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1、网络协议与设计实践教学大纲一、课程概述课程名称网络协议与设计实践英文名称Practice of Network Protocol and Design课程性质专业集中实践课课程代码22125039总学时1周学分1开课学期第五学期先修课程互联网协议分析与设计适用专业网络工程开课单位计算机与电气工程学院二、课程简介网络协议与设计实践是网络工程专业必修的计算机类集中实践课程之一，通过编写 网络爬虫来加深对应用层网络协议分析、设计方法的理解。本课程设计是网络工程专业在互 联网协议分析与设计结束后开设的一门重要的实践课程，目的是让学生更熟练地掌握应用 层协议的分析方法，提升协议分析设计和解决实际问题的能
2、力，也为后续课程网络攻击与 防御，网络测试与分析的学习以及从事软件开发、网络安全等相关工作打下坚实的基础。三、课程目标课程目标1:熟练使用语言，能根据课程设计要求选择合适的数据结构和算法，完成方 案制定。（支撑毕业目标4.3）课程目标2：掌握计算机网络工程项目管理和经济决策的方法，具有工程意识，能够针 对不同情况，设计出合理的解决方案。（支撑毕业目标11.1）课程目标3：能够在多学科环境下，将工程管理与经济决策方法应用于计算机网络应用 系统的设计、开发与实施的各环节。（支撑毕业目标11.3）四、课程目标对毕业要求指标点的支撑表4课程目标对毕业要求指标点的支撑支撑毕业要求指标点课程目标1234.
3、3能够根据实验方案构建实验系统，针对系统的功能、性能和稳定 性等研究的需求，安全开展实验，对实验数据进行合理正确的收集 和提取。H11.1掌握计算机网络工程项目管理和经济决策的方法，具有工程意 识。H支撑毕业要求指标点课程目标12311.3能够在多学科环境下，将工程管理与经济决策方法应用于计算 机网络应用系统的设计、开发与实施的各环节。M注：分别用“H、M、L”对应表示“高、中、低岐撑。五、课程教学方法表5-1课程教学方法序号采用手段具体目标1以课堂教学为主强化学生工程观点的建立和工程分析能力的培养2课堂教学采用多媒体课件、编程软件演 示提高效率，增强教学的直观性和课堂教学的信息量3实习答辩通
4、过学生讲解答辩的模式进 行培养学生表达与沟通能力以及提出问题、分析问题和解决问 题的能力六、课程教学内容1 .进行课程设计前的动员，明确本次课程设计的基本内容、基本要求、课堂纪律，明确 设计记录、课程设计报告撰写规范，课程考核方式等。2 .问题分析和解决方案的确定，分析和理解课程设计内容的要求，弄清要做什么。确定 解决方案，考虑合适的数据结构，初步确定每个函数的功能以及调用关系。3 .详细设计和代码编写。细致确定每个小的功能模块，在此基础上进行代码设计，尽量 使每个模块简单明了。4 .对编写的代码进行调试，查错，修改以及测试。最后完成课程设计报告。每个学生必 须独立完成课程设计，不能互相抄袭。
5、表61课程教学内容与课程目标关系教学安排课程教学内容要求具体要求学生成果课程 目标学时第1天实习动员 与 VisualStudio2008软件 的学习(1) 了解网络爬 虫认知网络爬虫在信息时代的巨大 能量明确实现网络爬虫需要对 网络协议进行深入分析； 了解本课程实践的目的和 意义及相关实习规范11课程实践的基本要求、纪律， 明确报告撰写规范与考核方 式(2) 了解 Web 前端理解掌握HTTP协议、HTTP与Web服务器的通信过程、 HTML的基本结构、CSS层叠 样式表、Ajax熟知多种应用层协议35(2)请求模块 requests认知Jupyter Lab软件的安装会安装Jupyter
6、Lab软件 掌握requests库的使用11使用requests模块实现GET、 POST请求、复杂网络请求设 置以及请求中所使用的代理 服务(4)正则表达式认知正则表达式的基础掌握正则表达式的使用11与使用re模块实现正则表达 式的操作使用requests模块与正则表达 式，爬取某个网络视频第2天课程设计方案设计(l)XPath 解析综合Ixml模块解析HTML与XML 及实现XPath解析方式 案例：爬取豆瓣电影Top 250掌握Ixml库的使用24(2)解析数据的 BeautifulSoup 模 块理解使用BeautifulSoup模块进行 HTML代码的解析工作、如何 获取某个节点中的
