資源簡介

中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺(tái)
第 18 課 數(shù)據(jù)分析與處理課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì) 備 注
課時(shí) 第一課時(shí) 。
授課時(shí)間 2025年3月3日
課型 新課
課程標(biāo)準(zhǔn)要求 1. 認(rèn)識(shí)常見的數(shù)據(jù)處理工具，掌握在物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)獲取數(shù)據(jù)的方法。
2. 理解物聯(lián)系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理方法，學(xué)會(huì)運(yùn)用程序處理簡單數(shù)據(jù)。
3. 能依據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果提出合理建議和決策。
課時(shí)目標(biāo) 1. 學(xué)生能準(zhǔn)確識(shí)別常見數(shù)據(jù)處理工具，熟練在物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)查看和下載數(shù)據(jù)。
2. 理解并掌握 Python 數(shù)據(jù)處理模塊的基本使用方法，能運(yùn)用其處理簡單數(shù)據(jù)。
3. 通過實(shí)際案例分析，培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)和解決問題的能力，深刻體會(huì)數(shù)據(jù)處理和分析在生活中的重要性。
4. 能夠?qū)o定數(shù)據(jù)進(jìn)行合理分析，并給出具有可行性的建議和決策。
教學(xué)重點(diǎn) 在物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)中查看和下載數(shù)據(jù)。
2. 利用程序處理簡單的數(shù)據(jù)。
3. Python 數(shù)據(jù)處理模塊的使用方法。
教學(xué)難點(diǎn) 1. 對(duì)數(shù)據(jù)處理工具所得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工分析，并給出合理的建議和決策。
2. 運(yùn)用 Python 對(duì)復(fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)行有效處理和分析。
3. 體會(huì)數(shù)據(jù)的處理和分析在實(shí)際生活中的重要性。
教學(xué)方法 講授法、演示法、實(shí)踐法、討論法相結(jié)合
學(xué)習(xí)方法 自主學(xué)習(xí)、小組合作學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)
教學(xué)用具 機(jī)房、多媒體課件
教 學(xué) 過 程 一、復(fù)習(xí)鞏固：復(fù)習(xí)鞏固：引導(dǎo)學(xué)生回顧之前所學(xué)的信息加工處理的相關(guān)工具，組織學(xué)生分享曾經(jīng)使用這些工具處理過的數(shù)據(jù)。二、新課導(dǎo)入：【教師活動(dòng)1】請(qǐng)同學(xué)們說一說自己曾經(jīng)使用過的數(shù)據(jù)處理工具處理過的數(shù)據(jù)。【學(xué)生活動(dòng)1】曾經(jīng)使用過的數(shù)據(jù)處理工具有WPS、Office等。“信息工具猜猜猜” 游戲！大家分成四個(gè)小組，給出一些關(guān)于信息加工處理工具的描述，學(xué)生來搶答猜出這是什么工具。【設(shè)計(jì)意圖】通過讓學(xué)生思考曾經(jīng)使用的數(shù)據(jù)處理工具，引出現(xiàn)在常用編程工具來處理數(shù)據(jù)，為本節(jié)課學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。三、新課教學(xué)：一、體驗(yàn)從物聯(lián)服務(wù)平臺(tái)獲取數(shù)據(jù)【教師活動(dòng)2】教師在大屏幕上展示已搭建好的物聯(lián)服務(wù)平臺(tái)，向?qū)W生介紹平臺(tái)的界面布局和主要操作功能。現(xiàn)場演示如何通過物聯(lián)網(wǎng)傳感器節(jié)點(diǎn)采集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)如何通過物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)傳輸?shù)轿锫?lián)服務(wù)平臺(tái)，以及在平臺(tái)上如何查看實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的圖表展示。演示過程中，與學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)，解答學(xué)生的疑問。【學(xué)生活動(dòng)2】小組合作探究，體驗(yàn)用傳感器采集數(shù)據(jù)并記錄。【設(shè)計(jì)意圖】培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題并運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決問題的能力。二、了解處理數(shù)據(jù)的一般方法【教師活動(dòng)3】回顧物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)的概念、特點(diǎn)和用途。演示如何在物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)上查看數(shù)據(jù)，包括連接、訂閱主題等操作。【學(xué)生活動(dòng)3】學(xué)生小組討論并學(xué)會(huì)登錄物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)，進(jìn)入相應(yīng)的主題管理頁面，在查看詳情頁面下載。【設(shè)計(jì)意圖】讓學(xué)生了解物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)的操作方法。【教師活動(dòng)4】講解Python數(shù)據(jù)處理的基本方法和常用庫，如pandas、numpy等。