第七单元 7.2 项目2 活动数据可视化（教案）-《Python程序设计基础》（高等教育出版社）同步精品课堂

《Python程序设计基础》教案 课 题 《第七单元 7.2 项目2 活动数据可视化》 课 型 讲授 课 时 2 授课班级 计算机专业学生 授课时间 授课教师 教材分析 本课程采用的教材是高等教育出版社出版的《Python程序设计基础》，是浙江省中职计算机高考的指定教材。本节为第七单元第二节“活动数据可视化”，主要内容为matplotlib库的安装、matplotlib的常用方法等内容。 学情分析 本课的授课对象是中职计算机专业的学生，在学习本节课之前，学生已经学习和了解了文件的读取等基本操作，掌握选择、循环和输出语句等基础编程，为本节课的学习打好了理论基础。在本节课中，学生将学习数据可视化matplotlib模块技术，为后续的编程学习做准备。中职学生对于可视化的信息更感兴趣，本项目通过数据可视化技术，将复杂的数据以直观的图表形式展现出来，使分析结果更清晰，有助于学生将所学内容转化为实际应用。 学习目标 掌握 matplotlib 第三方库的安装方法；掌握 bar() 绘制柱状图的方法；掌握 pie() 绘制饼图的方法；能够对 CSV 数据进行统计并可视化 学习重难点 重点：理解和掌握matplotlib的常用方法；能够对数据进行可视化操作 难点：能够对数据进行可视化操作 教学方法 讲授法、任务驱动法 课前准备 教学课件、思维导图、相关图片和视频资料 教学媒体 PPT 教学过程 教学环节 教师活动设计 学生活动设计 设计意图 活动一： 创设情境 生成问题 展示端午节包粽子活动的照片或数据截图 提出问题：如何直观展示各班级参与人数？怎样呈现男女比例？ 引导学生思考“数据可视化”的意义 引出 matplotlib 库的作用 观察数据，思考展示方式 通过节日活动数据进行导入，贴合学生生活 活动二： 调动思维 探究新知 子任务一：安装matplotlib 1、Python第三方库 标准库：Python安装时自带，可直接导入，如csv、math、random等 第三方库：需要额外下载安装，如matplotlib、pandas、numpy等 2、matplotlib简介 · 专门用于数据可视化的绘图库 · 可以绘制：折线图、柱状图、饼图、散点图、直方图等 · 高度可定制：颜色、标签、图例、网格等 · 与其他库（pandas、numpy）无缝配合 3、安装步骤 方法一：命令行安装 ① 打开命令提示符（Win+R → cmd） ② 输入 pip install matplotlib ③ 等待下载安装完成 方法二：PyCharm安装 ① 文件 → 设置 → Python解释器 ② 点击“+”号 ③ 搜索“matplotlib” ④ 选择版本，点击“安装” 4、实践操作一 学生在自己的电脑上安装matplotlib并验证 教师巡回指导，帮助遇到问题的学生。 回顾Python自带库和第三方库的区别 听教师讲解matplotlib 活动三： 调动思维 探究新知 子任务二：绘制各班参赛人数柱形图 1、柱状图的适用场景 用于比较不同类别之间的数据 例如：各班级人数、各产品销量、各城市GDP 2、实现思路 第一步：读取CSV文件，提取班级信息 第二步：统计每个班级的人数 第三步：使用matplotlib绘制柱状图 3、bar()函数参数 x：x轴上的位置（可以是字符串列表或数字列表） height：柱子的高度（数值） width：柱子宽度，默认0.8 color：柱子填充颜色 label：图例标签 alpha：透明度（0~1） 4、常用颜色 b：蓝色 m：品红 g：绿色 y：黄色 r：红色 k：黑色 c：青色 w：白色 5、常用的图表美化函数 plt.title()：设置标题 plt.xlabel()：设置x轴标签 plt.ylabel()：设置y轴标签 plt.xticks()：设置x轴刻度 plt.yticks()：设置y轴刻度 plt.ylim()：设置y轴范围 plt.legend()：显示图例 plt.grid()：显示网格 plt.text()：添加文本 plt.savefig()：保存图片 3、步骤一：读取CSV并提取班级 关键点： with open()自动管理文件关闭 next(reader)跳过标题行，防止把“班级”也算进去 row[3]表示第4列（索引从0开始） 4、步骤二：统计班级人数 数据结构变化：将列表经过set去重，最后创建字典统计结果 5、步骤三：绘制柱状图 import matplotlib.pyplot as plt x = list(class_count.keys()) y = list(class_count.values()) plt.bar(x, y, width=0.6, color='skyblue') plt.title('各班级包粽子比赛参赛人数统计', fontsize=16) plt.xlabel('班级', fontsize=12) plt.ylabel('参赛人数（人）', fontsize=12) for i, v in enumerate(y): plt.text(i, v + 0.2, str(v), ha='center') plt.show() 思考柱状图的适用场景 听教师讲解bar()函数的参数设置、常用颜色对照表以及常用的图表美化函数 使用提供的CSV文件，绘制各班参赛人数柱状图 通过绘制各班参赛人数柱形图，掌握柱形图的绘制 活动四： 调动思维 探究新知 子任务三：绘制参赛选手性别分布饼图 1、饼图的适用场景 用于展示各部分占总体的比例，能够直观地显示占比大小 例如：性别比例、市场份额、预算分配 2、整体实现思路 第一步：读取CSV文件，提取性别信息 第二步：统计男、女生人数 第三步：使用matplotlib绘制饼图 3、pie()函数参数 参数 说明 示例 x 各部分的数据（列表） [15, 10] labels 各部分标签 ['男', '女'] autopct 显示百分比格式 '%1.1f%%'（一位小数） '%d%%'（整数） startangle 起始绘制角度（度） startangle=90（从顶部开始） colors 颜色列表 ['blue', 'pink'] explode 分离某一块 [0.1, 0]（第一块分离） shadow 是否添加阴影 shadow=True pctdistance 百分比文字与圆心的距离 pctdistance=0.7 4、autopct参数 %1.1f%%：保留1位小数 %1.2f%%：保留2位小数 %d%%：整数（不保留小数） %.0f%%：四舍五入取整 5、任务实施 引导学生完成饼图的绘制，巡视指导，并点拨常见错误的解决方式 思考并回答饼图的适用场景 听教师讲解pie函数和autopct的参数 使用相同的CSV文件，绘制性别分布饼图 掌握pie函数的用法 活动五： 巩固练习 素质提升 1、 在绘制柱状图时，如何让每个柱子上方显示具体的人数数值？ 2、 plt.bar() 和 plt.pie() 分别适合展示什么类型的数据？请各举一例。 3、 在绘制饼图时，如果图表中的中文显示为方框，可能是什么原因？如何解决？ 思考并回答教师提问，回顾本堂课所学知识点 回顾所学，巩固知识点 课堂小结 作业布置 课堂小结：讲解思考题，引导学生回顾本节所学知识。 作业：1、完成课后习题 2、完成思维导图的绘制。 板书设计 教学反思 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $