20—20學年季學期教案課程名稱開課學院教研室授課班級授課教師職稱授課題目文件與目錄操作計劃課時8授課時間課次1教學目的與要求一、知識目標與要求：1.理解文件與目錄的基礎概念（如文件的定義、目錄的層級結(jié)構(gòu)）及兩者的區(qū)別與關聯(lián)。2.掌握Python文件操作的基本原理，包括文件操作的底層邏輯、輸入輸出流的概念。3.知曉文件路徑的表示方式（絕對路徑、相對路徑）及路徑操作函數(shù)（如os.path模塊、pathlib庫）的功能。4.了解文件的打開模式（如'r'、'w'、'a'、'rb'）及不同模式下的讀寫規(guī)則，明確文件打開與關閉的必要性。二、能力目標與要求：1.能運用os、shutil等模塊的函數(shù)，完成目錄與文件的創(chuàng)建、刪除、復制、移動等管理操作。2.能熟練使用路徑操作函數(shù)（如os.path.join()、pathlib.Path）解析和構(gòu)建文件路徑，適配不同操作系統(tǒng)的路徑格式。3.能通過Python代碼實現(xiàn)文件的打開、關閉及不同模式的讀寫操作，正確處理文本文件與二進制文件的讀寫差異。4.能在文件操作中運用異常處理語句（如try-except），規(guī)避文件不存在、讀寫失敗等問題。5.能結(jié)合實際場景（如數(shù)據(jù)日志存儲、配置文件讀寫），設計簡單的文件操作流程，完成數(shù)據(jù)的持久化存儲與讀取。三、素質(zhì)目標與要求：1.培養(yǎng)規(guī)范化文件操作意識，養(yǎng)成及時關閉文件、處理異常的良好編程習慣。2.提升對數(shù)據(jù)持久化重要性的認識，樹立“數(shù)據(jù)安全存儲”的理念。3.在智慧農(nóng)業(yè)光照數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)案例中，體會技術對農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的推動作用，增強科技服務社會的責任感。教學重點文件路徑操作、文件的打開與讀寫操作教學難點文件讀寫模式的正確選擇教學方法講授法、案例演示法、代碼實操法、小組討論法教學組織設計一、創(chuàng)設情景，導入新課隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展，傳統(tǒng)人工監(jiān)測光照的方式效率低、誤差大，已無法滿足智慧農(nóng)業(yè)精準化、智能化需求。智慧農(nóng)業(yè)光照數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)可實時采集、精準分析光照數(shù)據(jù)，為農(nóng)作物生長提供科學依據(jù)，優(yōu)化資源配置，提升生產(chǎn)效率，對推動農(nóng)業(yè)科技進步、保障糧食安全、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。本案例開發(fā)一個用于管理智慧農(nóng)業(yè)中光照傳感器數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以實現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)的記錄、讀取、歷史數(shù)據(jù)歸檔以及系統(tǒng)日志管理等功能，幫助用戶有效地管理和維護農(nóng)業(yè)光照數(shù)據(jù)。二、新課講解知識點1-文件概述教師根據(jù)PPT結(jié)合實操的形式講解文件概述。文件是存儲在外部存儲設備（如硬盤、U盤）上的相關數(shù)據(jù)的集合，用于長期保存數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的持久化。常用文件類型文本文件二進制文件文件路徑的表示與分類絕對路徑相對路徑知識點2-文件路徑操作教師根據(jù)PPT結(jié)合實操的形式講解文件路徑操作。文件路徑的操作是非常常見的任務，無論是讀取文件、寫入文件還是管理文件目錄結(jié)構(gòu)，都離不開對路徑的處理。os模塊os模塊是Python標準庫的一部分，提供了許多與操作系統(tǒng)交互的功能，包括文件路徑的操作?！臼纠?】使用os.path模塊操作路徑pathlib模塊pathlib是Python3.4引入的一個新模塊，它提供了一個面向?qū)ο蟮姆绞絹硖幚砦募到y(tǒng)路徑。【示例2】使用pathlib模塊操作路徑知識點3-文件與目錄管理教師根據(jù)PPT結(jié)合實操的形式講解文件與目錄管理。在Python中，處理文件和目錄（文件夾）的操作可以通過內(nèi)置的os模塊和shutil模塊來實現(xiàn)。shutil模塊是在os模塊的基礎上構(gòu)建的高級文件操作工具集，提供了一系列用于文件和目錄操作的高級函數(shù)，如復制、移動、刪除文件等。獲取當前工作目錄，os.getcwd()函數(shù)。改變當前工作目錄，os.chdir(path)函數(shù)。列出目錄內(nèi)容，os.listdir(path)函數(shù)。創(chuàng)建目錄，os.mkdir(path)和os.makedirs(path)。刪除目錄，os.rmdir(path)函數(shù)。重命名文件或目錄，os.rename(src,dst)函數(shù)。列出目錄內(nèi)容，os.listdir(path)函數(shù)。