第二單元互聯網信息的獲取與處理——第10課數據可視化的實現（教學設計）—河大版（2024）信息科技七年級全一冊一、教學目標（一）知識與技能目標學生能夠清晰闡述數據可視化的概念，準確說明其在數據理解、分析和決策中的重要作用，如將復雜數據轉化為直觀圖表，助力快速提取關鍵信息。熟練掌握使用至少一種數據可視化工具（如Excel）創建常見圖表（柱狀圖、折線圖、餅圖、散點圖等）的操作方法，包括數據導入、圖表類型選擇、圖表元素設置（標題、坐標軸標簽、數據系列格式等）。學會根據數據特點和分析目的，選擇最合適的數據可視化方式，對可視化結果進行解讀和分析，從圖表中提取有價值的信息，為決策提供支持，提升數據處理和信息解讀能力。（二）過程與方法目標通過創設真實的數據處理情境，如分析校園圖書借閱數據、班級同學興趣愛好分布數據等，引導學生在實踐中掌握數據可視化的實現方法，培養學生運用信息技術解決實際問題的能力。組織小組合作項目，讓學生在協作中共同完成復雜數據的可視化任務，提升團隊協作、溝通交流以及問題解決能力。鼓勵學生自主探索數據可視化工具的高級功能，如Excel的圖表美化、數據透視圖創建等，培養學生自主學習和創新思維能力。（三）情感態度與價值觀目標激發學生對數據可視化的興趣，提升學生對數據價值的認知，培養學生嚴謹、科學的數據處理態度。引導學生認識到數據可視化在信息時代的廣泛應用和重要性，增強學生合理利用數據可視化技術展示信息、輔助決策的意識。二、教學重難點（一）教學重點數據可視化概念與作用：通過豐富的案例展示，如企業銷售數據用柱狀圖呈現各季度銷售額對比，城市空氣質量數據用折線圖展示年度變化趨勢，讓學生直觀理解數據可視化是將數據以圖形、圖表等直觀形式呈現的過程。詳細講解其作用，在數據理解方面，能讓復雜數據一目了然，降低理解難度；在數據分析中，幫助發現數據規律、趨勢和關系；在決策環節，為決策者提供直觀清晰的數據依據，輔助做出科學決策。組織學生討論生活中常見的數據可視化應用場景，如天氣預報中的溫度變化折線圖、股票走勢K線圖等，加深對概念和作用的理解。可視化工具操作與圖表創建：以Excel為主要工具，通過屏幕共享或投影，詳細演示數據可視化操作步驟。在數據導入環節，展示如何從本地文件（如.csv、.xls文件）導入數據，以及手動輸入數據的方法。在圖表類型選擇上，根據不同數據特點進行講解，如比較數據大小用柱狀圖，展示數據變化趨勢用折線圖，體現數據占比用餅圖，分析兩個變量關系用散點圖。以校園圖書借閱數據為例，演示創建柱狀圖展示不同類別圖書借閱量的操作，包括選中數據區域、點擊“插入”選項卡選擇柱狀圖類型、調整圖表樣式等。在圖表元素設置方面，講解如何添加標題（準確概括圖表內容）、設置坐標軸標簽（清晰標注數據含義）、調整數據系列格式（顏色、粗細等），使圖表更美觀、信息傳達更準確。圖表選擇與結果解讀：給出多組不同類型的數據，如學生成績數據、家庭每月消費數據、不同品牌產品市場占有率數據等，組織學生分組討論選擇合適的圖表類型，并闡述理由。引導學生從數據維度（一維、二維等）、數據關系（對比、趨勢、占比等）出發進行思考。在學生完成圖表創建后，指導學生解讀圖表結果，如從柱狀圖高度對比分析數據差異，從折線圖走勢判斷變化趨勢，從餅圖扇形大小解讀占比情況，培養學生從圖表中提取關鍵信息、分析數據背后含義的能力。（二）教學難點根據復雜數據選擇最優可視化方式：實際數據往往復雜多樣，存在多種數據特征和分析需求。引導學生面對復雜數據時，綜合考慮數據類型（數值、文本、時間序列等）、數據量大小、分析目的（比較、預測、關聯分析等），選擇最能有效呈現數據價值的可視化方式是難點。