《Python數(shù)據(jù)可視化》教學設(shè)計

《Python數(shù)據(jù)可視化》教學設(shè)計課題名稱第1章數(shù)據(jù)可視化與matplotlib計劃學時3學時內(nèi)容分析隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，各行各業(yè)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)呈指數(shù)級增長，有效地利用海量數(shù)據(jù)的工作變得刻不容緩。為了從海量數(shù)據(jù)中智能地獲取有價值的信息，數(shù)據(jù)可視化技術(shù)越來越受到人們的關(guān)注，它秉持“化繁為簡”、“數(shù)據(jù)圖示化”的理念，使用圖形、圖表等可視化方式來直觀地展示數(shù)據(jù)，使得數(shù)據(jù)分析變得愈發(fā)簡單且高效。Python作為數(shù)據(jù)分析領(lǐng)域的領(lǐng)軍語言，它擁有著很多優(yōu)秀且強大的數(shù)據(jù)可視化庫，使用這些庫可以輕松地將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為圖形結(jié)構(gòu)，極大地提高了開發(fā)人員的工作效率。matplotlib作為Python眾多數(shù)據(jù)可視化庫的鼻祖，因其具有簡單易用、定制性強等特點受到了很多業(yè)界人士的追捧。本章將帶領(lǐng)大家了解可視化的基礎(chǔ)知識、準備好開發(fā)環(huán)境，并學會使用matplotlib開發(fā)第一個可視化程序。教學目標及基本要求了解什么是數(shù)據(jù)可視化熟悉數(shù)據(jù)可視化的方式，可以選擇正確的可視化圖表了解常見的數(shù)據(jù)可視化庫認識matplotlib，可以在Python環(huán)境中安裝matplotlib掌握matplotlib的基本用法，可以使用兩種方式繪制第一個圖表教學重點常見的數(shù)據(jù)可視化方式使用matplotlib繪制第一個圖表教學難點選擇正確的可視化圖表使用matplotlib繪制第一個圖表教學方式教學采用教師課堂講授為主，結(jié)合教學PPT進行講解教學過程第一課時（數(shù)據(jù)可視化概述，常見的數(shù)據(jù)可視化庫）創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入數(shù)據(jù)可視化的知識（1）教師通過提出需求，引出數(shù)據(jù)可視化的知識。隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，各行各業(yè)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)呈指數(shù)級增長，有效地利用海量數(shù)據(jù)的工作變得刻不容緩。為了從海量數(shù)據(jù)中智能地獲取有價值的信息，數(shù)據(jù)可視化技術(shù)越來越受到人們的關(guān)注，它秉持“化繁為簡”、“數(shù)據(jù)圖示化”的理念，使用圖形、圖表等可視化方式來直觀地展示數(shù)據(jù)，使得數(shù)據(jù)分析變得愈發(fā)簡單且高效。（2）明確學習目標。要求學生熟悉數(shù)據(jù)可視化的概念及優(yōu)勢要求學生了解常見的數(shù)據(jù)可視化庫進行重點知識的講解教師根據(jù)課件，介紹數(shù)據(jù)可視化的概念。數(shù)據(jù)可視化旨在借助圖形化的手段，將一組數(shù)據(jù)以圖形的形式表示，并利用數(shù)據(jù)分析和開發(fā)工具發(fā)現(xiàn)其中未知信息的處理過程。教師根據(jù)課件，介紹數(shù)據(jù)可視化的過程?？