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文檔簡(jiǎn)介
第2章需求分析與數(shù)據(jù)采集2.3數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化與數(shù)據(jù)清洗-高中教學(xué)同步《信息技術(shù)數(shù)據(jù)管理與分析》(教案)(人教-中圖版2019)主備人備課成員教學(xué)內(nèi)容本章選自《信息技術(shù)數(shù)據(jù)管理與分析》(人教-中圖版2019)第2章“需求分析與數(shù)據(jù)采集”中的2.3節(jié)“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化與數(shù)據(jù)清洗”。教學(xué)內(nèi)容主要包括以下方面:
1.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化的概念與意義:介紹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化的定義,探討其在數(shù)據(jù)分析和處理中的重要性。
2.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化方法:學(xué)習(xí)常見的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化方法,如規(guī)范命名、分類編碼、層級(jí)劃分等。
3.數(shù)據(jù)清洗的必要性:闡述數(shù)據(jù)清洗在數(shù)據(jù)分析過程中的作用,提高數(shù)據(jù)質(zhì)量。
4.數(shù)據(jù)清洗方法:掌握數(shù)據(jù)清洗的基本方法,包括缺失值處理、異常值檢測(cè)與處理、重復(fù)值處理等。
5.數(shù)據(jù)清洗工具:介紹常用的數(shù)據(jù)清洗工具,如Excel、Python等,并進(jìn)行實(shí)操演練。
教學(xué)內(nèi)容緊密圍繞教材,旨在幫助學(xué)生掌握數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化與數(shù)據(jù)清洗的基本知識(shí)和技能,為后續(xù)數(shù)據(jù)分析打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.數(shù)據(jù)素養(yǎng):培養(yǎng)學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)敏感度,提升數(shù)據(jù)分析與處理的思維能力,使其能夠理解數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化對(duì)于數(shù)據(jù)分析的重要性。
2.信息素養(yǎng):通過實(shí)踐操作,增強(qiáng)學(xué)生對(duì)信息處理流程的掌握,特別是在數(shù)據(jù)清洗環(huán)節(jié),提高信息篩選、處理和優(yōu)化能力。
3.解決問題能力:訓(xùn)練學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際數(shù)據(jù)問題的能力,培養(yǎng)其在面對(duì)復(fù)雜數(shù)據(jù)時(shí),能夠合理選擇并應(yīng)用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化和清洗方法。
4.團(tuán)隊(duì)協(xié)作與交流:鼓勵(lì)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中相互協(xié)作,通過討論與交流,共同完成數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化和清洗的任務(wù),提高溝通與協(xié)作能力。
5.創(chuàng)新意識(shí):激發(fā)學(xué)生思考數(shù)據(jù)管理的新方法,培養(yǎng)其在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化和清洗過程中的創(chuàng)新意識(shí)和能力,為數(shù)據(jù)管理與分析提供新思路。學(xué)情分析本課程面向高中年級(jí)學(xué)生,他們?cè)谥R(shí)層面已具備一定的信息技術(shù)基礎(chǔ),對(duì)數(shù)據(jù)管理與分析有初步了解。在能力方面,學(xué)生具備基本的計(jì)算機(jī)操作技能和邏輯思維能力,但在數(shù)據(jù)處理與分析的實(shí)際應(yīng)用上,仍需加強(qiáng)。以下是具體分析:
1.知識(shí)層面:學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)庫的基本概念有所了解,但對(duì)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化和數(shù)據(jù)清洗的深入知識(shí)掌握不足,對(duì)實(shí)際操作中遇到的問題處理能力有限。
2.能力方面:大部分學(xué)生具備一定的信息檢索和處理能力,但在面對(duì)復(fù)雜、不規(guī)范數(shù)據(jù)時(shí),結(jié)構(gòu)化和清洗數(shù)據(jù)的能力較弱。此外,學(xué)生的編程能力參差不齊,對(duì)使用Python等工具進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗的能力有限。
3.素質(zhì)方面:學(xué)生在團(tuán)隊(duì)協(xié)作、溝通交流方面表現(xiàn)良好,有利于在課堂中進(jìn)行小組討論和實(shí)踐操作。但在創(chuàng)新意識(shí)方面,部分學(xué)生仍較保守,需要教師引導(dǎo)和激發(fā)。
4.行為習(xí)慣:學(xué)生對(duì)于實(shí)操性較強(qiáng)的課程內(nèi)容表現(xiàn)出較高的興趣,但部分學(xué)生可能存在依賴心理,習(xí)慣于等待教師解決問題,缺乏主動(dòng)探究的精神。學(xué)具準(zhǔn)備多媒體課型新授課教法學(xué)法講授法課時(shí)第一課時(shí)師生互動(dòng)設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)資源1.硬件資源:計(jì)算機(jī)、投影儀、打印機(jī)。
2.軟件資源:Excel、Python編程環(huán)境、數(shù)據(jù)清洗相關(guān)軟件工具。