復制文件，shutil.copy(src,dst)函數(shù)。移動文件或目錄，shutil.move(src,dst)函數(shù)。復制目錄，shutil.copytree(src,dst)函數(shù)。刪除目錄，shutil.rmtree(path)函數(shù)。知識點4-文件的打開與關閉教師根據(jù)PPT結(jié)合實操的形式講解文件的打開與關閉。文件操作是Python編程中的基礎技能，主要涉及打開文件、讀寫文件內(nèi)容以及關閉文件三個核心步驟。打開文件在Python中，使用內(nèi)置的open()函數(shù)來打開文件，并返回文件對象?！臼纠?】使用open()函數(shù)打開文件，同時指定打開方式。關閉文件Python中可通過close()方法關閉文件，也可以使用with語句實現(xiàn)文件的自動關閉?！臼纠?】使用with語句自動管理文件關閉。知識點5-文件的讀寫教師根據(jù)PPT結(jié)合實操的形式講解文件的讀寫。Python提供了一系列讀寫文件的方法，包括讀取文件的read()、readline()、readlines()方法和寫文件的write()、writelines()方法。讀取文件read()方法可以從指定文件中讀取指定字節(jié)的數(shù)據(jù)，語法為：read(size)【示例5】準備測試文件poem.txt。假設poem.txt中保存了一首李白的《靜夜思》，使用read()方法按字符讀取。readline()方法用于從指定文件中讀取一行數(shù)據(jù)，并保留該行數(shù)據(jù)末尾的換行符\n。【示例6】以poem.txt為例，使用readline()方法讀取該文件中的數(shù)據(jù)readlines()方法【示例7】以poem.txt為例，使用readlines()方法讀取該文件中的數(shù)據(jù)寫入文件write()方法可以將指定字符串寫入文件，語法為：readline()【示例8】使用write()方法寫入字符串readlines()方法用于一次性讀取文件中的所有數(shù)據(jù)，若讀取成功則返回一個字符串列表，每一行對應列表中的一個元素。writelines()方法用于將字符串或字符串列表寫入文件，語法為：writelines(lines)【示例9】使用writelines()方法寫入字符串序列。知識點6-文件的定位讀寫教師根據(jù)PPT結(jié)合實操的形式講解文件的定位讀寫。在實際項目中，文件操作往往不是單一的，需要根據(jù)業(yè)務需求靈活組合讀、寫、追加等操作。seek()方法用于移動文件指針的位置，從而實現(xiàn)隨機訪問文件內(nèi)容，返回移動后文件指針的新位置（字節(jié)數(shù)）。語法為：seek(offset,whence=0)【示例10】讀取poem.txt文件指定位置的內(nèi)容?！景咐?-1】智慧農(nóng)業(yè)光照數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)教師根據(jù)PPT結(jié)合實操的形式講解案例“智慧農(nóng)業(yè)光照數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)”。創(chuàng)建名稱為“智能光照控制系統(tǒng)”的項目，在項目下創(chuàng)建名稱為lighting_system的Python文件。導入必要的庫，引入系統(tǒng)所需的庫，為后續(xù)的文件操作、隨機數(shù)生成、文件復制移動、時間處理等功能提供支持。定義配置目錄，定義系統(tǒng)所需的基礎目錄和子目錄，用于存儲日志、傳感器數(shù)據(jù)和歷史歸檔數(shù)據(jù)。創(chuàng)建必要的目錄結(jié)構(gòu)，確保系統(tǒng)所需的目錄結(jié)構(gòu)存在，如果目錄不存在則創(chuàng)建。記錄傳感器數(shù)據(jù)到文件，將傳感器的光照數(shù)據(jù)記錄到文件中，文件按日期分類存儲。讀取傳感器數(shù)據(jù)文件，從指定的文件中讀取傳感器數(shù)據(jù)并打印。記錄系統(tǒng)活動日志，將系統(tǒng)的活動信息記錄到日志文件中，日志文件按日期命名。歸檔超過指定天數(shù)的數(shù)據(jù)，將超過指定天數(shù)的傳感器數(shù)據(jù)目錄歸檔到歷史歸檔目錄中。主程序，測試系統(tǒng)的各項功能，包括目錄初始化、傳感器數(shù)據(jù)寫入、數(shù)據(jù)讀取、數(shù)據(jù)歸檔和日志清理。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學生解答問題并給予指導。四、布置作業(yè)教師布置本節(jié)課作業(yè)以及下節(jié)課的預習作業(yè)。授課題目文件與目錄操作計劃課時8授課時間課次2教學目的與要求一、知識目標與要求：1.理解pandas庫的基本功能及在Excel文件操作中的核心作用，掌握其讀寫Excel文件的常用函數(shù)（如read_excel、to_excel）及參數(shù)含義。2.知曉csv模塊的設計原理，熟悉其讀寫CSV文件的核心方法（如csv.reader、csv.writer）及格式規(guī)則。3.明確Excel與CSV文件的格式差異（如數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)、兼容性）及適用場景，了解兩種文件在數(shù)據(jù)處理中的優(yōu)劣勢。