《Python與城市大數(shù)據(jù)分析》教學(xué)大綱

《Python與城市大數(shù)據(jù)分析》教學(xué)大綱課程編號：課程類型：□通識教育必修課□通識教育選修課□學(xué)科基礎(chǔ)課□√專業(yè)選修課總學(xué)時(shí)：32講課學(xué)時(shí)：16實(shí)驗(yàn)（上機(jī)）學(xué)時(shí)：16學(xué)分：2考試類型：□考試□√考查適用對象：城市管理專業(yè)□√是□否適合作為其他專業(yè)學(xué)生的個(gè)性化選修課先修課程：計(jì)算機(jī)應(yīng)用一、教學(xué)目標(biāo)大數(shù)據(jù)已經(jīng)成為城市活動的重要基礎(chǔ)和各學(xué)科關(guān)注的重點(diǎn)，但傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理技術(shù)和工具不太適用于大數(shù)據(jù)的情形，新興的處理技術(shù)和工具迫切需要引入學(xué)生課堂。Python語言作為處理大數(shù)據(jù)的成熟工具，已被廣泛應(yīng)用于學(xué)術(shù)界和實(shí)業(yè)當(dāng)中。本課程的目的是講述Python語言的基本語法及其在城市大數(shù)據(jù)分析中的基本應(yīng)用，側(cè)重于文本分析、數(shù)據(jù)處理、網(wǎng)絡(luò)爬蟲和數(shù)據(jù)可視化等代表性的大數(shù)據(jù)處理技術(shù)。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解大數(shù)據(jù)的采集、傳輸、處理、分析和應(yīng)用的相關(guān)技術(shù)，掌握Python的基礎(chǔ)語言知識、大數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用技術(shù)，能夠基于Python進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理、分析和應(yīng)用開發(fā)工作，為未來進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)與實(shí)踐奠定基礎(chǔ)。課程思政教學(xué)目標(biāo)：通過城市大數(shù)據(jù)分析案例，開展行業(yè)規(guī)范教育、加強(qiáng)學(xué)生學(xué)術(shù)道德、職業(yè)操守與法律意識。二、教學(xué)內(nèi)容及其與畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系（一）教學(xué)內(nèi)容本課程主要教學(xué)內(nèi)容是在學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)應(yīng)用與大數(shù)據(jù)分析基本原理后，學(xué)習(xí)利用Python語言編程，掌握利用計(jì)算機(jī)解決問題的基本方法和過程。具體包括：Python基本語法函數(shù)、數(shù)據(jù)讀取與存儲、文本分析、網(wǎng)絡(luò)爬蟲、數(shù)據(jù)處理與可視化、案例分析等。主要介紹或項(xiàng)目使用到的Python第三方庫有：jieba分詞，Requests，BeautifulSoup，Re，Scrapy,Pandas，Pyecharts,Matplotlib等。（二）教學(xué)方法和手段根據(jù)教學(xué)目標(biāo)，擬采用的教學(xué)方法有：課堂講解基本概念和核心知識，講授和討論相結(jié)合領(lǐng)會知識要點(diǎn)，案例教學(xué)訓(xùn)練解決問題的能力，借助Python編程軟件讓學(xué)生進(jìn)行上機(jī)操作和具體實(shí)踐。（三）實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)要求根據(jù)教學(xué)進(jìn)度和要求布置課堂上機(jī)操作和課后實(shí)踐小作業(yè)。由于課程實(shí)操較強(qiáng)，建議學(xué)生安裝和配置軟件進(jìn)行練習(xí)，完成案例的內(nèi)容。通過上機(jī)學(xué)習(xí)本課程的理論，掌握Python的基礎(chǔ)語言知識，能夠基于Python進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理、分析和應(yīng)用開發(fā)工作。（四）學(xué)習(xí)要求Python作為一門高級編程語言適合零基礎(chǔ)人員學(xué)習(xí)，為有效學(xué)習(xí)本課程，要求學(xué)生首先熟悉程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)與應(yīng)用、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用、數(shù)據(jù)庫等基本原理。通過本課程的學(xué)習(xí)掌握Python語言編程的基本知識和技能，具體包括：Python的數(shù)字類型、字符串類型、分支、循環(huán)、函數(shù)、列表類型、字典類型、文件和第三方庫使用等概念和編程方法。掌握文本分析、定向網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)爬取和網(wǎng)頁解析、數(shù)據(jù)處理與可視化的基本能力。通過課上上機(jī)練習(xí)和課后思考進(jìn)行多角度和多層次的反復(fù)學(xué)習(xí)。（五）與畢業(yè)要求的關(guān)系隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，數(shù)字化、智慧化城市管理是未來發(fā)展的必然趨勢。因此，學(xué)習(xí)和掌握城市大數(shù)據(jù)的分析方法、技術(shù)及相關(guān)應(yīng)用，是當(dāng)前城市智慧化管理的需要，也是高校城市管理專業(yè)培養(yǎng)的基本要求。課程內(nèi)容是進(jìn)入大數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)挖掘、以數(shù)據(jù)為中心人工智能領(lǐng)域的必備實(shí)踐基礎(chǔ)。