Python程序開發(fā)案例教程（第2版）教案 教學(xué)設(shè)計 第13章 網(wǎng)絡(luò)編程

博學(xué)谷——讓IT教學(xué)更簡單，讓IT學(xué)習(xí)更有效PAGE12PAGE5《Python程序開發(fā)案例教程（第2版）》教學(xué)設(shè)計課程名稱：授課年級：授課學(xué)期：教師姓名：年月課題名稱第13章網(wǎng)絡(luò)編程計劃課時7課時教學(xué)引入隨著計算機(jī)與互聯(lián)網(wǎng)的普及和發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)廣泛滲透到社會生活的各個方面，無論是操作系統(tǒng)還是手機(jī)應(yīng)用，都與網(wǎng)絡(luò)密切相關(guān)。網(wǎng)絡(luò)編程是Python學(xué)習(xí)中的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它能夠幫助讀者理解網(wǎng)絡(luò)通信的工作原理，實(shí)現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)交換，掌握構(gòu)建高效可靠的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的技能。本章將對Python中網(wǎng)絡(luò)編程的相關(guān)知識進(jìn)行講解。教學(xué)目標(biāo)使學(xué)生了解協(xié)議與體系結(jié)構(gòu)，能夠說出五層協(xié)議體系結(jié)構(gòu)中各層的功能，區(qū)分TCP協(xié)議和UDP協(xié)議的特點(diǎn)使學(xué)生了解數(shù)據(jù)傳輸流程，能夠說出兩個進(jìn)程通信的數(shù)據(jù)傳輸流程使學(xué)生了解網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，能夠說出C/S架構(gòu)和B/S架構(gòu)的特點(diǎn)使學(xué)生了解IP地址和端口號，能夠說出它們的作用及特點(diǎn)使學(xué)生掌握socket套接字的創(chuàng)建方式，能夠通過socket()方法創(chuàng)建基于TCP通信的流式套接字使學(xué)生熟悉socket通信流程，能夠歸納面向連接通信和面向非連接通信的流程使學(xué)生掌握socket內(nèi)置方法，能夠通過這些方法實(shí)現(xiàn)socket通信使學(xué)生掌握基于UDP的網(wǎng)絡(luò)聊天室功能，能夠?qū)崿F(xiàn)基于UDP的網(wǎng)絡(luò)聊天室使學(xué)生掌握基于TCP的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能，能夠?qū)崿F(xiàn)基于TCP的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換使學(xué)生掌握并發(fā)服務(wù)器，能夠?qū)崿F(xiàn)單進(jìn)程非阻塞服務(wù)器、多進(jìn)程并發(fā)服務(wù)器以及多線程并發(fā)服務(wù)器教學(xué)重點(diǎn)socket套接字socket通信流程socket內(nèi)置方法實(shí)例1：掃描開放端口基于UDP的網(wǎng)絡(luò)聊天室基于TCP的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換實(shí)例2：TCP文件下載單進(jìn)程非阻塞服務(wù)器多進(jìn)程并發(fā)服務(wù)器多線程并發(fā)服務(wù)器教學(xué)難點(diǎn)單進(jìn)程非阻塞服務(wù)器多進(jìn)程并發(fā)服務(wù)器多線程并發(fā)服務(wù)器教學(xué)方式課堂教學(xué)以PPT講授為主，并結(jié)合多媒體進(jìn)行教學(xué)教學(xué)過程第一課時（協(xié)議與體系結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)傳輸流程、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、IP地址和端口號）一、復(fù)習(xí)鞏固教師通過上節(jié)課作業(yè)的完成情況，對學(xué)生吸收不好的知識點(diǎn)進(jìn)行再次鞏固講解。通過直接引入的方式導(dǎo)入新課網(wǎng)絡(luò)編程實(shí)際上是利用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行進(jìn)程之間的數(shù)據(jù)交換。