基于Python的信息智能處理的研究與實(shí)踐

李進(jìn)豪，李樹凱

（1.廣東省海洋工程職業(yè)技術(shù)學(xué)校，廣州510320；2.汕頭市潮南區(qū)田心中學(xué)，汕頭515134）

0 引言

隨著新一代信息技術(shù)的快速發(fā)展和教育教學(xué)改革的不斷深化，多技術(shù)融合應(yīng)用場景在教育教學(xué)管理中隨處可見。但富有創(chuàng)新性的信息化管理與混合教學(xué)等常需要大量的信息智能處理輔助小程序，以提高工作效率與教學(xué)有效性，讓使用者真正減負(fù)，助推信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合進(jìn)入正向的良性循環(huán)。QQ、微信、公眾號、問卷星等，是絕大多數(shù)教師推進(jìn)信息化管理與混合教學(xué)等最喜歡的工具，如何開發(fā)一些信息智能處理輔助小程序，智能化基于原始數(shù)據(jù)在分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行反饋和形成報表等，讓師生都有獲得感與成就感，值得我們探討。

1 問題的提出

1.1 定時提醒學(xué)生填報信息

在信息化管理中，QQ群、微信群等是教師與學(xué)生進(jìn)行實(shí)時或異步溝通的常用工具，大大提高了信息化管理的有效性。以職業(yè)學(xué)校的疫情防控常規(guī)動作為例，班主任需要動態(tài)、實(shí)時了解學(xué)生的健康情況，因此每天都需要主動收集學(xué)生的各類信息并形成相應(yīng)的報表，以便做出預(yù)判和決策。

應(yīng)用景場：定時提醒學(xué)生填報健康信息，并主動從微信群（或QQ群）獲取學(xué)生健康申報的基本信息，在分析的基礎(chǔ)上形成相關(guān)報表。

需要解決的問題：如何根據(jù)學(xué)生填報情況智能化提醒未填報的學(xué)生按時完成填報。

1.2 統(tǒng)計學(xué)生的平時成績

在混合教學(xué)中，QQ群、微信群、公眾號、問卷星、專用教學(xué)平臺等都是教師與學(xué)生進(jìn)行線上教學(xué)的常用工具，大大提高了教學(xué)的便利性和有效性。以職業(yè)學(xué)校的混合教學(xué)為例，任課教師需要根據(jù)學(xué)生線上學(xué)習(xí)的表現(xiàn)登記學(xué)生的平時成績，因此常需要主動收集學(xué)生的學(xué)習(xí)情況并登記在相關(guān)的教學(xué)日志（報表）中。

應(yīng)用景場：主動從公眾號或問卷星等相關(guān)網(wǎng)頁中獲取學(xué)生的作業(yè)反饋，并根據(jù)約定把學(xué)生的學(xué)生成績登入平時成績報表中。

需要解決的問題：如何根據(jù)學(xué)生的作業(yè)反饋智能化登記平時成績。

2 基于Python的常用讀寫技術(shù)

2.1 剪貼板

剪貼板是計算機(jī)內(nèi)存中的一塊區(qū)域，它使得在各種應(yīng)用程序之間可以傳遞和共享信息，科學(xué)合理利用剪貼板可以讓信息共享實(shí)現(xiàn)智能化，有利于深化教育教學(xué)信息化。

打開：OpenClipboard（）

關(guān)閉：CloseClipboard（）

讀?。篏etClipboardData（）

清空：EmptyClipboard（）

寫入：SetClipboardText（mystr）

應(yīng)用案例：在A程序中復(fù)制信息，利用剪貼板在B程序中實(shí)現(xiàn)信息的傳遞。

2.2 文本文件

文本文件是一種典型的順序文件，其文件的邏輯結(jié)構(gòu)屬于流式文件。

打開（讀寫方式）：open（mywxx，"r+"）

關(guān)閉：close（）

讀?。簉eadlines（）

寫入：write（myxx）

應(yīng)用案例：將從網(wǎng)頁上自動獲得的信息保存在文本文件中，利用文本文件的跨平臺特性實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享。