二、能力目標與要求：1.能夠運用pandas庫完成Excel文件的讀取、數(shù)據(jù)篩選、修改及寫入操作，例如對農(nóng)產(chǎn)品庫存數(shù)據(jù)進行分類統(tǒng)計并導出新表格。2.熟練使用csv模塊實現(xiàn)CSV文件的逐行讀寫、批量數(shù)據(jù)處理（如數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、格式調(diào)整）。三、素質(zhì)目標與要求：1.培養(yǎng)數(shù)據(jù)處理的嚴謹性，在讀寫文件時注重數(shù)據(jù)準確性，避免因操作疏漏導致信息偏差（如農(nóng)產(chǎn)品庫存數(shù)量錯誤）。2.樹立高效處理數(shù)據(jù)的意識，通過合理運用庫函數(shù)提升文件操作效率，體會技術工具對實際工作的賦能價值。3.增強數(shù)據(jù)應用思維，結(jié)合鄉(xiāng)村振興等場景，認識文件操作在數(shù)據(jù)驅(qū)動決策中的作用，培養(yǎng)用技術解決實際問題的責任感。4.養(yǎng)成規(guī)范操作習慣，在處理敏感數(shù)據(jù)時，注重數(shù)據(jù)安全與隱私保護，避免信息泄露。教學重點Excel文件操作、CSV文件操作教學難點教學方法講授法、案例演示法、代碼實操法、小組討論法教學組織設計一、復習鞏固教師通過上節(jié)課作業(yè)的完成情況，對學生吸收不好的知識點進行再次鞏固講解。創(chuàng)設情景，導入新在鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略深入推進、農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的時代背景下，傳統(tǒng)人工庫存管理與分級模式因效率低、成本高，難以滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展需求。為此，本案例是一個專門針對農(nóng)產(chǎn)品倉庫的簡易庫存管理程序。該程序具備強大且實用的功能，它能詳細記錄每一種農(nóng)產(chǎn)品的關鍵信息，包括農(nóng)產(chǎn)品名稱、當前庫存數(shù)量、進貨價格等。程序內(nèi)置智能補貨判斷機制，會實時依據(jù)庫存數(shù)量與預設的安全庫存標準進行比對，精準判斷是否需要補貨，為倉庫管理人員提供及時、有效的補貨提醒。所有的庫存數(shù)據(jù)都將被妥善存儲在Excel文件中，這不僅方便數(shù)據(jù)的長期保存，還便于后續(xù)進行數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計和分析。無論是日常的庫存盤點，還是定期的銷售數(shù)據(jù)總結(jié)，都能通過Excel文件輕松實現(xiàn)。三、新課講解知識點1-Excel文件操作教師根據(jù)PPT結(jié)合實操的形式講解Excel文件操作。在Python中，處理Excel文件通常使用pandas庫，這是一個功能強大的數(shù)據(jù)處理庫，它提供了讀取和寫入Excel文件的功能。安裝pandas讀取Excel文件【示例11】使用read_excel()函數(shù)讀取Excel文件。寫入Excel文件【示例12】使用to_excel()方法將數(shù)據(jù)寫入Excel文件中。追加數(shù)據(jù)到Excel文件【示例13】使用ExcelWriter類來追加數(shù)據(jù)到已存在的Excel文件。知識點2-CSV文件操作教師根據(jù)PPT結(jié)合實操的形式講解CSV文件操作。CSV（Comma-SeparatedValues，逗號分隔值）文件是一種簡單的文本文件格式，用于存儲表格數(shù)據(jù)，其中每一行代表一條記錄，行中的每個字段通過逗號分隔。讀取CSV文件csv.reader()函數(shù)用于讀取CSV文件的數(shù)據(jù)。語法為：csv.reader(file)【示例14】使用reader()函數(shù)讀取CSV文件的數(shù)據(jù)。寫入CSV文件csv.writer()函數(shù)用于將數(shù)據(jù)寫入CSV文件。語法為：csv.writer(file)【示例15】使用writer()函數(shù)將數(shù)據(jù)寫入CSV文件中。使用字典讀取和寫入CSV文件?！臼纠?6】使用DictReader類讀取CSV文件，使用DictWriter類寫入CSV文件?！景咐?-2】疫苗接種信息管理系統(tǒng)創(chuàng)建名稱為“農(nóng)產(chǎn)品庫存管理”的項目，在項目下創(chuàng)建名稱為inventory_system的Python文件。導入必要的庫，導入項目所需的外部庫，為后續(xù)的文件操作、數(shù)據(jù)處理和日期處理提供支持。配置文件信息，定義存儲庫存數(shù)據(jù)的Excel文件名稱和工作表名稱。初始化Excel文件和工作表，創(chuàng)建一個新的Excel文件和工作表，并初始化表頭。添加新產(chǎn)品到庫存，向庫存中添加新產(chǎn)品，并更新Excel文件。根據(jù)產(chǎn)品編號查找產(chǎn)品，根據(jù)產(chǎn)品編號查找產(chǎn)品在數(shù)據(jù)框中的索引。處理進