7、内容、通过 指定方法快速地获取符合条 件的内容以及如何使用CSS 选择器进行数据的提取工作掌握BeautifulSoup库的使 用24第3天详 细设计(1)爬取动态渲 染的信息理解Ajax数据的爬取掌握Ajax请求url的提取 会使用Selenium24使用Selenium爬取动态加载 的信息分析Splash的爬虫应用掌握Splash的搭建与使 用24动态渲染实战第4天详 细编码(1)多线程与多 进程爬虫理解创建线程会进行多线程爬虫的编 写。32线程间通信多线程与多进程爬虫实现Pandas数据进行 处理理解使用Pandas模块实现数据结 构化、数据的(增、册k改、 查)、数据清洗、数据类型转
8、换、导入外部数据、数据排序、 数据的计算与统计以及日期 数据的处理。掌握Pandas的使用14课程思政教学内容 诚信：认真付出，努力做事，坚持科学观和实事求是精神。友善：保持平和、宽容的心去对人做事，团结协作，尊长爱幼。爱岗：富有不断学习和探索进取的工作态度，热爱本专业。 敬业：做事可以吃苦耐劳，工作能够精益求精。 其它：科学发展观及积极向上的人生观。数据存储与可视 化认知将数据保存至数据库中能把爬取的数据存入数据 库中；并进行可视化22第5天测 试、实习验 收与答辩(1 ) App抓包工具综合Charles工具的下载与安装 让PC端与手机端处于同一个 网络环境安装手机端的SSL证书掌握Cha
9、rles的使用21(2)识别验证码综合字符验证码滑动拼图验i止码掌握常见的验证码识别方 法33数据侦探项目综合应用项目实战实现一个网络爬虫项目并 答辩1,22(3)学生答辩表达展示设计成果，分享心得体会能分享自己的设计成果与 心得22课程思政教学内容 诚信：认真付出，努力做事，坚持科学观和实事求是精神。友善：保持平和、宽容的心去对人做事，团结协作，尊长爱幼。爱岗：富有不断学习和探索进取的工作态度，热爱本专业。 敬业：做事可以吃苦耐劳，工作能够精益求精。 其它：科学发展观及积极向上的人生观。表62课程思政内容 诚信：认真付出，努力做事，坚持科学观和实事求是精神。 友善：保持平和、宽容的心去对人做
10、事，团结协作，尊长爱幼。表6-3课程思政案例序号案例名称案例教学目标思政儿京1自主软件开发介绍 Jupyter Lab Pycharm 等软件的安装方法，语言 设置，使用方法等。爱国：从编程语言的角度引出我国软件的发展现状， 从中美贸易战的案例教学同学们认真学习Python语言 程序设计，为中国梦，为祖国富强而学习。2工匠精神在编写代码时需按照规范 编程，在测试时需要认真 对待每一个bug,培养学生 认真做事，全面思考能力敬业：在课程设计中，编程时发现，即使一个非常不 起眼的错误都可能导致程序无法运行。即便可以运行， 但只要有一点疏忽，都可能导致结果不正确。教会同 学们在写代码时保持严谨的态度
11、。3答辩学生能按要求完成课程设 计内容，向老师及同学们 展示自己的设计成果表达：通过叙述自己完成的课程设计内容，表述自己 对本次设计的心得体会，培养学生的表达能力以及应 对提问的能力，提升个人成就感和自信心。七、成绩考核及成绩评定方式1、考核方法本课程考核采用平时成绩+课程设计报告的综合考核方式，即：总成绩=平时成绩*40%+课程设计报告成绩*60%平时成绩分为2部分：课堂测试（20%）、设计答辩（20%）。各考核环节及权重如表7-1所示。表71考核环节及权重表目名称课程目标平时成绩课程设计 报告 （60%）成绩 比例 （%）课堂 测试 （20%）设计 答辩 （20%）课程目标1883046课
12、程目标2882036课程目标3441018合计2020601002、考核内容及评价标准课程设计报告：占总成绩的60%。报告要求内容全面，能够详细记录设计过程，准 确处理数据，对代码进行正确设计、分析，并能得到有效结论，报告抄袭做不及格处理。表7-2课程设计报告成绩评定标准课程目标评分标准（分）90-100 （优）80-89 （良）70-79 （中）60-69（及格）0-59（不及格）1、2、3能够熟练运用 Jupyter Lab等软件进 行Python语言程序编 写，熟练掌握网络请 求分析工具，并分析 各种网络协议对应的 数据结构。能够准确 定位JavaScript的关 键代码段，并编写 py