3.課程平臺(tái):校園網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)、電子教室管理系統(tǒng)。
4.信息化資源:教學(xué)課件、電子教材、教學(xué)視頻、在線習(xí)題庫。
5.教學(xué)手段:講授、案例分析、小組討論、實(shí)操演練、互動(dòng)問答、在線自測(cè)。教學(xué)過程設(shè)計(jì)1.導(dǎo)入環(huán)節(jié)(5分鐘)
-利用校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)展示一組雜亂無章的數(shù)據(jù),提出問題:“如何將這組數(shù)據(jù)進(jìn)行有效分析?”引導(dǎo)學(xué)生思考數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化的重要性。
-通過對(duì)比規(guī)范化和非規(guī)范化的數(shù)據(jù),讓學(xué)生直觀感受數(shù)據(jù)清洗帶來的變化,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。
2.講授新課(15分鐘)
-講解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化的概念、意義以及常見方法,結(jié)合實(shí)際案例進(jìn)行分析。
-介紹數(shù)據(jù)清洗的必要性,詳細(xì)講解缺失值處理、異常值檢測(cè)與處理、重復(fù)值處理等數(shù)據(jù)清洗方法。
-演示使用Excel和Python進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗的操作步驟,強(qiáng)調(diào)操作要點(diǎn)。
3.鞏固練習(xí)(10分鐘)
-學(xué)生分組,每組分配一個(gè)具有實(shí)際意義的數(shù)據(jù)清洗任務(wù),要求學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成。
-教師巡回指導(dǎo),解答學(xué)生在操作過程中遇到的問題,引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決問題。
4.課堂提問與互動(dòng)(5分鐘)
-針對(duì)學(xué)生在練習(xí)過程中遇到的共性問題,進(jìn)行提問和解答,加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解。
-邀請(qǐng)部分學(xué)生分享他們的數(shù)據(jù)清洗經(jīng)驗(yàn)和方法,促進(jìn)師生、生生之間的交流。
5.創(chuàng)新教學(xué)(5分鐘)
-鼓勵(lì)學(xué)生思考:在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化和清洗過程中,有哪些可以改進(jìn)和優(yōu)化的地方?如何提高數(shù)據(jù)清洗的效率?
-學(xué)生提出自己的想法和解決方案,教師點(diǎn)評(píng)并給予指導(dǎo)。
6.核心素養(yǎng)能力拓展(5分鐘)
-針對(duì)數(shù)據(jù)清洗過程中的實(shí)際問題,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深入探討,提高數(shù)據(jù)素養(yǎng)和信息素養(yǎng)。
-強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)協(xié)作和溝通能力的重要性,鼓勵(lì)學(xué)生在解決問題時(shí)相互協(xié)作、共享成果。
7.總結(jié)與反思(5分鐘)
-教師對(duì)本節(jié)課的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)要回顧,強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化與數(shù)據(jù)清洗在實(shí)際應(yīng)用中的重要性。
-學(xué)生反思本節(jié)課的學(xué)習(xí)過程,總結(jié)自己在數(shù)據(jù)清洗方面的收獲和不足。
8.課后作業(yè)(課后自主完成)
-布置一個(gè)綜合性的數(shù)據(jù)清洗任務(wù),要求學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識(shí),獨(dú)立完成。
-提供在線習(xí)題庫,方便學(xué)生進(jìn)行課后鞏固和自測(cè)。
總計(jì)用時(shí):45分鐘
注意事項(xiàng):
1.教學(xué)過程中,注重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)際操作能力。
2.加強(qiáng)師生互動(dòng),關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)反饋,及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略。
3.鼓勵(lì)學(xué)生提問和分享,提高課堂氛圍,促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。
4.注重課后作業(yè)的布置與檢查,鞏固學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握。學(xué)生學(xué)習(xí)效果1.知識(shí)與技能:
-掌握了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化的概念、意義以及常見方法,能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行有效分類和編碼。
-學(xué)會(huì)了數(shù)據(jù)清洗的基本方法,如缺失值處理、異常值檢測(cè)與處理、重復(fù)值處理等,提高了數(shù)據(jù)質(zhì)量。
-熟悉了Excel、Python等數(shù)據(jù)清洗工具的使用,能夠獨(dú)立完成數(shù)據(jù)清洗任務(wù)。
2.過程與方法:
-通過分組討論和實(shí)踐操作,培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)協(xié)作和溝通能力,提高了數(shù)據(jù)分析和處理的速度與效率。