梢暬鋵嵤且粋€抽象的過程，它可以簡單地理解為將一個不易描述的事物形成一個可感知畫面的過程，也就是從數(shù)據(jù)空間到圖形空間的映射。教師根據(jù)課件，舉例介紹文字數(shù)據(jù)與圖形數(shù)據(jù)的差異。教師根據(jù)課件，介紹常見的數(shù)據(jù)可視化方式。圖表是數(shù)據(jù)可視化最基礎(chǔ)的應(yīng)用，它代表圖形化的數(shù)據(jù)，通常以自身所用的圖形符號命名，比如使用圓形符號的餅圖、使用線條符號的折線圖等。教師根據(jù)課件，介紹選擇正確的可視化圖表。教師根據(jù)課件，介紹常見的數(shù)據(jù)可視化庫。Python中常見的數(shù)據(jù)可視化庫包括matplotlib、seaborn、ggplot、bokeh、pygal、pyecharts。三、歸納總結(jié)，布置課后作業(yè)（1）回顧上課前的學習目標，對本節(jié)課知識點進行總結(jié)。教師帶領(lǐng)學生總結(jié)本節(jié)課需要熟悉的知識點，包括什么是可視化、常見的數(shù)據(jù)可視化方式、選擇正確的可視化圖表、常見的數(shù)據(jù)可視化庫。（2）布置隨堂練習，檢查學生掌握情況。根據(jù)博學谷和隨堂練習資源，給學生布置隨堂練習，檢測學生的掌握程度，并對學生出現(xiàn)的問題進行解決。（3）使用博學谷系統(tǒng)下發(fā)課后作業(yè)。第二課時（初識matplotlib，使用matplotlib繪制第一個圖表）回顧上節(jié)課內(nèi)容，繼續(xù)講解本課時的知識（1）教師對學生們的疑問進行統(tǒng)一答疑。（2）回顧上個課時所學習的內(nèi)容，繼續(xù)介紹本課時的內(nèi)容。上節(jié)課主要為大家介紹了數(shù)據(jù)可視化的入門知識，以及常見的數(shù)據(jù)可視化庫，接下來，本節(jié)課將為大家介紹matplotlib、使用matplotlib繪制第一個圖表。（3）明確學習目標。要求學生會安裝matplotlib庫要求學生會使用matplotlib庫制第一個圖表進行重點知識的講解什么是matplotlib？matplotlib是一個由JohnD.Hunter等人員開發(fā)的、主要用于繪制2D圖表的Python庫。教師根據(jù)課件，介紹matplotlib官網(wǎng)提供的API。matplotlib官網(wǎng)提供了三種API：pyplotAPI、object-orientedAPI、pylabAPI。其中，pyplotAPI是使用pyplot模塊開發(fā)的一個接口；object-orientedAPI是面向?qū)ο蟮慕涌冢籶ylabAPI是使用pylab模塊開發(fā)的一個接口，已在最新的版本中被棄用。什么是Anaconda？Anaconda是一個開源的Python包、環(huán)境管理器，包括conda、Python，以及諸如numpy、pandas、matplotlib、scipy等180多個科學計算包及其依賴項。教師根據(jù)課件，演示安裝Anaconda工具。教師根據(jù)課件，介紹繪制第一個圖表的內(nèi)容，并使用代碼進行演示。教師根據(jù)課件，介紹matplotlib所繪圖形的層次結(jié)構(gòu)。三、歸納總結(jié)，布置課后作業(yè)（1）回顧上課前的學習目標，對本節(jié)課知識點進行總結(jié)。教師帶領(lǐng)學生總結(jié)本節(jié)課需要掌握的知識點，包括安裝matplotlib、使用matplotlib繪制第一個圖表。（2）布置隨堂練習，檢查學生掌握情況。根據(jù)博學谷和隨堂練習資源，給學生布置隨堂練習，檢測學生的掌握程度，并對學生出現(xiàn)的問題進行解決。（3）使用博學谷系統(tǒng)下發(fā)課后作業(yè)。