資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
八年級信息技術義務教育版教學設計
課題 數據分析與處理 單元 第四單元 學科 信息技術 年級 八年級
學習目標 1.學生能夠了解常見的數據處理工具，包括傳統工具（如算盤、計算器等）和現代編程工具（如Python中pandas、numpy等模塊），掌握其基本功能和適用場景。2.學生能夠熟練掌握從物聯網服務平臺獲取數據的兩種方式，即數據文件直接下載和通過API調用數據，并理解其操作流程和注意事項。3.學生能夠理解物聯系統中處理數據的常見方法，如統計分析法、對比分析法、分組分析法等，并能夠運用編程工具（如Python）對數據進行整理、分析和處理，包括數據格式轉換、排序、篩選、分組求平均值等操作。
重點 1.常見數據處理工具的功能及適用場景，特別是編程工具在物聯數據處理中的應用。2.從物聯網服務平臺獲取數據的兩種方式及操作流程，包括登錄平臺、確定參數、發起請求等步驟。3.物聯系統中數據處理的常見方法及編程實現，如數據整理、統計分析、對比分析和分組分析等操作的代碼實現。
難點 1.理解和運用Python中的數據處理模塊（如pandas）進行復雜數據操作，如數據格式轉換、多條件篩選和分組統計等。2.根據物聯網服務平臺的API文檔準確調用接口獲取數據，并處理可能出現的網絡請求錯誤和數據解析問題。3.選擇合適的數據處理方法對實際問題進行分析，能夠根據數據分析結果得出有意義的結論和建議，培養學生數據分析思維和應用能力。
教學過程
教學環節 教師活動 學生活動 設計意圖
導入新課 1.展示問題情境：通過PPT展示養花場景，提出養花人想要了解花盆不同環境詳細數據以判斷植物適宜生長環境的問題，引導學生思考如何進行環境數據分析，從而引出本節課主題——數據分析與處理。2.引導思考數據作用：引導學生討論數據在解決這個問題中的重要性，以及他們認為可能需要進行哪些數據處理操作，激發學生學習興趣和探索欲望。 傾聽老師講解與導入 激發學生的學習興趣，讓從問題中進行思考，從而引出本節課的學習內容
講授新課 一、知識講解與實踐操作1.了解常見的數據處理工具工具發展歷程介紹：展示算盤、差分機、計算器、計算機等圖片，介紹從古至今數據計算工具的發展演變，強調隨著數據量的增加，現代數據處理工具的重要性。學生分享與討論：請學生分享自己使用過的數據處理工具及處理的數據類型，教師引導學生討論不同工具的優缺點和適用場景，如計算器適用于簡單計算，而編程工具適用于大規模數據處理。編程工具重點講解：以Python為例，介紹pandas、numpy等數據處理模塊，講解其在數據處理方面的強大功能，如pandas對表格數據的快速處理能力，激發學生學習編程處理數據的興趣。2.體驗從物聯網服務平臺獲取數據平臺數據獲取方式介紹：講解之前課程中采集的數據已存儲在物聯網服務平臺，介紹兩種獲取數據的方式——數據文件直接下載和通過API調用數據，說明兩種方式的特點和適用情況。數據文件下載演示：教師登錄物聯網服務平臺，演示以數據文件形式下載數據的操作過程，包括登錄平臺、進入主題管理頁面、點擊下載等步驟，同時提醒學生注意保存文件的位置和格式。API調用數據實踐：提供API調用的程序框架，講解如何參閱說明文檔確定API的URL、傳入相關參數（如賬號、密碼、主題ID等）后發起網絡請求。學生分組根據教師提供的框架和指導，自行填入參數進行API調用數據的實踐操作，教師巡視各小組，幫助學生解決遇到的問題，如網絡連接失敗、參數錯誤等。二、數據處理方法學習與實踐1.數據處理方法講解：結合養花場景中的數據需求，介紹物聯系統中常見的數據處理方法，如統計分析法（求最大值、最小值、平均值等）、對比分析法（對比不同數據異同）、分組分析法（根據條件分組后統計對比），并說明每種方法在分析植物生長環境數據中的應用意義。2.編程實現數據處理實踐：以Python語言為例，演示使用pandas模塊對從API獲取的數據進行處理的過程，包括數據整理（轉換為DataFrame類型）、數據分析（如求最高最低溫度、篩選光照強度數據、根據設備ID分組求土壤濕度平均值等），展示相關代碼并解釋代碼含義和作用。學生根據教師演示，結合自己獲取的數據，進行數據處理編程實踐，嘗試實現對溫度、光照強度、土壤濕度等數據的分析處理，教師巡視指導，鼓勵學生嘗試不同的分析方法和代碼實現方式，及時解決學生在編程過程中遇到的語法錯誤、邏輯錯誤等問題。 了解數據處理的方法及相關知識內容 通過幾個學習活動讓學習開始掌握本節課的重點及難點
課堂練習 1.提出討論問題：比較數據文件下載和API調用兩種數據獲取方式的優缺點，在什么情況下選擇哪種方式更合適？分析小組在數據處理過程中遇到的問題及解決方法，分享數據處理結果和發現，如不同環境下植物生長數據的特點和規律。2.小組討論與全班分享：組織學生分組討論上述問題，每個小組推選一名代表進行發言，分享小組討論結果。教師對學生的發言進行點評和總結，引導學生進一步思考數據處理方法的選擇和優化，以及如何根據數據分析結果為養花人提供合理的種植建議。 通過課堂提問進一步拓展本節課所學的知識 進一步拓展本節課的學習知識
課堂小結 1.知識總結回顧：與學生一起回顧本節課所學內容，包括常見數據處理工具、物聯網服務平臺數據獲取方式、物聯系統數據處理方法及編程實現等，強調數據分析處理在物聯系統中的重要性和實際應用價值。2.學生收獲分享：請幾位學生分享本節課的學習收獲和體會，教師對學生的分享進行肯定和鼓勵，同時針對學生在學習過程中存在的問題進行補充講解和指導，確保學生對本節課知識有清晰的理解和掌握。 引導學生總結自己本節課的學習收獲 對本節課的學習進行總結
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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