-學(xué)會(huì)在實(shí)際操作中遇到問題時(shí),能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行解決,增強(qiáng)了問題解決能力。
-掌握了通過對(duì)比、分析、總結(jié)等學(xué)習(xí)方法,對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化與數(shù)據(jù)清洗的知識(shí)點(diǎn)有了更深入的理解。
3.情感態(tài)度與價(jià)值觀:
-增強(qiáng)了對(duì)數(shù)據(jù)敏感度,認(rèn)識(shí)到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化和數(shù)據(jù)清洗在數(shù)據(jù)分析中的重要性,培養(yǎng)了良好的數(shù)據(jù)素養(yǎng)。
-提高了對(duì)信息技術(shù)的興趣,激發(fā)了對(duì)數(shù)據(jù)管理與分析領(lǐng)域的學(xué)習(xí)熱情。
-通過解決實(shí)際問題,體會(huì)到了學(xué)以致用的樂趣,增強(qiáng)了自信心和成就感。
4.核心素養(yǎng)能力:
-數(shù)據(jù)素養(yǎng):學(xué)生能夠理解數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化與清洗對(duì)于數(shù)據(jù)分析的重要性,并運(yùn)用所學(xué)知識(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效管理。
-信息素養(yǎng):學(xué)生掌握了信息處理的基本流程,特別是在數(shù)據(jù)清洗環(huán)節(jié),能夠篩選、處理和優(yōu)化信息。
-創(chuàng)新意識(shí):學(xué)生在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化和清洗過程中,能夠主動(dòng)思考新方法,提出創(chuàng)新性解決方案。
5.課后實(shí)踐與應(yīng)用:
-學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)應(yīng)用于課后作業(yè)和實(shí)際項(xiàng)目中,獨(dú)立完成數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化和清洗任務(wù)。
-通過課后習(xí)題庫的練習(xí),鞏固了知識(shí)點(diǎn),提高了對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化與數(shù)據(jù)清洗技能的掌握程度。教學(xué)反思在本次教學(xué)過程中,我重點(diǎn)關(guān)注了學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化與數(shù)據(jù)清洗知識(shí)點(diǎn)的掌握情況。從課堂表現(xiàn)來看,學(xué)生們對(duì)這一章節(jié)的內(nèi)容表現(xiàn)出較高的興趣,但在實(shí)際操作中仍存在一些問題。
首先,我發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化方面的理解不夠深入,對(duì)分類編碼等方法的運(yùn)用不夠熟練。針對(duì)這一點(diǎn),我計(jì)劃在今后的教學(xué)中,多舉一些實(shí)際例子,讓學(xué)生更好地理解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化的概念和意義。
其次,在數(shù)據(jù)清洗環(huán)節(jié),學(xué)生們對(duì)缺失值處理、異常值檢測(cè)等方法的掌握程度參差不齊。為了提高學(xué)生的實(shí)際操作能力,我打算在課后布置一些針對(duì)性的練習(xí),讓學(xué)生多加練習(xí),熟練掌握數(shù)據(jù)清洗技巧。
另外,在課堂互動(dòng)方面,我發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生參與度不高,這可能是因?yàn)樗麄儗?duì)這一章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)還不夠熟悉,擔(dān)心在討論中出錯(cuò)。為了提高學(xué)生的課堂參與度,我會(huì)在今后的教學(xué)中,多鼓勵(lì)學(xué)生提問和分享,營(yíng)造一個(gè)輕松、愉快的課堂氛圍。
此外,我在教學(xué)過程中也注意到了一些創(chuàng)新的教學(xué)方法。例如,讓學(xué)生分組完成實(shí)際數(shù)據(jù)清洗任務(wù),這種形式有助于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。但在實(shí)際操作中,部分學(xué)生過于依賴組員,自己動(dòng)手解決問題的能力有待提高。因此,我會(huì)在后續(xù)教學(xué)中,加強(qiáng)對(duì)學(xué)生獨(dú)立解決問題的引導(dǎo)。
在課后作業(yè)方面,我發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生對(duì)綜合性數(shù)據(jù)清洗任務(wù)的完成情況不夠理想。為了幫助學(xué)生更好地鞏固知識(shí)點(diǎn),我計(jì)劃在課后加強(qiáng)作業(yè)輔導(dǎo),針對(duì)學(xué)生的共性問題進(jìn)行解答。典型例題講解例題1:數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化
【題目】將以下一組數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化處理,并說明你的處理方法。
原始數(shù)據(jù):張三,男,1999-01-01,北京清華大學(xué),計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)。
【答案】
結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù):
姓名:張三
性別:男
出生日期:1999-01-01
地址:北京
聯(lián)系電話/p>
學(xué)校:清華大學(xué)
專業(yè):計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)
例題2:缺失值處理
【題目】以下數(shù)據(jù)表中的缺失值,你如何處理?
