首要任务，便是进行数据库的安装与配置，确保不同类型的数据库能够稳定运行、相互协作，为数据的汇聚与处理筑牢基础。7.提问：三类数据库各管一块，要整合它们，第一步该做什么？让学生先说。【学生活动】记录三类数据各自的存放位置；说出数据孤岛会带来什么后果；回答整合的第一步该做什么。【设计意图】对应知识目标1。用多渠道扩张这一真实业务背景引入，数据库安装不再是孤立的软件操作而是整合工程的第一道工序；先让学生说出第一步该做什么，后面讲三类库的安装验证正好回应这个猜想；把统一数据湖这一目标讲在开头，学生对整个项目的走向有预期。环节一情境导入：数据散在三个库里（8分钟）情境导入任务驱动法（投屏＋讲述）全局观念：先打通孤岛才谈得上整合【教师活动】1.给定义：关系型数据库是基于关系模型的数据库系统，其特点是使用结构化查询语言进行数据操作，并以二维表形式组织数据。2.讲四个常见产品：MySQL、PostgreSQL、Oracle、SQLServer。3.讲五个特点并投屏：数据以表格形式组织，每个表由行和列组成；支持标准SQL交互操作；支持事务处理；数据结构严格，需要预先定义表结构；适合处理结构化数据和复杂查询。4.讲事务处理的四个特性：原子性、一致性、隔离性、持久性，讲清它保证的是操作要么全做要么全不做。5.讲清结构严格这一条的另一面：改结构要改表定义，这正是后面讲非关系型数据库时的对照点。6.讲安装前的四项准备并投屏：确认操作系统类型和版本；明确所需的数据库版本，建议使用最新稳定版；了解系统硬件配置，如内存与磁盘空间；确认是否需要图形化管理工具。7.逐项讲清为什么：系统与版本决定了下载哪一个安装包；硬件决定能不能跑得动；图形化工具影响安装类型的选择。8.讲清本课堂的做法：机房统一使用Windows环境，两个Linux系统下的做法作为对照一并了解。9.提问：一台内存很小的机器装上数据库，最先出问题的会是什么？引导学生说出性能与连接数。【学生活动】记录五个特点与四项准备；说出事务处理保证什么；说出每一项准备各自影响什么；回答内存小的机器会先出什么问题。【设计意图】对应知识目标1、3。五个特点按组织方式、交互语言、事务保障、结构约束、适用场景五条线索讲，学生形成的是完整画像而不是零散标签；结构严格这一条特意点明另一面，为任务四讲非关系型埋下对照点；四项准备逐项讲清影响什么，学生知道这些不是形式化的检查清单。环节二关系型数据库与安装前准备（10分钟）讲授＋板书对照表讲练结合工程规范：装之前先看清楚环境【教师活动】1.讲第一步下载：访问官方下载页面，选择适合Windows系统的安装包，推荐下载最新版本，并根据系统架构选择三十二位或六十四位版本。2.讲第二步运行安装程序：双击安装包，选择完整安装类型，讲清它包含数据库服务与图形化管理工具等；按向导完成安装。3.讲两处关键设置：设置超级用户密码并务必牢记；配置服务时选择开机自启动。4.讲第三步验证：打开命令提示符，输入以超级用户身份登录的命令，输入密码后若成功进入数据库命令行界面，则安装成功。机房同步执行。5.讲Linux下的安装步骤并投屏：先更新软件源并安装下载工具；下载并添加官方仓库配置包，安装过程中选择所需版本；然后安装服务端；接着运行安全配置脚本，根据提示设置密码、移除匿名用户、禁止远程超级用户登录；再启动服务并设置为开机自启动；最后以超级用户登录验证。6.单独点明安全配置脚本这一步的三件事，讲清它们都是默认就该做的而不是可选项。7.讲配置文件的位置：Linux下在某个系统配置目录中，Windows下在安装目录的配置文件中。8.讲五个主要配置项并投屏：监听端口；绑定地址；数据目录；服务端字符集；最大连接数；以及客户端默认字符集。9.讲清绑定地址的两个取值与安全含义：配置为对所有地址开放意味着任何来源都能连上来；生产环境建议配置为指定地址。10.提问：把绑定地址设成对所有开放，会有什么后果？让学生先说，教师再讲评。11.讲清改完配置必须重启服务才能生效，现场演示重启命令。【学生活动】跟着完成下载安装类型选择与密码设置；跟着在命令行登录验证；记录五个配置项的含义；说出绑定地址两种取值的安全含义；回答对全部开放会有什么后果。【设计意图】对应知识目标4、能力目标1，落实重点MySQL安装。Windows与Linux两套步骤并列讲，学生知道同一件事在不同系统下的做法差别；安全配置脚本的三件事单独强调，呼应思政中的数据安全意识；绑定地址的安全含义用两种取值对比讲并让学生先说后果，理解由学生自己得出。环节三MySQL的安装、配置与验证（16分钟）讲授＋板书对照表（投屏＋同步敲）最小授权：门不锁好后面全白做【教师活动】1.讲定位：PostgreSQL是一款功能强大的开源关系型数据库，支持丰富的数据类型、复杂查询、事务控制以及地理空间数据处理功能，适合用于处理大规模数据分析任务。2.讲应用领域：扩展性强，广泛应用于金融、电商、地理信息系统等领域。3.讲第一步下载：访问官方页面，选择适用于Windows的安装包，建议使用数据库加图形化管理工具的套件，下载并运行安装程序。4.