例如，對于包含時間序列和多變量的銷售數據，可能需要結合折線圖和柱狀圖，以時間為橫軸，用柱狀圖展示不同產品銷售額，用折線圖體現整體銷售趨勢。通過復雜案例分析和小組討論，讓學生在實踐中提升選擇最優可視化方式的能力，培養學生綜合分析和靈活運用知識的能力。利用可視化結果進行深度分析與決策支持：學生在制作出圖表后，可能僅停留在表面數據觀察，難以深入挖掘數據背后的原因和潛在價值，為決策提供有力支持。通過展示實際商業案例，如某公司通過分析產品銷售數據可視化圖表，發現某地區銷售額下降，進一步深入調研，發現是競爭對手推出類似產品搶占市場份額，從而調整營銷策略。引導學生從可視化結果出發，提出問題、分析原因、提出解決方案，培養學生從數據可視化到深度分析、輔助決策的完整思維鏈條，提升學生在數據驅動決策方面的能力。三、教學方法情境教學法：創設貼近學生生活的校園數據處理情境，如校園運動會成績分析、圖書館借閱情況統計等，展示原始數據和對應的可視化圖表，讓學生直觀感受數據可視化在解決實際問題中的作用，激發學生學習興趣和參與熱情。任務驅動法：布置一系列由易到難的數據可視化任務，如先讓學生用Excel創建簡單的班級同學身高柱狀圖，再逐步過渡到分析校園社團活動參與度復雜數據并創建合適圖表，學生在完成任務過程中，主動探索和實踐數據可視化工具的使用方法，掌握關鍵知識和技能。小組合作法：將學生分成小組，每組負責一個完整的數據可視化項目，如分析校園周邊交通流量數據，小組成員分工明確，分別負責數據收集、整理、可視化制作和結果解讀匯報，通過協作完成任務，培養團隊合作精神和溝通能力。演示講解法：教師通過詳細演示Excel數據可視化操作過程，結合實際案例講解每個步驟的原理和應用場景，如在創建圖表時，解釋為何選擇某種圖表類型以及如何通過圖表元素設置突出數據重點，確保學生能夠準確掌握操作要點和背后的邏輯。四、教學過程（一）課程導入情境創設：展示一組校園圖書館的照片，照片中圖書館工作人員正在整理圖書借閱記錄，記錄以密密麻麻的表格形式呈現，包含借閱日期、借閱人、圖書名稱、類別等信息。接著展示一張用柱狀圖呈現的校園圖書館不同類別圖書借閱量對比圖，圖表清晰地展示出文學類、科普類、歷史類等圖書的借閱差異。提問引導：“同學們，看到這兩組資料，一組是原始的圖書借閱記錄，一組是整理后的圖表。從原始記錄中，我們很難快速看出各類圖書的借閱情況，而圖表卻能讓我們一目了然。那這種將復雜數據轉化為直觀圖表的過程就是數據可視化。它是如何實現的？對我們處理數據有什么幫助呢？今天，就讓我們一起走進數據可視化的實現之旅。”（二）數據可視化概念與作用講解概念講解：通過PPT展示數據可視化的定義，并用簡單易懂的語言解釋，數據可視化就是把數據以圖形、圖表、地圖等直觀形式展現出來，讓原本復雜、抽象的數據變得生動形象。展示多種數據可視化案例，如用折線圖展示某城市近十年的氣溫變化，用餅圖展示班級同學不同興趣愛好的占比，用地圖展示全國各地區的人口密度分布，讓學生直觀感受數據可視化的多樣性和直觀性。作用分析：組織學生分組討論數據可視化在數據理解、分析和決策中的作用。每個小組圍繞一個方面進行討論，如數據理解組分析圖表如何幫助快速了解數據整體情況和特征；數據分析組探討圖表如何助力發現數據規律、趨勢和異常；決策組思考圖表如何為決策提供清晰依據。小組討論結束后，各小組選派代表發言，分享討論結果，教師總結點評，強調數據可視化在信息時代高效處理數據、輔助決策的重要性。（三）Excel數據可視化操作演示數據導入演示：打開Excel軟件，展示一份校園運動會成績原始數據文件（.xls格式），演示如何將數據導入Excel。點擊“數據”選項卡，選擇“自文本/CSV”，在彈出的文件瀏覽器中找到數據文件，按照向導步驟設置數據分隔符、數據類型等，完成數據導入。