數(shù)據(jù)表:
|學(xué)號(hào)|姓名|年齡|性別|成績(jī)|
|----|----|----|----|----|
|001|李四|18|男|NaN|
|002|王五|19|女|90|
|003|趙六|20|男|85|
【答案】
處理方法1:刪除含有缺失值的行。
處理方法2:使用平均成績(jī)填充缺失值。
處理方法3:聯(lián)系學(xué)生獲取缺失的成績(jī)信息。
例題3:異常值檢測(cè)
【題目】以下數(shù)據(jù)表中,如何檢測(cè)出異常值?
數(shù)據(jù)表:
|學(xué)號(hào)|姓名|身高(cm)|
|----|----|--------|
|001|李四|175|
|002|王五|160|
|003|趙六|210|
|004|周七|130|
【答案】
異常值:趙六的身高210cm,周七的身高130cm。
處理方法:可以使用IQR(四分位距)方法檢測(cè)異常值。
例題4:重復(fù)值處理
【題目】以下數(shù)據(jù)表中含有重復(fù)值,如何處理?
數(shù)據(jù)表:
|學(xué)號(hào)|姓名|課程|成績(jī)|
|----|----|----|----|
|001|李四|數(shù)學(xué)|95|
|002|王五|數(shù)學(xué)|85|
|001|李四|數(shù)學(xué)|95|
|003|趙六|數(shù)學(xué)|90|
【答案】
處理方法:刪除重復(fù)的行,保留一條記錄即可。
例題5:數(shù)據(jù)清洗綜合應(yīng)用
【題目】以下是一份銷售數(shù)據(jù)表,請(qǐng)對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗,包括結(jié)構(gòu)化處理、缺失值處理、異常值檢測(cè)和重復(fù)值處理。
數(shù)據(jù)表:
|銷售人員|銷售額(元)|銷售日期|
|--------|----------|--------|
|張三|5000|2021-07-01|
|李四|NaN|2021-07-02|
|王五|8000|2021-07-03|
|趙六|12000|2021-07-04|
|張三|5000|2021-07-01|
【答案】
處理方法:
1.結(jié)構(gòu)化處理:無特殊要求,保持原表結(jié)構(gòu)。
2.缺失值處理:刪除含有缺失值的行或聯(lián)系銷售人員進(jìn)行數(shù)據(jù)補(bǔ)全。
3.異常值檢測(cè):觀察銷售額,如果存在明顯偏離正常范圍的值,可視為異常值。
4.重復(fù)值處理:刪除重復(fù)的行。板書設(shè)計(jì)-數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化
-數(shù)據(jù)清洗
-缺失值處理
-異常值檢測(cè)
-重復(fù)值處理
2.關(guān)鍵詞:
-結(jié)構(gòu)化:對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、編碼、層級(jí)劃分等處理。
-清洗:去除數(shù)據(jù)中的錯(cuò)誤、重復(fù)、異常等不完整或不準(zhǔn)確的信息。
-缺失值:數(shù)據(jù)表中存在空缺的數(shù)據(jù)。
-異常值:與正常數(shù)據(jù)明顯偏離的數(shù)據(jù)。
-重復(fù)值:數(shù)據(jù)表中重復(fù)出現(xiàn)的數(shù)據(jù)。
3.重點(diǎn)句子:
-數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化是數(shù)據(jù)分析和處理的基礎(chǔ)。
-數(shù)據(jù)清洗可以提高數(shù)據(jù)質(zhì)量,為數(shù)據(jù)分析提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)來源。
-缺失值處理、異常值檢測(cè)和重復(fù)值處理是數(shù)據(jù)清
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