第三課時（上機練習）上機練習主要針對本章中需要重點掌握的知識點，以及在程序中容易出錯的內(nèi)容進行練習，通過上機練習可以考察同學對知識點的掌握情況，對本章知識掌握程度。上機一：（考察知識點安裝Anaconda）形式：單獨完成題目：在計算機上安裝Anaconda工具，具體要求如下：從Anaconda官網(wǎng)下載安裝文件；安裝Anaconda工具；啟動JupyterNotebook工具。上機二：（考察知識點使用matplotlib繪制第一個圖表）形式：單獨完成題目：編寫程序，分別采用面向?qū)ο蠛蚿yplot快捷函數(shù)的方式繪制正弦曲線和余弦曲線。提示：使用sin()或cos()函數(shù)生成正弦值或余弦值思考題和習題見教材第1章配套的習題教學后記課題名稱第2章使用matplotlib繪制簡單圖表計劃學時6學時內(nèi)容分析上一章使用matplotlib快速地繪制了一個圖表，讓讀者真切地體會到matplotlib的強大之處。matplotlib之所以能成為如此優(yōu)秀的繪圖工具，離不開其豐富的API，使用這些API可以輕松地繪制常見的圖表，使得數(shù)據(jù)可視化變得輕而易舉。接下來，本章將帶領(lǐng)大家了解matplotlib的繪圖函數(shù)，并使用這些函數(shù)繪制簡單的圖表，包括折線圖、柱形圖或堆積柱形圖、條形圖或堆積條形圖、堆積面積圖、直方圖、餅圖或圓環(huán)圖、散點圖或氣泡圖、箱形圖、雷達圖、誤差棒圖。教學目標及基本要求掌握matplotlib的繪圖函數(shù)，可以繪制一些簡單的圖表教學重點繪制折線圖繪制柱形圖或堆積柱形圖繪制條形圖或堆積條形圖繪制餅圖或圓環(huán)圖繪制散點圖或氣泡圖教學難點繪制箱形圖繪制雷達圖繪制誤差棒圖教學方式教學采用教師課堂講授為主，結(jié)合教學PPT進行講解教學過程第一課時（繪制折線圖，繪制柱形圖或堆積柱形圖）創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入繪制簡單圖表的知識（1）教師通過提出需求，引出繪制簡單圖表的知識。matplotlib之所以能成為如此優(yōu)秀的繪圖工具，離不開其豐富的API，使用這些API可以輕松地繪制常見的圖表，包括折線圖、柱形圖或堆積柱形圖、條形圖或堆積條形圖、堆積面積圖、直方圖、餅圖或圓環(huán)圖、散點圖或氣泡圖、箱形圖、雷達圖、誤差棒圖。（2）明確學習目標。要求學生會繪制折線圖要求學生會繪制柱形圖或堆積柱形圖進行重點知識的講解教師根據(jù)課件，介紹如何使用plot()函數(shù)繪制折線圖，并使用代碼進行演示。plot()函數(shù)用于繪制折線圖，該函數(shù)會返回一個包含Line2D類對象（代表線條）的列表。plot()函數(shù)不僅能夠繪制包含一條線段的折線圖，還能夠繪制包含多條線段的折線圖。教師根據(jù)課件，介紹實例1：未來15天最高氣溫和最低氣溫，并使用代碼進行演示。教師根據(jù)課件，介紹如何使用bar()函數(shù)繪制柱形圖或堆積柱形圖，并使用代碼進行演示。bar()函數(shù)用于繪制助柱形圖或堆積柱形圖，該函數(shù)會返回一個BarContainer類的對象。BarContainer類的對象是一個包含矩形或誤差棒的容器，它亦可以視為一個元組，可以遍歷獲取每個矩形或誤差棒。教師根據(jù)課件，介紹實例2：2013—2019財年阿里巴巴淘寶和天貓平臺GMV，并使用代碼進行演示。三、歸納總結(jié)，布置課后作業(yè)（1）回顧上課前的學習目標，對本節(jié)課知識點進行總結(jié)。教師帶領(lǐng)學生總結(jié)本節(jié)課需要掌握的知識點，包括繪制折線圖和繪制柱形圖或堆積柱形圖。（2）布置隨堂練習，檢查學生掌握情況。根據(jù)博學谷和隨堂練習資源，給學生布置隨堂練習，檢測學生的掌握程度，并對學生出現(xiàn)的問題進行解決。（3）使用博學谷系統(tǒng)下發(fā)課后作業(yè)。