資源簡(jiǎn)介

中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺(tái)
八年級(jí)信息科技教學(xué)設(shè)計(jì)
課題 第19課 數(shù)據(jù)呈現(xiàn)可視化 課型 新授課
備課時(shí)間 月 日 主備人 Xinxijishu886 授課時(shí)間 月 日- 月 日
教學(xué)內(nèi)容及教材分析 本節(jié)課是人教版《初中信息技術(shù)八年級(jí)（下冊(cè)）》第四單元《簡(jiǎn)易物聯(lián)系統(tǒng)實(shí)踐》第19課，課題為《數(shù)據(jù)呈現(xiàn)可視化》。通過理論與實(shí)踐相結(jié)合的方式，使八年級(jí)學(xué)生了解并掌握數(shù)據(jù)可視化的基本概念、作用及其在實(shí)際生活中的應(yīng)用。數(shù)據(jù)可視化作為信息時(shí)代的重要技能之一，不僅能夠幫助學(xué)生更好地理解和分析數(shù)據(jù)，還能培養(yǎng)他們的信息素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。考慮到八年級(jí)學(xué)生的認(rèn)知水平和興趣特點(diǎn)，教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)上注重從生活實(shí)例出發(fā)，逐步引導(dǎo)學(xué)生深入探索數(shù)據(jù)可視化的多種形式和實(shí)現(xiàn)方法，從而激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望。
課標(biāo)要求 了解數(shù)據(jù)可視化的作用，熟悉常見的數(shù)據(jù)可視化方式。在解決實(shí)際問題時(shí)，能夠選擇合適的方式可視化呈現(xiàn)數(shù)據(jù)。
核心素養(yǎng)目標(biāo) 信息意識(shí)：學(xué)生能夠認(rèn)識(shí)到數(shù)據(jù)可視化在信息社會(huì)中的重要作用，理解數(shù)據(jù)可視化對(duì)于理解復(fù)雜信息、發(fā)現(xiàn)潛在規(guī)律的重要性。培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)尋找并利用數(shù)據(jù)可視化工具解決問題的意識(shí)。計(jì)算思維：學(xué)生能夠運(yùn)用數(shù)據(jù)可視化的方法，將復(fù)雜的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為直觀的圖表，展現(xiàn)數(shù)據(jù)的特征和變化趨勢(shì)。通過實(shí)際操作，鍛煉學(xué)生的邏輯思維能力和問題解決能力。數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新：學(xué)生能夠掌握使用Python繪圖庫(kù)進(jìn)行基本圖表繪制的方法，具備初步的編程實(shí)踐能力。鼓勵(lì)學(xué)生嘗試不同的數(shù)據(jù)可視化方式，培養(yǎng)創(chuàng)新思維和個(gè)性化表達(dá)能力。信息社會(huì)責(zé)任：引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注數(shù)據(jù)可視化在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用，如環(huán)境監(jiān)測(cè)、交通管理等，增強(qiáng)他們的社會(huì)責(zé)任感和使命感。培養(yǎng)學(xué)生正確、合理地使用數(shù)據(jù)可視化工具，尊重和保護(hù)個(gè)人隱私和數(shù)據(jù)安全。
教學(xué)重點(diǎn) 數(shù)據(jù)可視化的基本概念、作用及常見方式（趨勢(shì)可視化、比例可視化、分布可視化和標(biāo)簽云）。使用Python繪圖庫(kù)進(jìn)行基本圖表繪制的方法。
教學(xué)難點(diǎn) 如何引導(dǎo)學(xué)生將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際操作中，獨(dú)立完成數(shù)據(jù)可視化項(xiàng)目。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和個(gè)性化表達(dá)能力，使他們?cè)谡莆栈炯寄艿幕A(chǔ)上能夠創(chuàng)造出具有個(gè)人特色的數(shù)據(jù)可視化作品。
教學(xué)方法 情境教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、分組合作法、示范講解法。
學(xué)習(xí)方法 自主探究法、合作學(xué)習(xí)法、實(shí)踐操作法。
教學(xué)工具 具備上網(wǎng)條件的信息科技實(shí)驗(yàn)室、多媒體課件。
教學(xué)過程 教 學(xué) 內(nèi) 容
復(fù)習(xí)鞏固：利用一段關(guān)于智能家居系統(tǒng)的視頻引入，讓學(xué)生觀察視頻中的數(shù)據(jù)是如何被收集和呈現(xiàn)的。新課導(dǎo)入：詢問學(xué)生如何將抽象的數(shù)據(jù)以更直觀的方式展示出來，激發(fā)學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)可視化的興趣。新課教學(xué)：對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，雖然可以粗略了解數(shù)據(jù)的特征，但不能充分利用其價(jià)值。例如，在分析環(huán)境溫度時(shí)，很難從最大值、最小值和平均值了解溫度變化的趨勢(shì)。此外，大量的數(shù)據(jù)會(huì)讓人覺得枯燥、乏味，且難以看懂，這時(shí)就需要借助數(shù)據(jù)可視化直觀地呈現(xiàn)數(shù)據(jù)。一、了解數(shù)據(jù)可視化的作用數(shù)據(jù)可視化是一種將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為圖表、圖形的手段。通過數(shù)據(jù)可視化可以將大量的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為易于理解的圖像，在數(shù)據(jù)分析過程中發(fā)揮著重要作用。1. 