讲第二步安装与配置：按向导选择安装组件，建议勾选数据库服务、图形化管理工具与扩展管理器；设置数据库超级用户密码；选择端口，默认为五四三二；编码建议选择通用编码。5.讲第三步验证：完成安装后启动图形化管理工具进行图形化管理，或者在命令行中输入以超级用户身份登录的命令，输入密码后成功进入命令行界面即表示安装成功。6.讲Linux下的步骤并投屏：更新软件源后安装数据库与扩展包；启动并设置为开机启动；切换到数据库专用用户后进入命令行。7.讲清切换用户这一步的意义：数据库默认创建了专用系统用户，直接用别的身份进不去。8.讲两个配置文件并投屏：主配置文件负责端口、内存参数、连接数、日志收集与日志目录；客户端认证配置文件决定了哪些用户从哪些地址可以访问数据库。9.单独讲清认证配置文件的作用：它管的是准入，与前面MySQL的绑定地址一起构成两道闸门。10.并列几个常用配置项投屏：监听端口、最大连接数、数据缓冲区大小、启用日志收集、日志目录。11.讲清改完同样要重启服务生效。12.提问：图形化工具与命令行，验证时该用哪一个？引导学生说出初学阶段两个都试，命令行更能确认服务真的在跑。【学生活动】记录安装组件、端口与编码设置；跟着完成命令行验证；说出两个配置文件各自的用途；说出认证配置文件管什么；回答验证该用哪种方式及理由。【设计意图】对应知识目标5。定位与应用场景先讲，学生知道它擅长什么再学怎么装；两个配置文件按参数配置与准入认证分开讲，学生不会把它们当成同一类东西；认证配置与MySQL绑定地址一起点明是两道闸门，安全概念在多处任务之间连贯；验证方式的追问把命令行验证的价值讲出来，学生不依赖图形界面。环节四PostgreSQL的安装与配置（12分钟）讲授＋板书对照表（投屏＋同步敲）准入意识：谁能连上来要写得清楚【教师活动】1.讲定位：MongoDB是一款高性能、开源的非关系型数据库，采用类JSON的二进制格式存储数据，具有动态模式、水平扩展等优势，适用于日志记录、实时分析等大数据应用场景。2.讲清与关系型的对照：动态模式意味着不必预先定义表结构，这与环节二里讲的关系型数据库结构严格正相反。3.讲第一步下载：访问官方地址，下载Windows版本的安装包。4.讲第二步安装：安装时选择完整模式，并勾选把数据库安装为服务的选项。5.讲第三步配置环境变量：把安装目录下的可执行文件目录加入系统环境变量，讲清这一步与前面Python安装时勾选路径选项是同一类操作。6.讲第四步启动服务：安装成功后会自动作为服务运行，也可以手动启动。7.讲第五步验证：打开命令提示符，输入进入数据库命令行工具的命令，若显示出数据库命令行界面，则表示成功安装。机房同步执行。8.讲Linux下的步骤并投屏：导入官方公钥与仓库源；安装；启动服务并设置开机自启，同时查看服务状态；最后用同样的命令验证。9.讲配置文件与主要配置项并投屏：默认端口二七零一七；绑定地址，生产环境建议配置为指定地址；数据目录；启用访问控制。10.单独强调启用访问控制这一项：不开等于谁都能连上来读写，这与前面两类数据库的安全设置是同一个道理。11.讲清改完配置同样要重启服务。12.并列三类数据库成对照表投屏，逐列标注定位、默认端口、配置文件路径与验证命令。【学生活动】记录安装步骤与四个配置项；跟着完成服务启动与命令行验证；说出动态模式与结构严格的差别；说出启用访问控制的作用；对照三类数据库的默认端口与验证命令。【设计意图】对应知识目标6。定位与关系型做显式对照，两种数据库的分野在本任务就建立起来而不是等到任务四；环境变量这一步与前面Python安装呼应，同类操作在课程里第二次出现，学生不再陌生；三类数据库汇总成表，端口与验证命令一目了然，为环节六的连通测试做准备。环节五MongoDB的安装与配置（12分钟）讲授＋板书对照表（投屏＋同步敲）访问控制：不开启等于敞开大门【教师活动】1.布置任务：按教材第126–132页的任务实施，完成三类数据库的安装验证与程序连通测试。2.讲第一部分安装验证，以Windows环境为例。3.讲第一类验证：打开命令提示符，输入以超级用户身份登录的命令，输入安装时设置的密码，若成功进入提示符，则说明服务正常运行；接着创建测试数据库。机房同步执行。4.讲第二类验证：打开图形化管理工具，使用超级用户登录系统，在服务器列表中创建数据库并命名；也可以使用命令行工具验证连接。5.讲第三类验证：打开命令提示符输入进入命令行工具的命令，出现提示符后创建测试数据库与集合，向集合中插入一条测试记录，再查询该集合验证数据确实写进去了。6.讲清插入后再查一遍的价值：写进去不等于写对了，查出来才算数。7.讲第二部分驱动安装：在命令提示符窗口用安装命令把三个连接驱动装到Python环境中。机房同步执行。8.讲数据库连接通用流程并板书四步：初始化连接实例；创建操作载体执行查询；输出测试结果；关闭连接释放资源。9.画左右对照的两条流程图投屏：关系型数据库依靠游标执行语句；非关系型数据库无须游标，直接通过集合对象完成数据查询。10.讲第一类连接代码：导入驱动，用连接方法传入主机、用户、口令与库名，创建游标后执行一条列出数据表的语句并取回全部结果，最后关闭连接。