第二課時（繪制條形圖或堆積條形圖，繪制堆積面積圖，繪制直方圖）回顧上節(jié)課內(nèi)容，繼續(xù)講解本課時的知識（1）教師對學生們的疑問進行統(tǒng)一答疑。（2）回顧上個課時所學習的內(nèi)容，繼續(xù)介紹本課時的內(nèi)容。上節(jié)課主要為大家介紹了繪制折線圖、柱形圖、堆積柱形圖的內(nèi)容，接下來，本節(jié)課將為大家介紹繪制條形圖、堆積條形圖、堆積面積圖、直方圖的內(nèi)容。（3）明確學習目標。要求學生會繪制條形圖或堆積條形圖要求學生會繪制堆積面積圖要求學生會繪制直方圖進行重點知識的講解教師根據(jù)課件，介紹如何使用barh()函數(shù)繪制條形圖或堆積條形圖，并使用代碼進行演示。barh()函數(shù)用于繪制一個條形圖。在使用barh()函數(shù)繪制條形圖時，可以通過給left參數(shù)傳值的方式控制條形的x值，通過給xerr、yerr參數(shù)傳值的方式為條形添加誤差棒。教師根據(jù)課件，介紹實例3：各商品種類的網(wǎng)購替代率，并使用代碼進行演示。教師根據(jù)課件，介紹如何使用stackplot()函數(shù)繪制堆積面積圖，并使用代碼進行演示。堆積折線圖按照自下而上的順序逐個堆疊折線及填充區(qū)域，因此先繪制的圖形位于底部，后繪制的圖形位于上方。教師根據(jù)課件，介紹實例4：物流公司物流費用統(tǒng)計，并使用代碼進行演示。教師根據(jù)課件，介紹如何使用hist()函數(shù)繪制直方圖，并使用代碼進行演示。教師根據(jù)課件，介紹實例5：人臉識別的灰度直方圖，并使用代碼進行演示。三、歸納總結(jié)，布置課后作業(yè)（1）回顧上課前的學習目標，對本節(jié)課知識點進行總結(jié)。教師帶領(lǐng)學生總結(jié)本節(jié)課需要掌握的知識點，包括繪制條形圖、堆積條形圖、堆積面積圖、直方圖。（2）布置隨堂練習，檢查學生掌握情況。根據(jù)博學谷和隨堂練習資源，給學生布置隨堂練習，檢測學生的掌握程度，并對學生出現(xiàn)的問題進行解決。（3）使用博學谷系統(tǒng)下發(fā)課后作業(yè)。第三課時（繪制餅圖或圓環(huán)圖，繪制散點圖或氣泡圖）回顧上節(jié)課內(nèi)容，繼續(xù)講解本課時的知識（1）教師對學生們的疑問進行統(tǒng)一答疑。（2）回顧上個課時所學習的內(nèi)容，繼續(xù)介紹本課時的內(nèi)容。上節(jié)課主要為大家介紹了繪制條形圖、堆積條形圖、堆積面積圖、直方圖的內(nèi)容，接下來，本節(jié)課將為大家介紹繪制餅圖、圓環(huán)圖、散點圖、氣泡圖的內(nèi)容。（3）明確學習目標。要求學生會繪制餅圖或圓環(huán)圖要求學生會繪制散點圖或氣泡圖進行重點知識的講解教師根據(jù)課件，介紹使用pie()函數(shù)繪制餅圖或圓環(huán)圖的內(nèi)容，并使用代碼進行演示。教師根據(jù)課件，介紹實例6：支付寶月賬單報告，并使用代碼進行演示。教師根據(jù)課件，介紹使用scatter()函數(shù)繪制散點圖或氣泡圖的內(nèi)容，并使用代碼進行演示。教師根據(jù)課件，介紹實例7：汽車速度與制動距離的關(guān)系，并使用代碼進行演示。三、歸納總結(jié)，布置課后作業(yè)（1）回顧上課前的學習目標，對本節(jié)課知識點進行總結(jié)。教師帶領(lǐng)學生總結(jié)本節(jié)課需要掌握的知識點，包括繪制餅圖、圓環(huán)圖、散點圖、氣泡圖。（2）布置隨堂練習，檢查學生掌握情況。根據(jù)博學谷和隨堂練習資源，給學生布置隨堂練習，檢測學生的掌握程度，并對學生出現(xiàn)的問題進行解決。（3）使用博學谷系統(tǒng)下發(fā)課后作業(yè)。第四課時（繪制箱形圖，繪制雷達圖，繪制誤差棒圖）回顧上節(jié)課內(nèi)容，繼續(xù)講解本課時的知識（1）教師對學生們的疑問進行統(tǒng)一答疑。