發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常通過數(shù)據(jù)可視化可以更加容易識(shí)別并定位數(shù)據(jù)中存在的異常。如圖19.1所示，對(duì)溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化呈現(xiàn)后，可以直觀地發(fā)現(xiàn)13:00左右的數(shù)據(jù)有異常。2. 了解整體概況數(shù)據(jù)可視化能幫助人們方便、直觀地了解物聯(lián)系統(tǒng)的整體概況。如圖19.2所示，智慧社區(qū)的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)大屏，可以幫助工作人員及時(shí)了解社區(qū)概況。 3. 發(fā)現(xiàn)趨勢(shì)變化數(shù)據(jù)可視化可以展示歷史數(shù)據(jù)的情況，幫助人們理解數(shù)據(jù)變化情況，并助力預(yù)測(cè)未來的發(fā)展趨勢(shì)。例如，一些提供航班出行服務(wù)的手機(jī)應(yīng)用軟件會(huì)顯示航班的起降時(shí)間（圖19.3），人們可以據(jù)此判斷，近期乘坐此航班大概率會(huì)晚點(diǎn)。二、熟悉常見的數(shù)據(jù)可視化類型常見的數(shù)據(jù)可視化方式包括趨勢(shì)可視化、比例可視化、分布可視化等。1. 趨勢(shì)可視化。通常用于描繪數(shù)據(jù)隨時(shí)間的變化趨勢(shì)。常見的趨勢(shì)可視化包括折線圖、柱形圖等。2. 比例可視化。通常用于顯示不同部分所占整體的比例關(guān)系。常見的比例可視化包括餅圖、環(huán)形圖等。3. 分布可視化。通常用于展示數(shù)據(jù)的分布規(guī)律，可通過散點(diǎn)圖來實(shí)現(xiàn)。將散點(diǎn)圖與地圖結(jié)合，可以用來表示數(shù)據(jù)在地理位置上的分布情況。例如，可以在共享單車手機(jī)應(yīng)用軟件中輕松查詢附近空閑單車的位置。此外，隨著數(shù)據(jù)可視化的發(fā)展，還出現(xiàn)了“標(biāo)簽云”可視化方式。標(biāo)簽云可以直觀展示一段文本數(shù)據(jù)中的高頻詞，詞頻越高，字體就越大，人們不用閱讀全文，也可以大概了解文本的重點(diǎn)內(nèi)容。三、體驗(yàn)數(shù)據(jù)可視化在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化呈現(xiàn)前，要先明確數(shù)據(jù)可視化的目的。為了解教室中不同位置的溫度變化情況，需要將溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化呈現(xiàn)。很多物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)提供了數(shù)據(jù)可視化功能，能夠展示溫度變化的趨勢(shì)。此外，電子表格軟件也可以生成圖表。在編程處理數(shù)據(jù)時(shí)，可以利用繪圖庫(kù)來生成各種圖表。例如，matplotlib是Python中常用的圖表生成模塊，ECharts是一款常用在網(wǎng)頁(yè)上的數(shù)據(jù)可視化圖表庫(kù)。通過對(duì)繪圖函數(shù)參數(shù)的設(shè)定，可以設(shè)計(jì)出個(gè)性化的圖表。
課堂小結(jié): 課堂練習(xí):學(xué)習(xí)活動(dòng)嘗試根據(jù)以下步驟，利用Python中的繪圖庫(kù)為教室環(huán)境數(shù)據(jù)繪制溫度變化趨勢(shì)圖，主要代碼如圖19.4所示。1. 準(zhǔn)備數(shù)據(jù)。要繪制溫度變化趨勢(shì)圖，需要準(zhǔn)備好橫坐標(biāo)數(shù)據(jù)和縱坐標(biāo)數(shù)據(jù)。時(shí)間數(shù)據(jù)作為橫坐標(biāo)數(shù)據(jù)保存到變量X中，對(duì)應(yīng)的溫度數(shù)據(jù)作為縱坐標(biāo)數(shù)據(jù)保存到變量Y中。2. 設(shè)置畫布和標(biāo)題。圖表的大小由畫布來決定，利用plt.figsize( )可以指定畫布大小。此外，圖表往往需要標(biāo)題，可通過plt.title( )來設(shè)置。這里設(shè)置長(zhǎng)、寬數(shù)據(jù)分別為8和6的畫布，并設(shè)置“Temperature”作為圖表的標(biāo)題。3. 繪制圖表并顯示。不同類型的圖表的繪圖函數(shù)有所不同。其中，plt. plot( )用來繪制折線圖，plt.scatter( )用來繪制散點(diǎn)圖，plt.bar( )用來繪制柱形圖。溫度變化趨勢(shì)是基于時(shí)間產(chǎn)生的，可以用折線圖來呈現(xiàn)。這里調(diào)用plt. plot( )，利用之前保存在變量X和Y中的數(shù)據(jù)來繪制折線圖，并通過plt.show( )把折線圖顯示出來。。
作業(yè)布置 課堂小結(jié):1．?dāng)?shù)據(jù)可視化的作用包括發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常、了解整體情況、發(fā)現(xiàn)趨勢(shì)變化等。2．常見的數(shù)據(jù)可視化方式包括趨勢(shì)可視化、比例可視化、分布可視化和標(biāo)簽云。3．對(duì)環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化，包括數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、設(shè)置畫布和標(biāo)題、繪制圖表并顯示等步驟。
板書設(shè)計(jì) 作業(yè)布置:列舉出至少三種數(shù)據(jù)呈現(xiàn)的方法，并說明它們的作用。
板書設(shè)計(jì) 第19課 數(shù)據(jù)呈現(xiàn)可視化一、了解數(shù)據(jù)可視化的作用二、熟悉常見的數(shù)據(jù)可視化方式三、體驗(yàn)數(shù)據(jù)可視化
組長(zhǎng)審批意見及簽字 簽字： 年 月 日
教學(xué)反思
課后簽字 簽字： 年 月 日
21世紀(jì)教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁(yè) （共 2 頁(yè)）
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