【學(xué)生活動(dòng)4】明確數(shù)據(jù)處理的目標(biāo)和思路。【設(shè)計(jì)意圖】讓學(xué)生了解處理數(shù)據(jù)的一般方法。【教師活動(dòng)5】布置一個(gè)實(shí)際的數(shù)據(jù)處理任務(wù)，讓學(xué)生從物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)上獲取數(shù)據(jù)，并運(yùn)用Python進(jìn)行處理，也可以嘗試用不同的處理方法，提高數(shù)據(jù)的處理效果。【學(xué)生活動(dòng)5】學(xué)生以小組為單位進(jìn)行操作并完成任務(wù)。1．整理數(shù)據(jù)。對(duì)從 API獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，并轉(zhuǎn)換為適合編程處理的數(shù)據(jù)格式，如DataFrame類型數(shù)據(jù)，主要代碼如下圖所示。獲取最高溫度和最低溫度。要想從數(shù)據(jù)中快速得到最高溫度和最低溫度，可以利用sort_values方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行排序，主要代碼如下圖所示。分析光照強(qiáng)度與光照時(shí)間。陽光對(duì)植物的生長有直接影響，不同位置每天所能接受的光照時(shí)間不同。為此可以通過數(shù)據(jù)篩選出光照強(qiáng)度大于某個(gè)閾值的數(shù)據(jù)，并由此來確定不同位置的光照時(shí)間，如篩選出某個(gè)設(shè)備ID中光照強(qiáng)度大于等于1000的時(shí)間段，主要代碼如下圖所示。分析土壤濕度。所處位置不同，花盆內(nèi)土壤濕度情況可能也不同。通過計(jì)算每個(gè)花盆的土壤濕度平均值，可以了解其濕度情況。為了得到所有花盆中土壤濕度的平均值，需要先根據(jù)設(shè)備D對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分組，再求出每個(gè)組的平均值。groupby()提供了數(shù)據(jù)分組功能，先根據(jù)clientd進(jìn)行分組，再利用mean()函數(shù)求每組數(shù)據(jù)的平均值，主要代碼如下圖所示。【設(shè)計(jì)意圖】讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)解決問題。應(yīng)用提升 【教師活動(dòng)6】布置拓展任務(wù)。1．嘗試使用電子表格軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相同的分析處理操作，說一說哪種處理方式更好。2．海王星是利用數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)預(yù)測而非依靠觀測發(fā)現(xiàn)的行星。請(qǐng)通過互聯(lián)網(wǎng)查閱關(guān)于海王星被發(fā)現(xiàn)的資料，結(jié)合自己的理解談?wù)剶?shù)據(jù)分析處理在科學(xué)研究活動(dòng)中的重要作用。【學(xué)生活動(dòng)6】完成拓展任務(wù)，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)查閱的資料談?wù)勛约旱南敕ê屠斫狻！驹O(shè)計(jì)意圖】讓學(xué)生感受到運(yùn)用編程處理數(shù)據(jù)的高效，體會(huì)數(shù)據(jù)分析在科學(xué)研究中日趨重要的作用。小結(jié)教師組織學(xué)生對(duì)本節(jié)課學(xué)習(xí)的知識(shí)進(jìn)行歸納總結(jié)。1．總結(jié)物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)查看數(shù)據(jù)和Python數(shù)據(jù)處理要點(diǎn)。2．強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)處理過程中的注意事項(xiàng)和常見問題的解決方法。3．讓各個(gè)小組展示自己的處理結(jié)果，進(jìn)行交流和評(píng)價(jià)。練習(xí)鞏固（當(dāng)堂檢測）布置相關(guān)練習(xí)題，如給出一段物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，要求學(xué)生在平臺(tái)查看、下載并運(yùn)用 Python 處理，分析關(guān)鍵數(shù)據(jù)并得出結(jié)論，檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度。
六、布置分層作業(yè)。1. 基礎(chǔ)作業(yè)：復(fù)習(xí)本節(jié)課內(nèi)容，整理物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)操作步驟和 Python 數(shù)據(jù)處理代碼。
2. 提高作業(yè)：從物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)獲取不同類型數(shù)據(jù)，運(yùn)用所學(xué)方法進(jìn)行處理和分析，并撰寫簡單報(bào)告。
3. 拓展作業(yè)：結(jié)合生活實(shí)際，設(shè)計(jì)一個(gè)需要數(shù)據(jù)處理和分析的小項(xiàng)目，用 Python 實(shí)現(xiàn)并展示結(jié)果。
板書設(shè)計(jì) 一、常見數(shù)據(jù)處理工具
WPS、Office 等
二、物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)獲取數(shù)據(jù)
1. 平臺(tái)操作
2. 數(shù)據(jù)查看與下載
三、Python 數(shù)據(jù)處理
1. 常用庫（pandas、numpy）
2. 數(shù)據(jù)處理示例（整理、溫度分析等）
四、數(shù)據(jù)分析與決策
1. 分析要點(diǎn)
2. 決策建議思路
教學(xué)反思
組長審批、
簽字 課前簽字： (檢查本周超周備課） 年 月 日 課后簽字： （檢查上周反思完成） 年 月 日
21世紀(jì)教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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