川教版信息技术八年级下册第2节 统计分析数据教案

川教版八年级下册第三单元第2节统计分析数据教学设计

课题统计分析数据单兀第三单元学科信息技术年级八年级

1.了解什么是数组。

学习

2.掌握Python中的基本算术运算符；掌握Python中列表类型的基本操作；掌握Humpy模块

目标

中常用的数组操作；熟练使用numpy模块进行简单的数据统计与分析。

重点掌握Python中的基本算术运算符；掌握Python中列表类型的基本操作；掌握Humpy模块中

常用的数组操作；熟练使用numpy模块进行简单的数据统计与分析。

难点掌握Python中的基本算术运算符；掌握Python中列表类型的基本操作；掌握Humpy模块中

常用的数组操作；熟练使用numpy模块进行简单的数据统计与分析。

教学过程

教学环节教师活动学生活动设计意图

导入新课前面我们学习了有关数据、数据分析的知识，听老师讲解调动学生学习的

并且了解了对数据分析的软件，这节课我们就利用积极性，为以下

数据分析软件Python进行分析和处理问题。的学习打下良好

的基础

讲授新课知识回顾

Python的创始人

GuidovanRossum（吉多•范罗苏姆）：

荷兰人，从阿姆斯特丹大学获得了数学和计算

机硕士学位，是一位精通数学与计算机的复合型人通过教师的讲通过小组合作，

才解，以小组合加强学生组内团

80年代参与了ABC语言的开发，ABC语言隐藏作的方式，开结、共同完成任

底层、接近自然语言，执行性能低展探讨交流，务

1989年圣诞节期间，在阿姆斯特丹，Guido为完成任务。

了打发圣诞节的无趣，决心开发一个新的脚本解释

程序，这就是Python

Python简介

Python：

大蟒蛇的意思，因为创始人是一个叫Monty

Python的喜剧团体的爱好者

类似的名称：Java、小米等

1991年，第一个Python编译器诞生。它是用

C语言实现的，并能够调用C语言的库文件

Python特点

1.易于学习：Python有相对较少的关键字，结

构简单，和一个明确定义的语法，学习起来更加简

单“

2.易于阅读：Python代码定义的更清晰，有点

像伪代码。

3.易于维护：Python的成功在于它的源代码是

相当容易维护的，也就是开源的。

4.丰富的库：Python的最大的优势之一是丰富

的库，跨平台的，在UNIX,Windows和Macintosh

兼容很好。包括标准库和第三方库。

5.互动模式：互动模式的支持，您可以从终端

输入执行代码并获得结果的语言，互动的测试和调

试代码片断。

6.可移植：基于其开放源代码的特性，Python通过教师的讲通过小组合作，

已经被移植（也就是使其工作）到许多平台。解，以小组合加强学生组内团

7.可扩展：如果你需要一段运行很快的关键代作的方式，开结、共同完成任

码，或者是想要编写一些不愿开放的算法，你可以展探讨交流，务

使用C或C++完成那部分程序，然后从你的Python完成任务。

程序中调用，所谓的胶水语言。

8.数据库：Python提供所有主要的商业数据库

的接口。

9.GUI编程：Python支持GUI,可以创建和移

植到许多系统调用。

10.可嵌入:你可以将Python嵌入到C/C++程

序，让你的程序的用户获得"脚本化''的能力。

一、Python算术运算符

要学习利用Python进行数据处理，首先要学

会在Python中进行计算。Python算术运算符如下

表所示。

在Python中进行数学计算时，和数学中的运

算符优先级一致，同样也是先乘除后加减，同级运通过教师的讲通过小组合作，

算符从左至右计算，可以使用“（）”调整计算的解，以小组合加强学生组内团

优先级。作的方式，开结、共同完成任

Python中的算数运算符优先级由高到低的顺展探讨交流，务

序排列如下表所示。完成任务。

关系运算符

逻辑运算符

赋值运算符

试一试

请写出下列算式在Python中的运算结果。学生小组间讨锻炼学生的语言

3+2*6=5*6**2=3*(7+8)-论，共同完成组织能力和表达

16%3=28//9=35/7=任务。的能力。

18+77%9=13*9//7=（88-19）/2+34=

欢欢和他的同学们进行了学生体质健康测试，

其中测试的身高、体重如下表所示。通过教师的讲通过小组合作，

通过这些数据，可以计算每位同学的体重指解，以小组合加强学生组内团

数，体重指数（BM1）=体重（千克）/身高2（米2）。作的方式，开结、共同完成任

根据体重指数的计算结果和八年级学生体重展探讨交流，务

指数等级表（上表），可以判断出每位同学的体重完成任务。

等级是正常、低体重、超重还是肥胖。

程序代码如图所示。通过老师演示培养学生动手操

运行结果图所示。学生动手操作能力，并且锻

八年级学生体重指数等级表作，提高动手炼学生的语言组

根据八年级学生体重指数等级表（上表）可以能力。小组交织能力和表达的

看出：欢欢、乐乐、团团的体重指数处于正常范围，流、分享能力。

而圆圆的体重指数只有15.012197410395949,属

于低体重

所以圆圆还需要在健康饮食、平衡营养的基础

上加强体育锻炼。学生小组间讨培养学生组间合

试一试论，共同完成作能力，并且炼

参照上述方法计算一下我们班的体重指数情任务。动手能力

况？

二、数组

1.Python列表

有序的可变的元素集合称为列表。

在Python中,可以使用运算符直接创建列表，

列表用口表示，数据之间使用逗号分隔。通过教师的讲通过小组合作，

体重指数计算中的身高和体重数据就可以用解，以小组合加强学生组内团

这种方式生成，但要想对它们进行运算，就需要分作的方式，开结、共同完成任

别取出其中的某一个元素，再用之前学习的for循展探讨交流，务

环语句来实现。完成任务。

for语句

python中的for语句只可用于遍历序列，如字

符串、列表、元组等。

格式如下：

for迭代变量in序列：

语句组

[else:

语句组]

迭代变量是从序列中迭代取出的元素。

体重指数计算在Python中可以这样来做，程

序代码如图所示。

这里的t[i]表示取t组数据中的第i个元素，

s[i]表示取s组数据中的第i个元素，程序运行结

果如图所示。

当要计算更多同学的体重指数时，可以把程序

中的range(4)改为range(len(t)),这里的len(t)