11.讲第二类连接代码：导入驱动，用连接方法传入主机、用户、口令与库名，创建游标后执行一条取当前日期的语句并取回一条结果，最后关闭连接。12.讲第三类连接代码：导入客户端类，用连接串创建客户端，取到库对象后再取到集合对象，直接查询一条样本数据并打印，客户端无须显式创建游标。13.讲清口令的处理：课堂练习的口令只写在本地测试代码里，不外传、不提交到公共仓库。14.运行三段代码，逐段核对输出：数据表列表、当前日期、样本数据。15.教师巡看，重点检查三处：连接是否用完即关闭、关系型是否创建了游标、口令是否只保留在本地测试代码中。16.收集共性问题集中讲评一次。【学生活动】独立完成三类数据库的安装验证与连通测试；逐段核对输出，不符则回看上一步；记录三处检查结果；说出两类数据库连接流程的差别。【设计意图】对应能力目标2、3，突破难点两类连接流程。四步通用流程先板书，学生写三段代码时有统一的骨架；左右对照的两条流程图把游标这一步的差异可视化，学生不会把两类写法混用；插入后再查一遍与连接用完即关闭这两处要求单独强调，呼应思政中的数据安全与工程规范；巡看三处对应本节的three个重点。环节六上机实操三类数据库的连接验证（27分钟）演示—实操—巡视任务驱动法（机房实操）口令管理：不外传不提交到公共仓库【教师活动】1.引导学生用三句话小结：①关系型结构严格、非关系型动态模式；②绑定地址与访问控制都要收紧；③连接四步走，用完即关闭。2.板书知识框架：安装准备→三类数据库安装配置→安装验证→驱动与连通测试，学生拍照记录。3.课程在线教学平台推送当堂检测5题（关系型数据库的五个特点、四项安装准备、三类数据库的默认端口、绑定地址与访问控制的安全含义、两类连接流程的差别），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SQL基本语法，请课前把教材第133–136页的数据定义与操作语句部分先看一遍。【学生活动】口述三句话小结；独立完成检测；记录作业要求与下一任务的预习范围。【设计意图】覆盖知识目标1～6，属形成性评价。三句话小结的三条分别对应两类数据库的分野、两处安全设置与一处工程规范，与环节六巡看的三处完全对应，讲与练形成闭环；知识框架是从准备到连通的完整链路，学生看到一次环境搭建的全貌；预告下一任务时点明SQL语句，与本节的连通验证直接衔接。环节七小结与当堂检测（5分钟）归纳小结在线检测自动批改诚信意识：独立作答不查资料课外学习任务及学习指导课前：1.预习教材项目五任务一（第126–132页），标注不理解的步骤。2.确认机房机器的操作系统版本与可用磁盘空间，为课堂安装做准备。3.完成课程在线教学平台3道课前诊断题（有哪些关系型数据库、安装前要确认什么），统计错误率用于调整讲授重点。课后：一、基础巩固（必做，下次课前提交）1.完成教材第126–132页本节练习。2.提交三类数据库的命令行验证截图与测试库、测试集合的创建结果。3.提交三段连通测试代码的源码与运行结果截图。二、拓展提升（选做，A／B二选一）A.打开本机的数据库配置文件，找出监听端口、数据目录与字符集三项的当前取值，说明把它们各改一档会带来什么影响。B.把绑定地址分别设成对所有开放与对本地开放各测一次，记录两次的连接结果并说明生产环境该选哪一个。三、思政拓展（选做）结合本次课讲的最小授权原则，写100字感想，谈谈为什么安装环节里的安全设置不能为了图方便而跳过。填表说明：1.本页可续页；2.教学方法如：项目教学、案例分析、分组讨论、角色扮演、启发引导等；3.教学手段如：课件演示、模型讲解、实物讲解、挂图讲解、视频讲解、网络课程等。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16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：项目五任务二SQL基本语法课程思政设计：1.数据安全意识——写改与写的语句前，先写一条查的语句把要动的范围查出来核对。课堂讲清漏掉范围条件会波及整张表，而删掉的订单是补不回来的。2.最小授权原则——数据控制语言管的就是谁能动哪些数据。课堂讲清给账号权限按够用即止给，不给多余的一步。3.严谨求实——语句执行前先看清楚影响多少行，执行后立即核对结果。课堂讲清数据库操作没有撤销键，每一次执行都要有凭有据。4.规范意识——库名表名见名知义，约束条件在建表时就写清。课堂讲清结构约束写在建表语句里，比事后靠人记住可靠得多。教学目标：知识目标：能说出SQL的定义与它的四类功能划分；能说出数据定义语言由哪三类命令组成；能说出创建库、删除库、创建表、删除表四条语句的写法；能说出修改表结构的四种操作各自的写法；能说出插入单行与多行数据、三种基本查询、更新数据与删除数据各自的写法；能说出建表语句中主键、非空、唯一、默认值四种约束各自的作用。能力目标：能在命令行中创建一个专用数据库并进入它；能编写建表语句定义字段类型与约束；能插入单条与多条数据并完成三种基本查询；能在改与写之前先写出对应的查语句核对范围；能读懂一段业务整合脚本，说出每条语句各自做了什么。