《信息技术-数据管理与分析》教案
课 题 第2章需求分析与数据采集2.2数据采集与导入 课 型 班课 课 时 1
授课班级 高一1班
学习目标 学生能够理解数据采集的重要性和应用场景。 学生能够掌握数据采集的途径和方法,包括实地采集、网络采集等。 学生能够学会使用《记事本》和Python等工具创建CSV文件。 学生能够理解从网络中采集数据的方法,如使用Urllib库爬取网页数据。 学生能够学会导出CSV文件中的数据,以便后续分析和处理。
学习重难点 教学重点: 数据采集的重要性和应用场景。 数据采集的途径和方法,包括实地实测、调研访谈和查阅资料等。 数据采集设备的发展和应用领域,如自动采集设备、传感器等。 数据采集方式的多样性和相互包容性,如人工采集与自动化采集相结合。 CSV文件的创建和使用,包括使用《记事本》和Python等工具。 从网络中采集数据的方法,如使用Urllib库爬取网页数据。 导出CSV文件中的数据,以便后续分析和处理。 教学难点 理解数据采集的概念和目的,以及数据采集在实际应用中的重要性。 掌握不同类型的数据采集途径和方法,并能根据实际情况选择合适的方法进行数据采集。 学会使用《记事本》和Python等工具创建CSV文件,并能够根据数据的量和复杂程度选择合适的工具。 学会使用Urllib库爬取网页数据,了解如何从网络中获取所需信息。 学会导出CSV文件中的数据,以便后续进行数据分析和处理。
教学方法 讲授法: 老师通过口头讲解的方式,向学生介绍数据采集的基本概念和途径,如观察法、访问法、查阅法等,以及现代数据采集技术的发展趋势。 详细讲解了现场实测或调研访谈和获取他人调查的数据两种数据采集的主要方式,并给出了具体的例子和场景。 演示法: 展示了如何使用《记事本》和Python来创建CSV数据文件,并给出了详细的操作步骤。 演示了如何使用Python从网络中采集数据,并保存为CSV文件的过程,包括分析网站结构、提取URL、爬取数据、保存数据等步骤。 案例分析法: 引入具体案例,如人口普查、社会调查项目、学生近视情况调查等,来帮助学生理解数据采集的实际应用。 通过分析某市统计局网站的例子,指导学生如何分析网站结构、提取数据以及处理数据。 操作练习法: 提供了操作练习的机会,让学生亲自动手操作,如使用《记事本》创建CSV文件,使用Python编写代码来爬取数据等。 通过实际操作,加深学生对数据采集和数据处理过程的理解,并提高他们的实践能力。 引导发现法: 在介绍数据采集方法和技术时,通过提出问题或设置情境,引导学生主动思考和发现解决问题的方法。 在讲解过程中,鼓励学生提问和讨论,通过师生互动和生生互动,促进学生的思考能力和创新能力的提升。 实验探究法: 通过学生自行设计实验、进行实验探究、观察实验结果等方式,培养学生的科学素养和实验探究能力。 在本节课中,虽然未直接提到实验探究,但学生在使用Python进行数据采集和导出时,实际上也在进行一种“编程实验”的过程。
课前准备 教学内容梳理: 整理并熟悉数据采集的多种方式(包括传统的人工采集和现代的自动采集),以及这些方式在不同场景下的应用。 准备讲解数据采集设备(如照相机、摄像机、录音设备和传感器等)如何辅助数据采集过程。 准备阐述数据采集从人工向自动化设备演变的趋势。 教学材料准备: 准备相关的教学PPT或板书内容,包括数据采集途径的流程图、示例图片等。 准备数据采集实例,如人口普查数据、网络爬虫获取的数据等,用于解释现场实测、调研访谈、系统日志采集、网络数据采集等具体方法。 准备关于CSV文件格式的讲解材料,包括CSV文件的基本结构、创建和导出CSV文件的方法。 技术工具准备: 确保教室中具备展示PPT或板书内容的多媒体设备。 准备创建CSV文件的软件(如《记事本》、Excel、Python等),并熟悉这些软件的基本操作。 准备网络爬虫技术的演示环境(如Python编程环境),并准备相关代码示例,用于讲解网络数据采集的实操过程。 实践案例准备: 准备与数据采集相关的实践案例,如使用网络爬虫技术从统计局网站采集数据的步骤演示。 准备与案例相关的数据资源,包括网站URL、待采集的数据页面等。 课堂互动设计: 设计课堂互动环节,如小组讨论、提问回答等,以鼓励学生参与并加深对数据采集方法的理解。 准备相关的练习题或作业,以检验学生对数据采集与导入方法的掌握情况。 备课时间与测试: 预留足够的备课时间,以确保对教学内容、材料和技术工具的熟悉程度。 在课前对技术工具(如Python代码)进行测试,确保其在课堂上能够正常运行和演示。