表示数组t包含数据元素的个数。

2.numpy数组运算

在程序设计中，为了处理方便，把具有相同类通过教师的讲通过小组合作，

型的若干数据按无序的形式组织起来，这些由若解，以小组合加强学生组内团

干元素构成的数据集合称为数组。作的方式，开结、共同完成任

数组的运算可以用numpy模块来实现。展探讨交流，务

numpy是第三方程序模块，它是一个运行速度完成任务。

非常快的科学计算模块，在使用之前必须先进行安

装。

以使用1如下的命令安装numpy：

pipinstallnumpy

numpy模块的引入和学过的turtle模块的引入

方法一样。

例如前面的体重指数计算，可以利用numpy模通过老师演示培养学生动手操

块创建数组来实现。学生动手操作能力，并且锻

程序代码如图所示。作，提高动手炼学生的语言组

生成数组最简单的方式就是使用array。函能力。小组交织能力和表达的

数，该函数可以将输入的一组数据转换为数组。流、分享能力。

输入的这组数据可以是多种形式，例如数字、

字母、汉字等，数据间使用逗号分隔，一个数组中

的数据必须是同一种类型。

对一个数组使用数学运算，实际上就是对数组

的每一个元素进行数学运算。

例如：程序中的s**2,表示对s数组的每一个

元素进行次方运算。对两个数组使用数学运算，实

际上是对两个数组对应元素进行运算。

例如：程序中的t/s**2,表示t数组中的每一通过教师的讲通过小组合作，

个元素与s数组中对应的每个元素进行运算，程序解，以小组合加强学生组内团

运行结果如图所示。作的方式，开结、共同完成任

对比三次计算体重指数的运行结果，可以发展探讨交流，务

现，图a和图b是在Python环境中的运行结果，完成任务。

保留的小数位数多；

图c是在numpy模块中的运行结果，保留的小

数位数少。

两种运行环境对浮点数默认的精度不同，所以

mimpy模块保留的小数位数更少一些，这样可以节

省内存，加快运算速度。

拓展练习学生小组间讨培养学生组间合

同学们可以试试运行下面代码，看看效果。论，共同完成作能力，并且炼

温馨提示任务。动手能力

(1)zeros。函数创建数组元素全部为0的

数组；

(2)ones。函数创建数组元素全部为1的

数组；

(3)arange()函数创建等差数组，该函数和

之前学过的range。函数类似。

3.读写文本文件通过教师的讲通过小组合作，

(1)建立基础数据表解，以小组合加强学生组内团

当数据量比较大时，将数据依次录入程序容易作的方式，开结、共同完成任

出错，且效率低。展探讨交流务

因此，用文件宜接导入数据的方法更加准确、

方便。

mimpy中可以直接导入文本文件。

例如：下表是欢欢班某一次分项目测试的成绩

表。

首先将上表中的数据复制到记事本或写字板，

保存为文本文件“分项目成绩表”，如图所示，用

来存储数据，数据可以用空格、逗号等分隔符分隔。

(2)导入数据

从文件导入可以用loadtxt()函数。它能从文

本文件中读取数据，并以数组的形式返回。

利用loadtxt()函数导入“分项目成绩表”文通过老师演示培养学生动手操

件来计算总分，如图所示。学生动手操作能力，并且锻