素质目标：养成执行改与写之前先用查语句核对范围的习惯；养成建表时就声明约束的习惯；养成执行后立即核对影响行数的习惯。教学重难点及解决方法：教学重点：四类功能划分中定义与操作两类的区别；建表语句的字段定义与四种约束；插入、查询、更新、删除四类语句的写法。教学难点：更新与删除语句中范围条件的作用及其漏写后的后果；建表语句中四种约束的含义与写法。学生写更新与删除时常漏掉范围条件，也常把约束当成可选的装饰。解决方法：针对难点：范围条件用现场演示来教——故意执行一条漏掉范围的更新语句，学生看到整张表的数据都被改掉，后果由运行结果给出；四种约束逐个演示违反时会报什么错，约束的作用由报错说明。针对重点问题：采用边讲边练，每讲完一类语句即在机房同步执行一遍并当场查看结果，教师巡看每行输出；两类语言做成一张对照表投屏，学生照表判断该用哪一类；讲建表时把四种约束并列成表，学生照表写字段定义；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。数据与素材：教材示例客户表与订单表结构及其示例数据。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133–136页正文与示例代码；②本课程课件（含两类语言对照表、四种约束对照表、业务整合脚本逐句注解）；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）：完成建库建表、数据插入与四类语句的执行，按语句写法正确性、约束声明完整性、改与写前先核对范围三项评分；②随堂测验：下课前5题（四类功能划分、三种定义命令、四种约束的作用、四种改表操作、范围条件漏写的后果），平台自动批改，当场讲评错误率最高的一题；③课后作业：提交业务整合脚本的执行记录与逐句说明。课前预习：平台3道诊断题（SQL有哪几类、建表怎么写），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：构建数据库环境的首要任务，是进行数据库的安装与配置，确保不同类型的数据库能够稳定运行、相互协作，为数据的汇聚与处理筑牢基础。2.讲清这只是第一步：接下来需要通过结构化查询语言对各类数据库进行操作，才能实现多源数据的高效整合与分析。3.提问：三台数据库都装好了，程序要取数据，靠什么跟它们说话？让学生先说。4.讲清答案：靠的是一套标准语言，不管底下是哪一个数据库产品，这套语言都通用。5.点明本任务的内容：SQL中数据定义语言与数据操作语言的基本语法与使用技巧。6.讲清本任务的定位：在实际的数据预处理中，SQL扮演着数据抽取、清洗与结构重构的基础性角色。7.讲清课堂纪律：本次课的全部操作都在自建测试库中进行，不涉及任何真实业务数据。【学生活动】回答程序靠什么跟数据库说话；说出自己听说过的数据库操作方式；记录本次课的操作范围约束。【设计意图】对应知识目标1。用上一任务的成果引出下一步，语言学习的必要性由操作需求反衬；先让学生说出程序靠什么跟数据库说话，后面讲标准语言通用性时正好回应；测试库这一范围约束讲在开头，学生在整节课的实操中都有边界。环节一情境导入：装好了接下来怎么说话（8分钟）情境导入任务驱动法（投屏＋讲述）规范意识：先在测试库再谈真实数据【教师活动】1.给定义：SQL即结构化查询语言，是一种用于管理关系型数据库的标准语言。2.讲它能做什么：可以用于创建、修改和删除数据库对象，以及查询、新增、修改和删除数据。3.讲四类功能划分并投屏成对照表。4.讲第一类数据定义语言：负责创建、修改和删除数据库对象。5.讲第二类数据操作语言：负责插入、查询、更新和删除数据。6.讲第三类数据控制语言：控制用户对数据库的访问权限。7.单独点明这一类与上一任务的安全设置直接对应，权限就是在这里授予的。8.讲第四类事务管理语言：管理数据库事务。9.讲清划分的意义：前两类管的是数据与结构，后两类管的是权限与事务，写语句前先分清自己在做哪一类的事。10.提问：新建一张订单表，属于哪一类？把一笔订单状态改成已完成，又属于哪一类？让学生回答。11.点明本任务聚焦前两类。【学生活动】记录四类功能各自管什么；说出两类划分的意义；回答建表与改状态各属于哪一类。【设计意图】对应知识目标1，落实重点两类语言之分。四类并列成表并点明前两类管数据与结构、后两类管权限与事务，学生写语句前先定位自己在做哪类事；数据控制语言与上一任务的安全设置串起来，权限管理在两节课之间连贯；两个追问当场检验分类是否真正建立。环节二SQL概述与四类功能（12分钟）讲授＋板书对照表讲练结合权限意识：谁能动哪些要说得清【教师活动】1.讲定位：数据定义语言是SQL中负责数据结构定义与数据库对象定义的语言，由创建、修改与删除三类命令组成。2.讲第一条创建数据库：现场执行创建语句，讲清库名的命名要求。3.讲第二条删除数据库：现场讲清这条语句的后果，讲清它会连同库中的表与数据一起消失。4.单独强调：删除数据库的语句不带任何范围条件，执行即生效，课堂练习只在自建的测试库上做。