Python编程基础（项目式微课版）教案27

XXXXXXXX学院教案2024年/2025年第1学期专业大类电子与信息大类课程名称Python程序设计课程类别专业核心课教学模式（课堂教学/混合式教学）混合式教学任课班级24物联网3-1/3-2/3-3班任课教师王健所属院部信息与通信学院2024年9月1日教学单元实训7.1处理学生信息实训7.2检测空气质量周次14-1时数2授课班级24物联网3-1/3-2/3-3班教学目的及要求：素质目标(1)培养严谨细致的逻辑思维能力和创新思维能力；(2)培养发现问题、分析问题和解决问题的能力。知识目标(1)掌握正则表达式的用法；(2)掌握Python实现多线程的方法及队列的使用方法;(3)掌握random模块求随机数的方法。能力目标(1)能够使用正则表达式对数据进行整理；(2)能够实现多线程；(3)能够在多线程中使用队列。教学要求需要授课教师完成以下任务：(1)了解学生前次课程掌握情况、课后作业完成情况；(2)将授课视频和PPT上传至智慧职教平台；(3)设计好授课环节，调动学生的学习积极性。教学重点：(1)正则表达式的使用方法；(2)多线程的实现方法；(3)队列的使用方法。教学难点：(1)正则表达式的使用方法；(2)多线程的实现方法；(3)队列的使用方法。实验仪器及教具：智慧职教、腾讯会议、授课视频和PPT（已上传智慧职教平台）、多媒体教学系统、Python+PyCharm+Anaconda+JupyterNotebook教学过程备注一、课前1.教师提前在智慧职教平台上传资源，发布预习任务清单。学生根据任务清单，观看教学资源，在平台上完成预习作业和测试，发表相关观点、参与讨论。教师查看学生自学情况。2.课前十分钟，教师通过智慧职教、腾讯会议(线上教学)、多媒体设备(线下教学)播放物联网行业的高新技术视频，展现大国实力，增强民族自信，激发学生对本专业的热爱，增强学习主动性。二、课中1、课堂点名、复习和点评（10分钟）(1)教师通过智慧职教的【签到】功能进行点名。(2分钟)(2)教师通过智慧职教的【摇一摇】功能抽取学生回答问题，复习上次课的内容（4分钟）。(3)教师点评学生作业问题(4分钟)。2.教学导入（5分钟）教师介绍本节课程的主要教学内容：实训7.1处理学生信息、实训7.2检测空气质量。3.主要内容（65分钟）(1)实训7.1处理学生信息1)讨论解题思路通过启发引导和分组讨论，分析如何有序整理杂乱的学生信息，总结解题思路，包括：导入相关模块；打开并读取文件；获取所有标点符号；使用正则表达式将数据按照班级、学号、姓名、性别、手机号的顺序进行整理；插入数据头；将数据写入文件。(5分钟)2)编程求解结合启发引导法，教师示范实现各个步骤的Python程序，例如使用import导入re模块和string模块；使用open()打开文件，使用read()读取文件；使用punctuation获取所有标点符号；使用正则表达式和search()方法将数据按照班级、学号、姓名、性别、手机号的顺序进行整理；使用insert()插入数据头；使用write()将数据写入文件等。学生跟练，教师巡回指导和排错。通过跟练和排错，培养学生严谨细致的逻辑思维能力和发现问题、分析问题、解决问题的能力。(20分钟)3)优化改进教师引导学生优化改进原有程序，比如将学生信息按照学号从小到大的顺序进行排列。通过对程序的优化改进，培养学生的创新思维能力。(5分钟)(2)实训7.2检测空气质量1)讨论解题思路通过启发引导和分组讨论，分析如何编写线程同步的模拟应用程序，模拟使用计算机读取并显示大气环境传感器数据，总结解题思路，包括：导入相关模块；初始化；创建队列；定义目标函数，获取温度、湿度、风速数据，并将数据放入队列；创建三个线程并启动；每隔1秒读取一次数据并显示。(10分钟)2)编程求解结合启发引导法，教师示范实现各个步骤的Python程序，例如使用queue模块的Queue()方法创建队列；使用time模块的sleep()函数模拟每3秒测量一次环境数据；使用random模块的randint()函数产生随机的环境数据；使用put()函数将环境数据放到队列中；使用threading模块的Thread类创建三个线程；使用start()启动线程等等。学生跟练，教师巡回指导和排错。通过跟练和排错，培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力，培养学生严谨细致的逻辑思维能力和发现问题、分析问题、解决问题的能力。(20分钟)(3)教师引导学生总结本次课堂内容。（5分钟）课后作业：1.模块7综合实训。（以下内容为选填，供线上课程及线上线下混合式课程填报）教学资源列表与访问路径备注教学资源列表：模块7Python高级知识实训7.1处理学生信息实训7.2检测空气质量访问路径：/teacher/spoc_courseDesign?courseId=2875912C-3F52-45C2-8280-B27D183CC10E&id=3B2DF89A-2D4B-4FF5-A8AD-20BA113A967C在线教学过程（学生自主学习指引）提前设置今日课堂教学内容，课前引导学生进入智慧职教平台，预习本节课程的教学资源，完成课前测试和作业。课中组织学生在智慧职教平台进行签到、