（2）回顧上個課時所學習的內(nèi)容，繼續(xù)介紹本課時的內(nèi)容。上節(jié)課主要為大家介紹了繪制餅圖、圓環(huán)圖、散點圖、氣泡圖的內(nèi)容，接下來，本節(jié)課將為大家介紹繪制箱形圖、雷達圖、誤差棒圖的內(nèi)容。（3）明確學習目標。要求學生會繪制箱形圖和雷達圖要求學生會繪制誤差棒圖進行重點知識的講解教師根據(jù)課件，介紹如何使用boxplot()函數(shù)繪制箱形圖，并使用代碼進行演示。教師根據(jù)課件，介紹實例8：2017年和2018年全國發(fā)電量統(tǒng)計，并使用代碼進行演示。教師根據(jù)課件，介紹如何使用polar()函數(shù)繪制雷達圖，并使用代碼進行演示。教師根據(jù)課件，介紹實例9：霍蘭德職業(yè)興趣測試，并使用代碼進行演示。教師根據(jù)課件，介紹如何使用errorbar()函數(shù)繪制誤差棒圖，并使用代碼進行演示。教師根據(jù)課件，介紹實例10：4個樹種不同季節(jié)的細根生物量，并使用代碼進行演示。三、歸納總結(jié)，布置課后作業(yè)（1）回顧上課前的學習目標，對本節(jié)課知識點進行總結(jié)。教師帶領(lǐng)學生總結(jié)本節(jié)課需要掌握的知識點，包括繪制箱形圖、繪制雷達圖、繪制誤差棒圖。（2）布置隨堂練習，檢查學生掌握情況。根據(jù)博學谷和隨堂練習資源，給學生布置隨堂練習，檢測學生的掌握程度，并對學生出現(xiàn)的問題進行解決。（3）使用博學谷系統(tǒng)下發(fā)課后作業(yè)。第五課時（上機練習）上機練習主要針對本章中需要重點掌握的知識點，以及在程序中容易出錯的內(nèi)容進行練習，通過上機練習可以考察同學對知識點的掌握情況，對本章知識掌握程度。上機一：（考察知識點使用bar()繪制柱形圖）形式：單獨完成題目：編寫程序。根據(jù)實例2的要求，繪制一個展示2013~2019財年阿里巴巴淘寶+天貓平臺的GMV的柱形圖，實現(xiàn)過程如下：導(dǎo)入matplotlib.pyplot模塊；準備x軸和y軸的數(shù)據(jù)；繪制柱形圖。上機二：（考察知識點使用barh()繪制條形圖）形式：單獨完成題目：編寫程序。根據(jù)實例3的要求，繪制一個展示各商品種類的網(wǎng)購替代率的條形圖，實現(xiàn)過程如下：導(dǎo)入matplotlib.pyplot模塊；準備x軸和y軸的數(shù)據(jù)；繪制條形圖。第六課時（上機練習）上機練習主要針對本章中需要重點掌握的知識點，以及在程序中容易出錯的內(nèi)容進行練習，通過上機練習可以考察同學對知識點的掌握情況，對本章知識掌握程度。上機一：（考察知識點使用pie()繪制餅圖）形式：單獨完成題目：編寫程序。根據(jù)實例6的要求，繪制一個展示支付寶月賬單報告的餅圖，實現(xiàn)過程如下：導(dǎo)入matplotlib.pyplot模塊；準備餅圖的數(shù)據(jù)；繪制餅圖。上機二：（考察知識點使用bar()繪制帶誤差棒的柱形圖）形式：單獨完成題目：編寫程序。根據(jù)實例10的要求，繪制一個展示馬尾松、樟樹、杉木、桂花4個樹種不同季節(jié)的細根生物量的誤差棒圖，實現(xiàn)過程如下：導(dǎo)入matplotlib.pyplot模塊；準備柱形圖的數(shù)據(jù)；準備測量偏差數(shù)據(jù)；繪制柱形圖；在柱形圖的上方繪制誤差棒。思考題和習題見教材第2章配套的習題教學后記課題名稱第3章圖表輔助元素的定制計劃學時5學時內(nèi)容分析上一章使用matplotlib庫繪制了一些簡單的圖表，并通過這些圖表直觀地展示了數(shù)據(jù)，但這些圖表多少存在著一些不足，例如，折線圖中的多條折線因缺少標注而無法區(qū)分折線的類別，或者柱形圖中的矩形條因缺少數(shù)值標注而無法準確地知道數(shù)據(jù)的多少等。因此這里需要添加一些輔助元素來準確地描述圖表。