5.讲第三条创建表：投屏建表语句，逐行讲清结构——表名后面跟一对圆括号，括号内逐行列出列名、数据类型与约束，最后声明主键。6.讲四个常用约束并投屏成对照表：主键用于唯一标识每一行；非空要求该列必须有值；唯一要求该列的值互不重复；默认值在插入时不给值时自动填入。7.逐个演示违反约束时会报什么错：插入重复的主键值、插入空值到非空列、插入重复的唯一值各演示一次。8.讲清约束的价值：这些规则写在建表语句里，由数据库替我们守住，比事后靠人记住可靠得多。9.讲第四条删除表：讲清它同样会把表中的数据一起删掉。10.现场在测试库中完成建库、建表并列出当前数据表核对。【学生活动】跟着完成建库与建表；记录四个约束的作用；观察三次违反约束时的报错并说出各是哪一条在起作用；核对列出的数据表。【设计意图】对应知识目标3、能力目标1、2，落实重点建表与约束。四类约束并列成表并各配一次违规演示，作用由报错说明而不是靠背定义；删除类语句的后果单独强调，呼应思政中的数据安全；现场建库建表并列出核对，学生看到语句确实生效。环节三数据定义语言建库与建表（13分钟）讲授＋板书对照表（投屏＋同步执行）结构严谨：约束写进建表交给数据库守【教师活动】1.讲背景：表建好之后业务会变，需要加字段、改类型、改名或删字段，这一类操作由修改命令承担。2.讲第一种添加列：现场在测试表上加一列并查看表结构确认。3.讲第二种修改列类型：现场把某一列的类型改一档并查看表结构确认。4.讲第三种重命名列：现场执行重命名并查看确认。5.讲第四种删除列：讲清这一列的现有数据会一起消失。6.并列四种操作成对照表投屏，逐行标注写法与后果。7.讲清四条语句的共同前缀：都以修改表名开头，后面跟不同的动作。8.讲清与前面删除表语句的区别：删表是删整张表，删列是删其中一列。9.讲清改结构的代价：业务线上改结构要评估影响，课堂练习在测试表上做。10.提问：一张已经存了十万行数据的表，加一列与删一列，哪一个风险更大？让学生回答并说明理由。【学生活动】跟着完成四种改表操作并逐次查看表结构确认；记录四种写法与各自后果；回答加一列与删一列哪一个风险更大及理由。【设计意图】对应知识目标4。四种操作并列成表并各现场执行，写法与后果一目了然；共同前缀点明之后，学生写的时候只需记住动作部分；加列与删列的风险对比用追问带出，学生建立对改结构这件事的敬畏，呼应思政中的严谨求实。环节四数据定义语言修改表结构（12分钟）讲授＋板书对照表（投屏＋同步执行）谨慎操作：改结构要评估影响【教师活动】1.讲定位：数据操作语言负责插入、查询、更新和删除数据，是日常用得最多的一类。2.讲第一种插入单行：投屏语句，讲清表名后面跟要写入的列名清单，值清单与列名一一对应。3.现场插入一条并立即查询核对。4.讲第二种插入多行：讲清写法是在值清单后面继续用逗号追加新的括号组，一次可以写进多条。5.现场一次插入三条并查询核对条数。6.讲第三种基本查询的第一种查指定列：讲清列名之间用逗号隔开，最后用来源子句指明从哪张表取。7.讲第二种查所有列：用星号代表全部列，讲清调试时方便、正式脚本里建议写明列名的取舍。8.讲第三种带条件查询：在来源子句之后加条件子句，讲清条件子句决定取回哪几行。9.现场用三种查询各取一次，学生对比取回的列数与行数。10.讲清插入后必查一遍的价值：写进去不等于写对了，查出来才算数。【学生活动】跟着完成单行与多行插入并核对条数；完成三种查询并对比结果；说出星号与写明列名的取舍；说出插入后为什么要再查一遍。【设计意图】对应知识目标5、能力目标3，落实重点四类语句中的两类。插入与查询成对讲，每写必查这一习惯在本环节就建立；三种查询按取哪些列与取哪些行两条线对比，学生选写法时有标准；星号的取舍单独交代，避免学生在正式脚本里养成图省事的写法。环节五数据操作语言插入与查询（13分钟）讲授＋板书直观演示法（投屏＋同步执行）结果核对：写进去不等于写对了【教师活动】1.讲第三种更新数据：投屏语句，讲清结构是先指明表名，再用设置子句给出要改成的值，最后用条件子句限定改哪几行。2.单独强调条件子句在这里的分量：它决定了这次改动波及多少行。3.现场演示：先执行一条带条件的更新，看影响行数；再故意执行一条漏掉条件的更新，学生看到整张表的数据都被改掉。4.讲清后果：真实业务里漏掉条件的更新会把全表数据改坏，而且没有撤销键。5.讲出应对办法：写更新语句之前，先把同样的条件写成查询语句执行一遍，看取回多少行、是不是要改的那几行，确认无误后再把查询换成更新。6.现场演示这一先查后改的两步做法，学生跟着做一遍。7.讲第四种删除数据：讲清结构与更新类似，同样以条件子句限定范围。8.讲清删掉的订单补不回来，删除前的先查后删更是必须。9.并列更新与删除两条语句成对照表投屏，逐行标注写法、范围条件与漏写后果。10.提问：一条更新语句执行完提示影响了两千行，而你只想改三行，下一步该做什么？引导学生说出立即核对条件而不是继续执行。【学生活动】跟着完成先查后改的两步做法；观察漏掉条件时的影响行数变化；记录两条语句的写法与漏写后果；回答影响行数与预期不符时该做什么。【设计意图】对应知识目标5、能力目标4，突破难点范围条件。漏掉条件的现场演示把抽象风险变成看得见的影响行数，冲击由结果给出；先查后改的两步做法现场带着做一遍，这是本节最重要的一条职业习惯，直接呼应思政中的数据安全；影响行数与预期不符时的处置追问，把核对从口号变成动作。环节六数据操作语言更新与删除（12分钟）讲授＋板书对比演示（投屏＋同步执行）数据安全：先写查再把查换成改【教师活动】1.布置任务：按教材第133–136页的任务实施，在自建测试库中完成一份业务整合脚本。2.讲脚本的第一段：创建数据分析专用数据库并进入该数据库。3.讲第二段创建客户表：逐行讲清六个字段的定义——编号用整型并设为主键且自动增长；名与姓用可变长字符串并设为非空；邮箱用可变长字符串并设为唯一；电话用可变长字符串；创建时间用时间戳并设默认值为当前时间。4.讲清自动增长与默认值的用处：这两条不必由插入的人自己填，交给数据库更稳妥。5.讲第三段插入一条客户数据：讲清列名清单里没有出现编号与创建时间，正是因为它们由数据库自动填。6.讲第四段创建订单表：逐行讲清字段定义，重点讲外键——它把订单表中的客户编号指向客户表中的客户编号，讲清这一条约束保证的是订单不会挂到不存在的客户名下。7.讲第五段查询近期高价值客户：投屏语句，逐段讲清——先指明取客户编号与金额之和并给它起个别名；再指明来自订单表；条件子句里同时限定日期在近三十天内与状态为已完成；然后按客户编号分组；最后用分组后的条件子句筛出总额超过一千的。8.讲清分组与分组后筛选这两步的顺序关系：先分组再筛，筛的是分组之后的结果。9.讲第六段给产品表添加分类字段与第七段删除已取消的订单，讲清这两条分别属于定义与操作两类。10.现场先执行第七段对应的查询语句核对会删掉哪些行，确认后再执行删除。11.运行整段脚本，逐段核对输出与影响行数。12.教师巡看，重点检查三处：改与写之前是否先执行了对应的查询、建表时约束是否写全、执行后是否核对了影响行数。13.引导学生用三句话小结：①定义管结构、操作管数据，写之前先分清；②约束写进建表语句，交给数据库守；③改与写之前先把条件写成查询核对一遍。14.课程在线教学平台推送当堂检测5题（四类功能划分、三种定义命令、四种约束的作用、四种改表操作、范围条件漏写的后果），限时5分钟，系统自动批改，当场讲评错误率最高的一题。15.布置作业并预告：下一任务讲SQL查询与排序，请课前把教材第137–140页的条件查询部分先看一遍。【学生活动】在自建测试库中完成整段脚本；对改与写的语句先查后改；逐段核对输出与影响行数；记录三处检查结果；口述三句话小结；独立完成检测。【设计意图】对应能力目标5，属形成性评价。逐句讲清业务脚本，学生读懂的是真实整合场景而不是孤立语法；自动增长与默认值、外键约束这两处重点讲，学生知道约束在替业务守住什么；第七段删除前先查后删现场演示，把上一环节的规矩用到真实语句上；巡看三处对应本节的three个重点，检查落在具体动作上。环节七上机实操业务整合脚本与小结检测（20分钟）演示—实操—巡视归纳小结（机房实操）严谨求实：影响多少行要看得见课外学习任务及学习指导课前：1.预习教材项目五任务二（第133–136页），标注不理解的概念。2.复习上一任务的三类数据库安装验证，确认自己能登录命令行。3.完成课程在线教学平台3道课前诊断题（SQL有哪几类、建表怎么写），统计错误率用于调整讲授重点。课后：一、基础巩固（必做，下次课前提交）1.完成教材第133–136页本节练习。2.提交业务整合脚本的执行记录，逐句说明每条语句做了什么。3.提交一次先查后改的完整记录：写出你执行的查询语句、取回的行数与随后执行的更新语句及影响行数。二、拓展提升（选做，A／B二选一）A.为客户表再增加两个字段并写出对应的修改语句，说明其中一个用非空约束、另一个用默认值约束的理由。B.设计一张商品表，要求包含主键、非空、唯一与默认值四种约束，写出建表语句并各举一条会触发约束报错的插入语句。三、思政拓展（选做）结合本次课演示的漏写范围条件，写100字感想，谈谈为什么改与写之前先写一条查询语句核对范围是数据从业者的基本功。填表说明：1.本页可续页；2.教学方法如：项目教学、案例分析、分组讨论、角色扮演、启发引导等；3.教学手段如：课件演示、模型讲解、实物讲解、挂图讲解、视频讲解、网络课程等。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出是否一致；数一数分页取回的是第几行到第几行；记录三处检查结果；口述三句话小结；独立完成检测。【设计意图】对应能力目标3、4，属形成性评价。两条业务口径先讲清，学生写条件时知道每一条都有理由而不是照抄；四步与前面六个环节的内容逐一对上，学过的写法在真实任务里被完整调用；封装环节把一次性语句变成可复用函数，呼应思政中的工程规范；口令处理单独交代，与上一任务的安全要求连贯。环节七上机实操推荐引擎数据提取与封装（25分钟）演示—实操—巡视归纳小结（机房实操）工程规范：能跑一次与能被调用是两回事课外学习任务及学习指导课前：1.