教学媒体 文字材料(PPT或教材):用于展示数据采集的概念、途径、方法以及示例等。文字材料是教师向学生传递知识的重要工具,有助于学生系统理解和记忆课程内容。 图片和图表:展示了数据采集的设备(如照相机、摄像机等),以及数据表示和处理的示例(如CSV文件的格式、结构等)。这些图片和图表有助于学生更直观地理解数据采集的过程和数据文件的创建。 《记事本》或其他文本编辑器:作为教学示例中的一部分,教师演示了如何使用《记事本》创建CSV文件,展示了数据录入和文件保存的过程。 Python编程环境:介绍了如何使用Python编程语言来创建和导出CSV文件,以及从网络中采集数据。Python编程环境是本节课的一个重要组成部分,用于演示数据处理的自动化和编程方法。 网络浏览器:在演示从网络中采集数据时,需要使用网络浏览器来访问网站、分析网页结构并提取目标数据。 视频(可选):虽然文本中未直接提到,但在某些情况下,教师可能会选择使用视频来展示数据采集的现场操作或演示数据处理的完整流程,以增强学生的理解和记忆。 互动工具(如问答、讨论):虽然不是直接的媒体,但课堂中的互动环节也是教学媒体的一种,通过学生的参与和反馈,教师可以及时了解学生的学习情况,调整教学策略。
教学过程
教学环节 教师活动设计 学生活动设计 设计意图
活动一: 创设情境 生成问题 展示一些实际案例,如人口普查、市场调查等,引导学生思考数据采集在现实生活中的应用。 提问学生:“你们知道数据采集有哪些方法吗?我们如何获取和处理这些数据?” 引导学生回顾传统数据采集方法(观察法、访问法、查阅法),并介绍现代数据采集方法的变革。 思考并讨论教师提出的案例,理解数据采集在实际生活中的重要性。 回顾并分享自己所知道的数据采集方法。 思考现代数据采集方法的变革及其带来的优势。 通过具体案例激发学生的学习兴趣,引导学生思考数据采集的重要性和方法,为接下来的学习打下基础。
活动二: 调动思维 探究新知 详细介绍数据采集的多种方式,包括现场实测、调研访谈、系统日志采集、网络数据采集等。 通过实例展示不同数据采集方式的具体应用,如网络爬虫技术采集网站数据。 提问学生:“你们认为在实际应用中应该如何选择数据采集方式? 认真听讲,理解各种数据采集方式及其应用场景。 思考并讨论如何选择适合的数据采集方式。 尝试举例说明不同数据采集方式在实际中的应用。 通过详细介绍和实例展示,让学生深入理解数据采集的多种方式,并能够根据实际情况选择合适的数据采集方法。
活动三: 调动思维 探究新知 介绍CSV文件的特点和优势,如纯文本格式、易于编辑和传输等。 演示使用《记事本》和Python创建CSV文件的方法。 提问学生:“你们认为在使用不同工具创建CSV文件时需要注意什么?” 认真听讲,了解CSV文件的特点和优势。 观看教师演示,学习使用《记事本》和Python创建CSV文件的方法。 思考并讨论在使用不同工具创建CSV文件时需要注意的问题。 通过介绍和演示,让学生掌握使用不同工具创建CSV文件的方法,并能够在实际中灵活应用。
活动四: 巩固练习 素质提升 布置实践任务:要求学生使用Python编写程序,从某市统计局网站上爬取交通运输数据,并保存为CSV文件。 提供必要的代码示例和参考资料,指导学生完成任务。 巡视指导,及时解决学生在实践过程中遇到的问题。 分析任务要求,明确需要爬取的数据类型和结构。 参考教师提供的代码示例和资料,编写Python程序实现数据爬取和CSV文件保存。 调试程序,确保能够正确爬取数据并保存为CSV文件。 通过实践任务,巩固学生对数据采集和CSV文件处理的理解和掌握,提高学生的实践能力和问题解决能力。同时,通过编写程序实现数据爬取和CSV文件保存,让学生进一步了解Python编程在数据处理领域的应用。