2.3 Excel

Excel有直觀的界面、出色的計算功能和圖表工具，是最流行的個人計算機(jī)數(shù)據(jù)處理軟件。

打開工作?。簑orkbook1=openpyxl.load_workbook（"rjgz2001.xlsx"）

獲取工作表：sheet=workbook1["xm"]

讀取單元格內(nèi)容：

設(shè)置當(dāng)前工作表：sheet=workbook1.active

設(shè)置工作表標(biāo)簽：sheet.title='簽到情況'

寫入單元格：sheet.cell（row=1，column=1，value=str（myxm[1][1]））

保存工作薄：workbook1.save（"rjgz2001.xlsx"）

應(yīng)用案例：訪問指定的Excel工作薄，將經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)寫入到相應(yīng)的工作表中。

3 基于Python的自動獲取與自動發(fā)送技術(shù)

3.1 自動獲取

（1）概述

urllib.request模塊提供了最基本的構(gòu)造HTTP請求的方法，利用它可以模擬瀏覽器的一個請求發(fā)起過程，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)頁信息的自動獲取。

（2）實(shí)現(xiàn)代碼

功能：自動獲取網(wǎng)頁（https://www.gdhygcxx.cn/）的相關(guān)信息。

應(yīng)用案例：自動獲取某網(wǎng)站指定頁面的所有圖片。

3.2 自動發(fā)送

（1）概述

keybd_event函數(shù)可以讓計算機(jī)自動產(chǎn)生一次擊鍵事件，利用預(yù)設(shè)的自動擊鍵可以實(shí)現(xiàn)自動發(fā)送等。

（2）實(shí)現(xiàn)代碼

功能：自動將指定的窗口設(shè)置為當(dāng)前窗口，并按下“Ctrl+V”和“Enter”。

應(yīng)用案例：自動在微信群中回復(fù)信息。

4 基于Python的信息智能處理的基本原理

主動迎接智慧教育帶來的新機(jī)遇和新挑戰(zhàn)，基于應(yīng)用驅(qū)動實(shí)施“新黑板+新粉筆+新理念”的教育模式，是實(shí)現(xiàn)教育跨越式發(fā)展的必然選擇。下面以教育教學(xué)管理中多技術(shù)融合應(yīng)用場景為例，簡述信息智能處理的基本原理。