预习教材项目五任务三（第137–140页），标注不理解的概念。2.复习上一任务的更新与删除写法，回想先查后改两步做法。3.完成课程在线教学平台3道课前诊断题（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：一、基础巩固（必做，下次课前提交）1.完成教材第137–140页本节练习。2.提交筛选查询、多列排序查询与分页查询三条语句及各自的执行结果截图。3.提交封装函数的源码与运行结果截图，并说明连接串里的口令你是怎么处理的。二、拓展提升（选做，A／B二选一）A.把每页改成二十条，写出前四页各自的偏移量并归纳公式，再写出一条取最后一页的语句。B.增加一条业务要求：在现有筛选基础上再排除库存为零的商品，写出完整语句并说明新增条件放在哪里、为什么。三、思政拓展（选做）结合本次课讲的分页与加载速度，写100字感想，谈谈为什么查询写法会直接影响使用者的感受。填表说明：1.本页可续页；2.教学方法如：项目教学、案例分析、分组讨论、角色扮演、启发引导等；3.教学手段如：课件演示、模型讲解、实物讲解、挂图讲解、视频讲解、网络课程等。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18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多媒体教室教学内容：项目五任务四NoSQL数据简介课程思政设计：1.技术自主意识——国产NoSQL数据库近年在向量检索、分布式键值等方向快速崛起，课堂讲清掌握底层技术栈才有选择权，把数字命脉握在自己手里是这一代数据工作者的责任。2.实事求是的技术观——不是所有数据都该放进关系表，也不是关系型数据库过时了。课堂讲清选型看的是数据的形态与业务的诉求，追新或守旧都不是工程判断。3.数据安全责任——Redis把数据放在内存里换来速度，也带来断电即失的风险；键名设计规范与过期时间设置看似小事，实则关系到缓存穿透与数据泄露。课堂讲清快与安全要一起设计。4.规范意识——文档的字段命名、主键对齐、时间格式统一，是多源数据能否合到一起的前提。课堂讲清入库时的随意，会在分析阶段变成成倍的返工。教学目标：知识目标：能说出NoSQL的含义及其与关系型数据库在数据结构上的根本差别；能说出NoSQL的五个特点（灵活的数据模型、水平扩展能力、高可用性、高性能、弱一致性）各自解决什么问题；能说出键值、文档、列族、图四类数据库的数据模型、代表产品与适用场景；能说出MongoDB文档、集合、数据库三层数据模型与关系型数据库中行、表、库的对应关系；能说出MongoDB的连接、建库、建集合、插入、查询、更新、删除七类基本操作的写法与作用；能说出Redis字符串、哈希、列表、集合、有序集合五类数据类型的结构特点与各自的典型用途；能说出NoSQL与数据湖、人工智能结合的三条前沿方向。能力目标：能根据用户行为日志、商品评论、会话缓存、排行榜等具体数据形态，从四类NoSQL数据库中选出合适的一类并说明理由；能看懂一段MongoDB插入与聚合统计的脚本，说出每一步对应的数据对象；能看懂一段Redis计数与有序集合排名的命令，说出其适用的业务场景；能在多源数据整合的场景中指出需要统一字段命名、时间格式与主键的理由。素质目标：养成先判断数据形态再选择存储方案的习惯；养成在追求读写性能的同时同步考虑持久化与安全设置习惯；养成关注国产基础软件进展并将其纳入技术储备的习惯。教学重难点及解决方法：教学重点：NoSQL的五个特点；四类数据库的数据模型与适用场景对照；MongoDB的三层数据模型与七类基本操作；Redis五类数据类型的结构特点。教学难点：弱一致性为什么是可接受的设计取舍；文档模型与关系表模型在思维方式上的差别——前者先有数据再有结构，后者先定结构再装数据。学生习惯了先建表再插数据，容易把动态模式理解成没有结构。解决方法：针对难点：弱一致性用点赞计数这个学生天天见的场景讲——数字晚半秒显示不影响体验，换来的是扛得住瞬时高峰，取舍由学生自己掂量；文档模型与表模型的差别用同一条商品数据的两种写法并排投屏，左边是固定列的表，右边是可以随时加字段的文档，再由学生说出哪一边更能容纳随时新增的商品属性。针对重点问题：五个特点各配一个教材给出的量化事实（三副本、恢复时间30秒内、吞吐十万级、命中率九成以上、查询延迟毫秒级），学生听到的是可核对的数字不是形容词；四类数据库做成一张五维对照表投屏，学生照表选类型；MongoDB七类操作与Redis五类数据类型各演示一遍，学生同步记录命令与作用，课后按随堂检测结果推送分层强化练习。教学环境及平台：多媒体教室，配备投影与扩音设备；课程在线教学平台。软件与工具：教师演示机安装MongoDBShell与Redis命令行客户端，仅用于教师投屏演示，本次课学生不上机操作。数据与素材：教材示例“××优选”用户点击行为文档、页面点赞计数与用户活跃度有序集合。