sum(l)表示对数组中的每一行进行求和。作，提高动手炼学生的语言组

如果要对数组中的每一列进行求和可以用能力。小组交织能力和表达的

srnn(O)实现。程序运行结果如图所示。流、分享能力。

(3)导出数据

这样的结果排列方式不便于查看每位同学的

总分，可以利用savetxt()函数将数组以指定的格

式保存成文本文件。

例如：savetxt("b.txt”,b,fmt='%.2f')表

不将数组b以两位小数的形式保存到b.txt文件

中。修改上面的程序，代码如图所示。

程序运行后得到的文本文件如图所示。

4.组合数组

(1)水平组合数组

图d中只有总分，没有基础数据，仍不方便查

看和对比，故需要将计算出的总分和前面的基础数

据进行合并。

将两个文件中的数组合在一起，利用

hstackO函数可以实现。

hstackO函数可将两个或者多个数组水平组

合起来形成一个新的数组，程序代码如图所示。通过老师演示培养学生动手操

运行结果如图所示。学生动手操作能力，并且锻

从程序运行结果可以看出，数组a和数组b在作，提高动手炼学生的语言组

水平方向首尾连接起来，形成了一个新的数组C,能力。小组交织能力和表达的

这就是数组的水平组合。流、分享能力。

(2)垂直组合数组

如果需要将两个或多个数组垂直组合起来形

成一个新的数组可以利用vstack()函数。程序代

码如图所示。

运行结果如图所示。

需要注意的是，所有参加水平组合的数组行数

必须相同，所有参加垂直组合的数组列数必须相

同，否则程序会报错。

在计算总分的例题中，将基础数据和计算的总

分合并成一个文件可以按下图修改程序。

运行结果如图所示。

练习

1.编写程序，利用文件导入的方式来计算本班学生小组间讨培养学生组间合

学生体质健康水平测试各项目总分。论，共同完成作能力，并且炼

2.编写程序将计算的总分以文本文件的方式任务。动手能力

保存

三、统计函数

除了前面学习过的sum()函数，rmmpy模块还通过教师的讲通过小组合作，

内置了很多统计函数，如下表所示，这些函数的解，以小组合加强学生组内团

使用方法可参考sum()函数，根据实际需要进行选作的方式，开结、共同完成任

择和使用。展探讨交流务

例如：分项目测试成绩表(如下表所示)

计算分项目测试成绩表中各个项目的平均分，

程序代码如图所示。

mean(0)表示对数组中的每一列求平均值，

运行结果如图所示。

说一说学生小组间讨锻炼学生的语言

下表是“国家学生体质健康标准”单项指标与论，共同完成组织能力和表达

权重(八年级)。任务。的能力。

将刚才计算的结果与这个标准进行对比，欢

欢，你能发现些什么呢？

体重指数、肺活量和50米跑这三个项目的成

绩还不错，立定跳远和坐位体前屈两个项目也属于

良好。但女生1分钟仰卧起坐和800米跑、男生引

体向上和1000米跑却连权重的一半分值都没达到，

附加分更是少得可怜。通过小组合作，

通过教师的讲

这几个项目从数据来看确实与标准存在差距。解，以小组合加强学生组内团

对于这些不够理想的指标，我们需要进行有针作的方式，开结、共同完成任

展探讨交流

对性的锻炼。务

例如，长跑差说明耐力素质差，应强化耐力

训练；引体向上差说明上肢力量差，应强化力量训