课堂小结 作业布置 课堂小结: 数据采集途径包括现场实测或调研访谈、获取他人调查的数据以及网络数据采集等。 创建CSV文件可以使用《记事本》、Excel、Notepad+等软件,也可以使用Python编程软件。 从网络中采集数据可以使用Urllib库的Request模块爬取统一资源定位符(URL)内容。 保存采集的数据到CSV文件中,方便后期数据分析调用。 导出CSV文件中的数据可以使用Python编程软件进行操作。 作业布置: 请同学们自行选择一个感兴趣的主题,如某城市的空气质量、房价走势等,设计一个数据采集方案,包括数据采集途径、数据处理工具和数据存储方式。 尝试使用Python编程软件创建一个CSV文件,并保存一些示例数据。
板书设计 2.2数据采集与导入 2.2.1数据采集途径 主要内容 一、数据采集途径 传统方法:观察法、访问法、查阅法 现代方法:自动采集设备(照相机、摄像机、录音设备、传感器等) 数据采集方式: 现场实测或调研访谈 获取他人调查的数据(系统日志采集、网络数据采集、特定接口采集) 二、创建CSV数据文件 CSV文件格式特点 创建CSV文件的方法: 使用《记事本》 使用Python编程 三、从网络中采集数据 采集流程: 分析网站结构 提取目标URL 爬取网页内容 数据处理与保存 使用的技术/库: Urllib库 Request模块 BeautifulSoup库 Python代码示例(展示主要框架,非全部代码) 四、导出CSV文件中的数据 使用Python导出CSV文件 导出步骤 加载所需库 打开CSV文件 读取数据 数据处理与展示 Python代码示例(展示主要框架,非全部代码)
教学反思 一、教学内容回顾 本章节主要介绍了数据采集与导入的基本概念、途径以及方法。内容涵盖了从传统的观察法、访问法、查阅法到现代的自动化数据采集设备的使用,以及数据采集的两种方式:现场实测或调研访谈和获取他人调查的数据。同时,详细讲述了如何创建CSV数据文件、从网络中采集数据,以及如何使用Python编程语言从网页中提取并保存数据为CSV文件。 二、教学效果评估 知识点掌握:通过课堂讲解和示例操作,学生能够理解数据采集的基本概念,并熟悉不同的数据采集途径和工具。特别是CSV文件的创建和网络数据采集部分,学生能够通过实际操作加深理解。 技能提升:通过实践练习,学生学会了使用《记事本》、Excel和Python等工具创建和编辑CSV文件,以及利用Python编写代码从网络中爬取数据。这些技能对于学生未来的数据处理和分析工作具有重要的实践意义。 兴趣激发:通过介绍数据采集在现代社会中的应用,如人口普查、市场调研等,激发了学生对数据科学的兴趣,提高了他们学习数据处理的积极性。 三、教学过程中的问题与挑战 学生基础差异:不同学生的计算机编程基础存在差异,对于Python编程的学习进度和理解程度有所不同。这要求教师在教学过程中注重因材施教,对于基础较差的学生给予更多的指导和帮助。 实践操作的难度:网络数据采集部分涉及较多的编程知识和技巧,对于学生来说难度较大。教师需要在课前充分准备教学资料,确保学生能够在课堂上有足够的练习机会,并在课后提供必要的辅导和支持。 课堂时间限制:由于课堂时间有限,教师在介绍每个知识点时无法过于深入,导致学生可能在某些方面存在疑问。针对这种情况,教师可以通过线上资源和教学平台为学生提供更多的学习资料和互动机会。 四、改进建议 加强课前预习:教师可以通过线上平台发布预习资料和任务,引导学生提前了解课程内容,为课堂学习做好准备。 增加实践环节:教师可以设计更多的实践练习和案例分析,让学生在实践中加深对知识点的理解和掌握。 开展小组合作:鼓励学生开展小组合作学习,共同完成实践项目和数据采集任务,提高学生之间的交流和协作能力。 利用线上资源:教师可以通过线上平台和教学资源库为学生提供更多的学习资料和辅导支持,帮助学生更好地掌握数据处理和分析的技能。