同時，演示在Excel中手動輸入數據的方法，創建一個簡單的班級同學考試成績表格，輸入學生姓名、科目成績等信息。圖表創建演示：以校園運動會100米跑項目成績為例，選中運動員姓名和成績兩列數據，點擊“插入”選項卡，選擇“柱狀圖”中的“簇狀柱狀圖”，Excel自動生成運動員成績對比柱狀圖。接著對圖表進行美化設置，點擊圖表標題，修改為“校園運動會100米跑成績對比”，使其準確概括圖表內容。右鍵點擊坐標軸，選擇“設置坐標軸格式”，設置坐標軸標簽的字體、字號，調整刻度單位，讓坐標軸清晰易讀。選中數據系列，在“圖表工具格式”選項卡中，更改數據系列顏色、形狀樣式，使圖表更美觀。學生實踐操作：學生根據教師演示，將自己收集的校園相關數據（如班級同學的身高、體重數據）導入Excel，并創建柱狀圖進行展示。教師在教室里巡回指導，幫助學生解決在數據導入和圖表創建過程中遇到的問題，如數據格式錯誤、圖表類型選擇不當等，確保學生能夠順利完成操作。（四）圖表類型選擇與實踐圖表類型講解：通過PPT展示不同類型的圖表，包括柱狀圖、折線圖、餅圖、散點圖、雷達圖等，詳細講解每種圖表的特點和適用場景。以校園社團活動參與人數數據為例，說明柱狀圖適合比較不同社團參與人數的多少；如果要展示某社團近幾個月參與人數的變化趨勢，則用折線圖更合適；若分析各社團參與人數占總參與人數的比例關系，餅圖是最佳選擇；對于研究社團活動次數與參與人數之間的關系，散點圖能直觀呈現數據分布和趨勢。小組實踐與討論：將學生分成小組，每組發放一組校園相關數據，如校園綠化植物種類及數量、校園食堂不同菜品的銷售數據等。小組成員討論根據數據特點選擇合適的圖表類型，并在Excel中創建圖表。創建完成后，小組內交流選擇圖表類型的理由以及從圖表中獲取的信息。每個小組選派代表向全班展示小組創建的圖表，并講解圖表類型選擇依據和數據分析結果，其他小組進行提問和評價，教師總結點評，強化學生對圖表類型選擇的理解和應用能力。（五）圖表結果解讀與深度分析案例分析：展示一個校園周邊文具店商品銷售數據的可視化圖表，包括不同品牌文具的銷售額柱狀圖和銷售額隨時間變化的折線圖。引導學生從圖表中提取信息，如哪個品牌文具銷售額最高，銷售額在不同時間段的變化趨勢等。組織學生討論銷售額變化的可能原因，如季節因素、促銷活動、產品質量等，培養學生從圖表結果深入分析數據背后原因的能力。小組深度分析：各小組對自己之前創建的校園相關數據圖表進行深度分析，提出問題并嘗試尋找答案。例如，分析校園圖書館借閱數據圖表，提出“為什么文學類圖書借閱量在某些月份特別高？”的問題，通過進一步調查（如查看借閱時間對應的學校活動安排、學生閱讀興趣變化等），尋找原因并提出建議（如在借閱量高的月份增加相關圖書采購量）。小組討論結束后，每組撰寫一份簡單的數據分析報告，包括圖表展示、問題提出、分析過程和建議措施，教師對各小組報告進行點評，強調數據可視化不僅是制作圖表，更重要的是通過圖表進行深度分析，為決策提供支持。（六）課堂總結與拓展知識回顧：與學生一起回顧本節課所學的數據可視化概念、作用、Excel操作方法、圖表類型選擇以及圖表結果解讀與分析等內容。通過思維導圖或知識框架圖的形式在黑板上呈現或利用PPT展示，梳理重點知識，強化學生記憶。拓展思考：布置課后拓展任務，讓學生選擇一個社會熱點話題相關的數據（如城市垃圾分類情況、新能源汽車銷量數據等），運用本節課所學的數據可視化方法，進行數據收集、整理和可視化展示，并撰寫一篇數據分析報告，分析數據背后反映的社會現象和問題，提出自己的見解和建議。鼓勵學生關注社會熱點，嘗試用數據可視化技術解讀社會現象，激發學生對數據處理