在網(wǎng)絡(luò)編程中，不同的設(shè)備上的進(jìn)程可以通過網(wǎng)絡(luò)連接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和交換，實(shí)現(xiàn)信息的傳遞和共享。網(wǎng)絡(luò)作為網(wǎng)絡(luò)編程的基礎(chǔ)，我們在學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)編程之前，有必要先了解網(wǎng)絡(luò)的概念和原理，包括協(xié)議和體系結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)傳輸過程、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、IP地址和端口號。接下來，本節(jié)將對這些知識進(jìn)行介紹。知識點(diǎn)1-協(xié)議與體系結(jié)構(gòu)教師通過PPT講解協(xié)議與體系結(jié)構(gòu)。介紹網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)介紹五層協(xié)議體系結(jié)構(gòu)物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層應(yīng)用層介紹常見協(xié)議TCP協(xié)議UDP協(xié)議IP協(xié)議知識點(diǎn)2-數(shù)據(jù)傳輸流程教師通過PPT講解數(shù)據(jù)傳輸流程。介紹數(shù)據(jù)傳輸流程知識點(diǎn)3-網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)教師通過PPT講解網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。介紹什么是C/S架構(gòu)介紹什么是B/S架構(gòu)知識點(diǎn)4-IP地址和端口號教師通過PPT講解IP地址和端口號。介紹什么是IP地址介紹什么是端口號三、歸納總結(jié)教師回顧本節(jié)課所講的內(nèi)容，并通過測試題的方式引導(dǎo)學(xué)生解答問題并給予指導(dǎo)。四、布置作業(yè)教師通過高校教輔平臺（）布置本節(jié)課作業(yè)以及下節(jié)課的預(yù)習(xí)作業(yè)。第二課時（socket套接字、socket通信流程、socket內(nèi)置方法）一、復(fù)習(xí)鞏固教師通過上節(jié)課作業(yè)的完成情況，對學(xué)生吸收不好的知識點(diǎn)進(jìn)行再次鞏固講解。二、通過直接引入的方式導(dǎo)入新課在上一節(jié)中，我們介紹了協(xié)議與體系結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)傳輸流程、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、IP地址和端口號，在本節(jié)中將對socket套接字、socket通信流程、socket內(nèi)置方法進(jìn)行介紹。三、新課講解知識點(diǎn)1-socket套接字教師通過PPT講解socket套接字。（1）介紹socket()方法作用以及參數(shù)含義（2）通過示例代碼演示socket()方法的使用知識點(diǎn)2-socket通信流程教師通過PPT講解socket通信流程。介紹什么是面向連接的通信介紹面向連接的通信服務(wù)器流程介紹面向連接的通信客戶端流程介紹什么是面向非連接的通信介紹面向非連接的通信流程知識點(diǎn)3-進(jìn)程間通信教師通過PPT講解進(jìn)程間通信。介紹Queue類的使用介紹put()方法的使用介紹get()方法的使用四、歸納總結(jié)教師回顧本節(jié)課所講的內(nèi)容，并通過測試題的方式引導(dǎo)學(xué)生解答問題并給予指導(dǎo)。五、布置作業(yè)教師通過高校教輔平臺（）布置本節(jié)課作業(yè)以及下節(jié)課的預(yù)習(xí)作業(yè)。第三課時（實(shí)例1：掃描開放端口、基于UDP的網(wǎng)絡(luò)聊天室、基于TCP的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、實(shí)例2：TCP文件下載）一、復(fù)習(xí)鞏固教師通過上節(jié)課作業(yè)的完成情況，對學(xué)生吸收不好的知識點(diǎn)進(jìn)行再次鞏固講解。二、通過直接引入的方式導(dǎo)入新課在上一節(jié)中介紹了socket套接字、socket通信流程、socket內(nèi)置方法，在本節(jié)中將對實(shí)例1：掃描開放端口、基于UDP的網(wǎng)絡(luò)聊天室、基于TCP的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、實(shí)例2：TCP文件下載進(jìn)行介紹。