教学资源：①教材《数据采集与预处理技术》第141–150页正文与示例命令；②本课程课件（含四类NoSQL数据库五维对照表、同一条商品数据的表与文档两种写法对比图、MongoDB七类操作清单、Redis五类数据类型对照表）；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课堂参与（主要部分）：完成四类数据库选型的对照记录，并对用户行为日志、会话缓存、排行榜三类数据各给出选型与理由，按选型准确性、理由充分性、术语使用准确性三项评分；②随堂测验：下课前5题（NoSQL的含义、五个特点、四类数据库的适用场景、MongoDB三层模型、Redis五类数据类型），平台自动批改，当场讲评错误率最高的一题；③课后作业：提交一份选型说明，为三类业务数据各选一类数据库并说明取舍。课前预习：平台3道诊断题（关系型数据库的局限、NoSQL的四类代表产品），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：承接前三个任务，“××优选”平台的结构化业务数据已经能靠MySQL与SQL管起来，但技术团队在整合全平台数据时遇到了新问题。2.讲清问题所在：平台产生的数据并不全是规整的表格形式——记录用户每一次点击、浏览、停留时长的行为日志，格式灵活多变、字段可动态扩展，还要应对极高的写入并发。3.讲清硬塞进关系型数据库的后果：需要预先定义表结构，扩展不灵活、写入效率低。4.提问：这条日志里，用户这次带了一个上次没有的字段，关系表该怎么办？让学生先答，讲清加列的代价与提前预留大量空列的浪费。5.点明任务：要构建真正统一、完整的多源数据整合环境，必须具备处理多样化数据形态的能力。6.讲NoSQL的定位：它正是为解决此类问题而设计，采用文档、键值等更灵活的数据模型，天生适合存储与处理海量的用户行为日志、商品评论、会话缓存等半结构化与非结构化数据。7.讲清本任务在整个课程中的位置：掌握NoSQL技术，是从处理规整数据迈向处理多形态异构数据的关键一步。8.讲本任务的性质：这是一节认识课，在多媒体教室进行，以识读数据模型为主，所有命令由教师投屏演示，本次课不上机实操。【学生活动】听情境并记录行为日志与订单数据在形态上的三点差别；对新增字段该怎么办发表看法；说出自己在购物时留下过哪些可能被记录的痕迹。【设计意图】对应知识目标1，落实重点NoSQL的定位。问题从学生已经会用的关系表切入，新旧知识的接缝处正是理解新概念的起点；让学生先答再加点评，加列的代价由学生自己说出来比教师宣布更有说服力；把本节课的授课形式在开头就讲明，学生的课堂预期在第一时间被明确，不产生落差。环节一情境导入：表格装不下的那些数据（8分钟）情境导入任务驱动法（投屏＋讲述）实事求是：先看数据形态再选存储方案【教师活动】1.讲名称与定义：NoSQL是一类非关系型数据库的统称，它不使用传统的表格行列结构，而是采用更灵活的数据模型，通常用于处理大规模数据集和高并发场景。2.讲清名称的含义：NotOnlySQL，不是要取代关系型数据库，而是补充它覆盖不到的部分。3.讲第一个特点灵活的数据模型，分三点展开：多模态支持，提供键值、文档、列族、图四大主流类型满足不同场景需求；动态模式，无须预先定义结构，支持实时添加字段；半结构化处理，原生支持JSON、XML等格式，缓解关系型数据库用扩表方案存可变属性带来的数据冗余。4.讲第二个特点水平扩展能力，分三点：分片策略包括哈希分片、范围分片、复合分片，分别对应均匀分布、时间序列、多字段组合；分布式架构采用一致性哈希环、共识协议等机制实现节点自动发现和负载均衡；弹性伸缩支持云原生部署。5.讲清水平扩展与加内存加CPU的垂直扩展有什么不同，前者加机器、后者换更好的机器。6.讲第三个特点高可用性，给出教材的量化事实：多副本机制默认三副本配置，通过复制集选举协议保证多数派写入，节点故障时剩余副本继续提供服务，恢复时间目标通常在30秒以内；自动故障转移在网络分区时临时保存未同步数据，待节点恢复后自动重试；多数据中心部署支持跨地域多活，恢复点目标通常在1秒以内。7.讲第四个特点高性能：存储引擎优化，如Redis采用内存存储加持久化，列族库基于日志结构合并树实现顺序写优化，吞吐量可达十万级每秒；查询优化，键值库支持常数级时间复杂度查询，文档库的二进制格式减少序列化开销，查询延迟可低至毫秒级；缓存集成，缓存命中率可达九成以上。8.讲第五个特点弱一致性，分三点：CAP定理实践，面向海量业务的分布式存储常优先选择可用性与分区容错性，或者提供可调一致性按需权衡；一致性级别控制，提供最终一致性、因果一致性、单调读等选项；BASE原则应用，通过基本可用、软状态、最终一致性实现一致性管控。9.讲清弱一致性为什么可接受：以点赞计数为例，数字晚半秒显示不影响体验，换来的是扛得住瞬时高峰；这不是做不到强一致，是在业务可接受的范围内主动取舍。10.提问：银行账户余额能不能用最终一致性？让学生回答，讲清取舍的前提是业务容忍度，技术没有好坏只有合不合适。【学生活动】记录五个特点及其量化事实；说出水平扩展与垂直扩展的区别；说出为什么点赞数可以最终一致；对银行账户余额能否最终一致发表看法并说明理由。【设计意图】对应知识目标2，落实重点五个特点、突破难点