matplotlib提供了一系列定制圖表輔助元素的函數(shù)或方法，可以幫助用戶快速且正確地理解圖表。接下來，本章將針對圖表輔助元素的定制進行詳細地介紹。教學目標及基本要求認識圖表常用的輔助元素掌握坐標軸的定制，可以設(shè)置坐標軸的標簽、刻度范圍和刻度標簽掌握標題與圖例的定制，可以為圖表添加標題和圖例掌握網(wǎng)格的定制，可以顯示網(wǎng)格及設(shè)置網(wǎng)格的樣式掌握參考線和參考區(qū)域的定制，可以為圖表添加參考線和參考區(qū)域掌握注釋文本的定制，可以為圖表添加指向型和無指向型的注釋文本掌握表格的定制，可以為圖表添加表格教學重點設(shè)置坐標軸的標簽、刻度范圍和刻度標簽添加圖表的標題和圖例添加指向型和無指向型的注釋文本教學難點添加指向型和無指向型的注釋文本添加自定義樣式的表格教學方式教學采用教師課堂講授為主，結(jié)合教學PPT進行講解教學過程第一課時（認識圖表常用的輔助元素，設(shè)置坐標軸的標簽、刻度范圍和刻度標簽）創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入圖表輔助元素的知識（1）教師通過提出需求，引出圖表輔助元素的知識。上一章使用matplotlib庫繪制了一些簡單的圖表，但這些圖表多少存在著一些不足，例如，折線圖中的多條折線因缺少標注而無法區(qū)分折線的類別，或者柱形圖中的矩形條因缺少數(shù)值標注而無法準確地知道數(shù)據(jù)的多少等，因此，這里需要添加一些輔助元素來準確地描述圖表。（2）明確學習目標。要求學生了解圖表常用的輔助元素要求學生會設(shè)置坐標軸的標簽、刻度范圍和刻度標簽進行重點知識的講解教師根據(jù)課件，介紹圖表常用的輔助元素。圖表的輔助元素是指除了根據(jù)數(shù)據(jù)繪制的圖形之外的元素，常用的輔助元素包括坐標軸、標題、圖例、網(wǎng)格、參考線、參考區(qū)域、注釋文本和表格，它們都可以對圖形進行補充說明。教師根據(jù)課件，介紹坐標軸的結(jié)構(gòu)。坐標軸是由刻度標簽、刻度線（主刻度線和次刻度線）、軸脊和坐標軸標簽組成的。教師根據(jù)課件，介紹設(shè)置坐標軸標簽的內(nèi)容，并使用代碼進行演示。matplotlib中可以直接使用pyplot模塊的xlabel()函數(shù)設(shè)置x軸的標簽，使用pyplot模塊的ylabel()函數(shù)設(shè)置y軸的標簽。教師根據(jù)課件，介紹設(shè)置刻度范圍和刻度標簽的內(nèi)容，并使用代碼進行演示。在使用matplotlib繪圖時若沒有指定任何數(shù)據(jù)，x軸和y軸的范圍均為0.05~1.05，刻度標簽均為[-0.2,0.0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,1.2]；若指定了x軸和y軸的數(shù)據(jù)，刻度范圍和刻度標簽會隨著數(shù)據(jù)的變化而變化。使用pyplot模塊的xlim()和ylim()函數(shù)分別可以設(shè)置或獲取x軸和y軸的刻度范圍，xticks()和yticks()函數(shù)分別可以設(shè)置或獲取x軸和y軸的刻度線位置及刻度標簽。教師根據(jù)課件，介紹實例1：2019年內(nèi)地電影票房排行榜，并使用代碼進行演示。三、歸納總結(jié)，布置課后作業(yè)（1）回顧上課前的學習目標，對本節(jié)課知識點進行總結(jié)。教師帶領(lǐng)學生總結(jié)本節(jié)課需要掌握的知識點，包括設(shè)置坐標軸的標簽、刻度范圍和刻度標簽。（2）布置隨堂練習，檢查學生掌握情況。根據(jù)博學谷和隨堂練習資源，給學生布置隨堂練習，檢測學生的掌握程度，并對學生出現(xiàn)的問題進行解決。（3）使用博學谷系統(tǒng)下發(fā)課后作業(yè)。