三、新課講解知識點(diǎn)1-實(shí)例1：掃描開放端口教師通過PPT結(jié)合實(shí)操的形式講解實(shí)例1：掃描開放端口。（1）通過PPT介紹任務(wù)案例需求。（2）通過PPT介紹任務(wù)案例分析思路。（3）在PyCharm中實(shí)現(xiàn)實(shí)例1：掃描開放端口代碼。知識點(diǎn)2-基于UDP的網(wǎng)絡(luò)聊天室教師通過PPT講解線程的創(chuàng)建和啟動。介紹基于UDP的網(wǎng)絡(luò)聊天室實(shí)現(xiàn)邏輯通過示例代碼演示基于UDP的網(wǎng)絡(luò)聊天室的代碼知識點(diǎn)3-基于TCP的數(shù)據(jù)傳輸教師通過PPT講解基于TCP的數(shù)據(jù)傳輸。介紹基于TCP的數(shù)據(jù)傳輸邏輯通過示例代碼演示基于TCP的數(shù)據(jù)傳輸代碼知識點(diǎn)4-實(shí)例2：TCP文件下載教師通過PPT結(jié)合實(shí)操的形式講解實(shí)例2：TCP文件下載。（1）通過PPT介紹任務(wù)案例需求。（2）通過PPT介紹任務(wù)案例分析思路。（3）在PyCharm中實(shí)現(xiàn)實(shí)例2：TCP文件下載代碼。四、歸納總結(jié)教師回顧本節(jié)課所講的內(nèi)容，并通過測試題的方式引導(dǎo)學(xué)生解答問題并給予指導(dǎo)。五、布置作業(yè)教師通過高校教輔平臺（）布置本節(jié)課作業(yè)以及下節(jié)課的預(yù)習(xí)作業(yè)。第四課時（單進(jìn)程非阻塞服務(wù)器、多進(jìn)程并發(fā)服務(wù)器、多線程并發(fā)服務(wù)器）一、復(fù)習(xí)鞏固教師通過上節(jié)課作業(yè)的完成情況，對學(xué)生吸收不好的知識點(diǎn)進(jìn)行再次鞏固講解。二、通過直接引入的方式導(dǎo)入新課在上一節(jié)中介紹了實(shí)例1：掃描開放端口、基于UDP的網(wǎng)絡(luò)聊天室、基于TCP的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、實(shí)例2：TCP文件下載，在本節(jié)中將對單進(jìn)程非阻塞服務(wù)器、多進(jìn)程并發(fā)服務(wù)器、多線程并發(fā)服務(wù)器進(jìn)行介紹。三、新課講解知識點(diǎn)1-單進(jìn)程非阻塞服務(wù)器教師通過PPT講解單進(jìn)程非阻塞服務(wù)器。介紹單進(jìn)程非阻塞服務(wù)器的實(shí)現(xiàn)邏輯通過示例代碼演示單進(jìn)程非阻塞服務(wù)器的代碼知識點(diǎn)2-多進(jìn)程并發(fā)服務(wù)器教師通過PPT講解多進(jìn)程并發(fā)服務(wù)器。介紹多進(jìn)程并發(fā)服務(wù)器的實(shí)現(xiàn)邏輯通過示例代碼演示多進(jìn)程并發(fā)服務(wù)器的代碼知識點(diǎn)3-多線程并發(fā)服務(wù)器教師通過PPT講解多線程并發(fā)服務(wù)器。介紹多線程并發(fā)服務(wù)器的實(shí)現(xiàn)邏輯通過示例代碼演示多線程并發(fā)服務(wù)器的代碼四、歸納總結(jié)教師回顧本節(jié)課所講的內(nèi)容，并通過測試題的方式引導(dǎo)學(xué)生解答問題并給予指導(dǎo)。五、布置作業(yè)教師通過高校教輔平臺（）布置本節(jié)課作業(yè)以及下節(jié)課的預(yù)習(xí)作業(yè)。第五、六課時（上機(jī)練習(xí)）上機(jī)練習(xí)主要針對本章中需要重點(diǎn)掌握的知識點(diǎn)，以及在程序中容易出錯的內(nèi)容進(jìn)行練習(xí)，通過上機(jī)練習(xí)可以考察同學(xué)對知識點(diǎn)的掌握情況，對代碼的熟練程度。上機(jī)一：（考察知識點(diǎn)為：socket套接字、socket內(nèi)置方法）形式：單獨(dú)完成題目：練習(xí)使用socket()方法創(chuàng)建socket對象練習(xí)socket內(nèi)置方法的使用上機(jī)二：（考察知識點(diǎn)為：實(shí)例1：掃描開放端口、基于UDP的網(wǎng)絡(luò)聊天室、基于TCP的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換）形式：單獨(dú)完成題目：根據(jù)任務(wù)描述的要求，編寫代碼實(shí)現(xiàn)實(shí)例1：掃描開放端口實(shí)現(xiàn)基于UDP的網(wǎng)絡(luò)聊