（六）教學(xué)中應(yīng)注意的問題由于程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)與應(yīng)用、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用等是該課程的基礎(chǔ)，如果缺少上述基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)Python語言的編程及數(shù)據(jù)分析工具，容易出現(xiàn)不理解編程數(shù)據(jù)分析結(jié)果的問題。因此，教學(xué)中需要根據(jù)學(xué)生掌握先修課程基礎(chǔ)情況，由易到難循序漸進(jìn)學(xué)習(xí)編程及數(shù)據(jù)分析相關(guān)工具和技術(shù)；并且指導(dǎo)學(xué)生在上課過程中根據(jù)課程進(jìn)度補(bǔ)充相關(guān)知識并多進(jìn)行編程練習(xí)。三、各教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時(shí)分配各章節(jié)的學(xué)時(shí)分配如下：教學(xué)課時(shí)分配序號章節(jié)內(nèi)容講課實(shí)驗(yàn)其他合計(jì)1大數(shù)據(jù)概念與Python基本語法2242條件語句、循環(huán)與函數(shù)2243數(shù)據(jù)讀取與存儲2244文本分析初步2245網(wǎng)絡(luò)爬蟲入門2466數(shù)據(jù)處理2247數(shù)據(jù)可視化入門2248城市大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用22合計(jì)161632四、教學(xué)內(nèi)容第一章大數(shù)據(jù)概念與Python基本語法第一節(jié)大數(shù)據(jù)概念第二節(jié)數(shù)據(jù)類型第三節(jié)變量第四節(jié)運(yùn)算符第五節(jié)列表與元組第六節(jié)字符串第七節(jié)字典與集合課程思政切入點(diǎn)：開展大數(shù)據(jù)行業(yè)行業(yè)規(guī)范教育、加強(qiáng)學(xué)生職業(yè)操守與法律意識。第二章條件語句、循環(huán)與函數(shù)第一節(jié)if語句第二節(jié)while循環(huán)第三節(jié)for循環(huán)第四節(jié)函數(shù)第三章數(shù)據(jù)讀取與存儲第一節(jié)數(shù)據(jù)讀?。╟sv，txt）第二節(jié)數(shù)據(jù)存儲第三節(jié)第三方模塊引用第四章文本分析初步第一節(jié)文本字?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)第二節(jié)字頻統(tǒng)計(jì)第三節(jié)關(guān)鍵詞統(tǒng)計(jì)與提取第四節(jié)jieba分詞入門、停用詞、自定義詞典第五章網(wǎng)絡(luò)爬蟲入門第一節(jié)網(wǎng)頁構(gòu)造和爬蟲原理第二節(jié)網(wǎng)頁的獲取與閱讀第三節(jié)簡單爬蟲實(shí)例第四節(jié)正則表達(dá)式與網(wǎng)頁源代碼解析第五節(jié)mysql基本操作與爬蟲數(shù)據(jù)存儲第六節(jié)異步加載網(wǎng)站解析第七節(jié)更多爬蟲實(shí)例：政府工作報(bào)告、微博豆瓣等課程思政切入點(diǎn)：在政府工作報(bào)告案例的講解中，融入四個(gè)自信內(nèi)容。第六章數(shù)據(jù)處理第一節(jié)Pandas模塊基本應(yīng)用：分列、合并、正則表達(dá)式、分組、函數(shù)調(diào)用等第二節(jié)中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)清理第三節(jié)天氣數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)清理課程思政切入點(diǎn)：在中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)清理的案例中，加強(qiáng)學(xué)生學(xué)術(shù)道德教育。第七章數(shù)據(jù)可視化入門第一節(jié)Pyecharts：基本操作、詞云、地圖第二節(jié)地圖繪圖：數(shù)字普惠金融指數(shù)第三節(jié)matplotlib第八章城市大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用第一節(jié)大數(shù)據(jù)技術(shù)在城市管理中的應(yīng)用第二節(jié)智慧城市大數(shù)據(jù)建設(shè)應(yīng)用案例課程思政切入點(diǎn)：通過城市大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用案例，開展行業(yè)規(guī)范教育、加強(qiáng)學(xué)生學(xué)術(shù)道德、職業(yè)操守與法律意識。五、考核方式、成績評定平時(shí)成績10%（點(diǎn)名+課堂表現(xiàn)）+作業(yè)20%+學(xué)期論文（70%）六、主要參考書及其他內(nèi)容Python集成開發(fā)環(huán)境：安裝Anaconda（），使用其中的JupyterNotebook（Anaconda裝好后直接啟動后可使用，可將所有代碼和執(zhí)行結(jié)果存放于一個(gè)ipynb文件中，且能編輯和重新執(zhí)行代碼，還支持Markdown等文本編輯標(biāo)記語言）參考書目：[1]嵩天,禮欣,黃天羽.《Python語言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(第2版)》.北京：高等教育出版社，2017.2[2]韋斯麥金尼(WesMcKinney)著,徐敬一譯.《利用Python進(jìn)行數(shù)據(jù)分析》.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2018.6參考網(wǎng)站：[1]Python主站：[2]Python中文文檔：/zh-cn[3]