4.1 基本原理

圖1 信息智能處理基本原理

4.2 常用小技巧

（1）正則表達(dá)式。

應(yīng)用案例：獲取學(xué)生上傳的作業(yè)文件名（jpg格式）

（2）日期與時間。

應(yīng)用案例：利用當(dāng)前日期作為文件名，以實(shí)現(xiàn)每日報表的有序化保存。

（3）隨機(jī)產(chǎn)生不重復(fù)的編號。

應(yīng)用案例：從題庫中隨機(jī)抽取題目（不重復(fù)）。

（4）打開外部可執(zhí)行文件。

應(yīng)用案例：在程序中自動打開記事本，以便用戶獲得臨時數(shù)據(jù)。

（5）快速排序。

應(yīng)用案例：按分?jǐn)?shù)高低進(jìn)行排序，形成一份具有特定順序的數(shù)據(jù)報表。

（6）創(chuàng)建窗體。

應(yīng)用案例：實(shí)現(xiàn)管理功能的可視化，提供一個人機(jī)對話的窗口。

5 案例1：定時提醒學(xué)生填報信息

5.1 需求

基本功能：根據(jù)學(xué)生健康申報的基本信息，定時自動將未申報的學(xué)生名單發(fā)送到指定微信群（QQ群），以提醒學(xué)生主動申報。

應(yīng)用班級：軟件高職2001。

5.2 基本原理

（1）主動基于win32clipboard獲取指定微信群（QQ群）的學(xué)生健康申報的基本信息。

（2）保存學(xué)生健康申報的基本信息（TXT文件）。

（3）自動讀取學(xué)生基本信息表（Excel文件）。

（4）智能化分析未申報的學(xué)生名單。

（5）以當(dāng)前日期為文件名自動創(chuàng)建學(xué)生健康申報日報表（Excel文件）。

（6）以當(dāng)前日期為文件名自動創(chuàng)建未申報的學(xué)生名單日報表（TXT文件）。

（7）獲取指定微信群（QQ群）的窗口句柄。

（8）自動將未申報的學(xué)生名單發(fā)送到指定微信群（QQ群）。

5.3 核心代碼與代表性界面

（1）核心代碼

（2）代表性界面

圖2 自動向微信群發(fā)送信息

6 案例2：統(tǒng)計學(xué)生的平時成績

6.1 需求

基本功能：從指定網(wǎng)頁獲取學(xué)生的作業(yè)完成情況，自動統(tǒng)計（登記）學(xué)生的平時成績，并保存在Excel文件中。

應(yīng)用班級：軟件高職2001。

6.2 基本原理

（1）主動從指定網(wǎng)頁獲取學(xué)生的作業(yè)完成情況。

（2）根據(jù)指定參數(shù)自動確認(rèn)登記模式：追加狀態(tài)或全部重新統(tǒng)計狀態(tài)。

（3）根據(jù)指定參數(shù)自動確認(rèn)統(tǒng)計模式：是否排除重復(fù)。

（4）自動讀取學(xué)生基本信息表（Excel文件）。

（5）自動統(tǒng)計（登記）學(xué)生的平時成績。

（6）將平時成績保存在指定的Excel文件中。

（7）根據(jù)需要將平時成績發(fā)布到指定微信群（QQ群）。

6.3 核心代碼與代表性界面

（1）核心代碼

（2）代表性界面

圖3 平時成績統(tǒng)計報表

7 信息智能處理的應(yīng)用效果

7.1 提升了工作有效性

以案例1的學(xué)生單次統(tǒng)計并且在微信中進(jìn)行提醒為例，由于學(xué)生填報信息的無序性，平時人工統(tǒng)計一次大約需要5分鐘。采用信息智能處理小程序進(jìn)行處理，時間是以秒作為單位（可以忽略不計），工作有效性大大提高。此外，因?yàn)樾畔⒅悄芴幚硇〕绦虻囊耄梢詫?shí)現(xiàn)定時反饋，學(xué)生主動申報積極性也大大提高了。

7.2 提升了教學(xué)有效性

以案例2的學(xué)生平時成績登記為例，由于混合教學(xué)的特殊性，學(xué)生完成作業(yè)的信息具有隨機(jī)性且不斷更新，教師用于登記平時成績的時間，整體來說是較多的。如果需要定時反饋，則工作量將倍增。采用信息智能處理小程序進(jìn)行處理，不僅時間可以忽略不計，而且還能自動定時發(fā)布作業(yè)完成的統(tǒng)計情況（激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性），大大提升了教學(xué)有效性。

7.3 推進(jìn)了教育教學(xué)信息化

信息智能處理小程序的引入，能讓教師真正減負(fù)，能讓學(xué)生得到及時的反饋，提升了教育教學(xué)管理的信息化程度，助推了信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)的深度融合，有利于培育T型工匠人才。

8 應(yīng)用的標(biāo)志性業(yè)績

8.1 立足于課堂教學(xué)的校級教育教學(xué)研究課題3項(xiàng)

（1）黨建與沉浸式教學(xué)深度融合的研究與實(shí)踐。

（2）基于超星學(xué)習(xí)平臺的沉浸式學(xué)習(xí)評價系統(tǒng)。

（3）基于超星學(xué)習(xí)平臺的課堂設(shè)計的研究與實(shí)踐。

8.2 基于教學(xué)實(shí)踐的總結(jié)性論文3篇

（1）基于名師工作室提升教師的信息技術(shù)應(yīng)用能力的研究與實(shí)踐。

（2）基于混合學(xué)習(xí)模式提升課堂教學(xué)有效性的研究與實(shí)踐。

（3）基于創(chuàng)新工作室培育T型信息技術(shù)工匠人才的途徑。

9 結(jié)語

Python是一種跨平臺的腳本和快速開發(fā)應(yīng)用的編程語言，能高效地開發(fā)各類信息智能處理小程序。引入信息智能處理小程序，有利于提升教育教學(xué)管理效率，有利于提升課堂教學(xué)有效性，有利于助推教育教學(xué)信息化不斷深化。文中提及的代碼全部在“Office 2016+Python 3.8.3”環(huán)境下調(diào)試通過，并應(yīng)用于實(shí)際工作中，效果好。