13、thon代码模拟实现 JS代码中的关键功 能。能快速解决编程 过程中出现的问题； 能够独立完成实习报 告的撰写，内容全面； 能够详细记录设计过 程，准确处理数据， 对运行结果进行正确 分析、讨论，并能得 到有效结论。能够熟练运用 Pycharm等软件进行 Python语言程序编写， 熟练掌握网络请求分 析工具的使用，并分析 各种网络协议对应的 数据结构。能够掌握 http等协议的分析，并 具备对一般网站的爬 虫编写能力。并能较快 解决编程过程中出现 的问题；能够独立完成 实习报告的撰写，内容 全面；能够比较详细记 录设计过程，比较准确 处理数据，对运行结果 进行比较正确分析、讨 论，并能得到比
14、较有效 结论。能够进行Pythord， 言程序编写，基本 掌握网络请求分析 工具的使用，并分 析各种网络协议对 应的数据结构。能 够掌握http等协议 的分析，在老师的 帮助下能够完成对 一般网站的爬虫的 编写，并能基本解 决编程过程中出现 的问题；能够完成 实习报告的撰写， 内容较全面；能够 记录设计过程，基 本能处理数据，对 运行结果进行初步 分析，并能得到基 本结论。能基本掌握网 络请求分析工 具的使用，并 分析各种网络 协议对应的数 据结构。基本 掌握http等协 议的分析，能 够独立完成设 计报告的撰 写，但内容不 够全面；过程 记录不够详 细，数据处理 不够准确，分 析不够得当，
15、程序运行结果 基本正确。未做课程设 计或未交实 习报告表7-3答辩评定标准课程目标评分标准（分）90-100 （优）80-89 （良）70-79 （中）60-69 （及格）0-59 （不及格）非常熟练地操作比较熟练地操作会操作编程软基本会操作编程软不会操作编程软编程软件、考勤编程软件、考勤件、考勤正常、件、考勤正常、在思件、考勤不正常、1、2、3正常、答辩很流正常、答辩比较答辩较流畅、态考一段时间后回答出答辩时无法正确畅、态度积极，流畅、态度较积度较积极，在老老师的提问、态度较回答问题、态度能够自主进行课极、能够自主进师的督促下自主积极，在老师的督促不积极，不能完程设计。行课程设计。进行课程设
16、计。下进行课程设计。成课程设计。 课堂测试：占总成绩的20%o每次上课随机点名考勤和互动，每名学生不少于5 次，每缺一次扣4%,扣完20%为止，无故缺勤5次以上者取消本门课程的考核资格。 答辩：占总成绩的20%。能清楚介绍自己的课程设计思路与内容，并分析结果和分 享设计心得体会。3、按照工程教育认证标准和学校人才培养要求，考核以学生能力是否有效达成为基准。 为保障学生课程培养能力的达成，规定不参与答辩或不交设计报告总评成绩一律为不及格。4、考核周期为一个学年。为使评价结果尽快反馈给各个教学环节，促使各个教学环节 尽快改进，保证教学效果的快速提升，课程考核成绩评价每学年进行1次。5、考核依据计算
17、机与电气工程学院课程目标达成评价实施办法文件进行。八、课程质量评价和持续改进课程结束后由课程责任人以定量和定性评价方法，针对具体课程目标形成文字或图表形 式的报告，针对学生个体和整体的学习成果评价并对相关问题进行分析；课程目标达成与课 程在培养学生解决复杂工程问题能力的具体环节任务的达成相关性分析;对以上各薄弱环节 进行原因分析，提供持续改进建议，并由学院教学指导委员会进行审核。针对学生个体和整 体的课程目标评价方法如下：1、课程考核成绩算分评价法：课程目标达成度算分评价法是以参加课程学习的所有学 生获得课程成绩为样本，对支撑毕业要求中各个指标点对应的课程目标进行达成情况评价, 要由任课教师、
18、课程负责人进行评价。课程目标达成情况评价值计算按下面公式进行：k r课程目标达成评价值=工,义匕 i=l Zi上式中k是该课程目标评价环节数，评价环节有平时过程考核、课后作业、大作业、实验、 期末考试等（具体的依据考核审核表确定）；Zi是第i个评价方式的总分值，力是为学生在第 i个评价方式上的得分，Pi是第i个评价方式在该课程目标评价中的占比。2、教学期间，任课教师通过作业、报告及学生反馈等及时优化教学方式和手段；整个 课程中，任课教师针对学生课程目标未达成者，通过优秀学生与其沟通交流作进一步专题辅 导改进；整体达成度较差部分，通过抽查与学生交流、分析问题，作进一步教学内容及方法 的改善。九、主要参考资料教材：教材明日科技编，Python网络爬虫从入门到精通M,清华大学出版社，2022年 7月。教参：1吕云翔，张扬，韩延刚 等，Python网络爬虫从入门到精通M,机械工业出版社, 2019.5o2黄永祥，实战Python网络爬虫M,清华大学出版社,2019.5。