第二課時（添加標題和圖例，顯示網(wǎng)格，添加參考線和參考區(qū)域）回顧上節(jié)課內(nèi)容，繼續(xù)講解本課時的知識（1）教師對學生們的疑問進行統(tǒng)一答疑。（2）回顧上個課時所學習的內(nèi)容，繼續(xù)介紹本課時的內(nèi)容。上節(jié)課主要為大家介紹了設(shè)置坐標軸的標簽、刻度范圍和刻度標簽的內(nèi)容，接下來，本節(jié)課將為大家介紹添加標題和圖例、顯示網(wǎng)格、添加參考線和參考區(qū)域。（3）明確學習目標。要求學生會為圖表添加標題和圖例要求學生掌握顯示網(wǎng)格的操作要求學生會為圖表添加參考線和參考區(qū)域進行重點知識的講解教師根據(jù)課件，介紹添加標題的內(nèi)容，并使用代碼進行演示。圖表標題代表圖表的名稱，一般位于圖表的頂部居中的位置，可以迅速地讓讀者理解圖表主要描述的內(nèi)容。matplotlib中可以直接使用pyplot模塊的title()函數(shù)添加圖表標題。什么是圖例？圖例是一個列舉的各組圖形數(shù)據(jù)標識方式的方框圖，它由圖例標識和圖例項兩部分構(gòu)成，其中圖例標識是代表各組圖形的圖案；圖例項是與圖例標識對應(yīng)的名稱（說明文本）。教師根據(jù)課件，介紹添加圖例的內(nèi)容，并使用代碼進行演示。教師根據(jù)課件，介紹實例2：支付寶月賬單報告（添加標題、圖例），并使用代碼進行演示。教師根據(jù)課件，介紹顯示指定樣式的網(wǎng)格，并使用代碼進行演示。網(wǎng)格是從刻度線開始延伸，貫穿至整個繪圖區(qū)域的輔助線條，它與繪圖區(qū)域中的圖形對齊，幫助人們輕松地查看圖形的數(shù)值。matplotlib中可以直接使用pyplot模塊的grid()函數(shù)顯示網(wǎng)格。教師根據(jù)課件，介紹實例3：汽車速度與制動距離的關(guān)系（添加網(wǎng)格），并使用代碼進行演示。什么是參考線？參考線是一條或多條貫穿繪圖區(qū)域的線條，用于為繪圖區(qū)域中圖形數(shù)據(jù)之間的比較提供參考依據(jù)，常見于財務(wù)分析、經(jīng)營分析的場景，例如目標線、平均線、預(yù)算線等。教師根據(jù)課件，介紹添加參考線和參考區(qū)域的內(nèi)容，并使用代碼進行演示。教師根據(jù)課件，介紹實例4：全校高二年級各班男女生英語成績評估，并使用代碼進行演示。三、歸納總結(jié)，布置課后作業(yè)（1）回顧上課前的學習目標，對本節(jié)課知識點進行總結(jié)。教師帶領(lǐng)學生總結(jié)本節(jié)課需要掌握的知識點，包括添加標題、添加圖例、顯示網(wǎng)格、添加參考線、添加參考區(qū)域。（2）布置隨堂練習，檢查學生掌握情況。根據(jù)博學谷和隨堂練習資源，給學生布置隨堂練習，檢測學生的掌握程度，并對學生出現(xiàn)的問題進行解決。（3）使用博學谷系統(tǒng)下發(fā)課后作業(yè)。第三課時（添加注釋文本，添加表格）回顧上節(jié)課內(nèi)容，繼續(xù)講解本課時的知識（1）教師對學生們的疑問進行統(tǒng)一答疑。（2）回顧上個課時所學習的內(nèi)容，繼續(xù)介紹本課時的內(nèi)容。上節(jié)課主要為大家介紹了添加標題和圖例、顯示網(wǎng)格、添加參考線和參考區(qū)域的內(nèi)容，接下來，本節(jié)課將為大家介紹添加注釋文本、添加表格。（3）明確學習目標。要求學生會為圖表添加指向型和無指向型注釋文本要求學生會為圖表添加表格進行重點知識的講解注釋文本有哪些分類？注釋文本按注釋對象的不同主要分為指向型注釋文本和無指向型注釋文本，其中指向型注釋文本一般是針對圖表某一部分的特定說明，無指向型注釋文本一般是針對圖表整體的特定說明。什么是指向型注釋文本？指向型注釋文本是指通過指示箭頭的注釋方式對繪圖區(qū)域的圖形進行解釋的文本，它一般使用線條連接說明點和箭頭指向的注釋文字。教師根據(jù)課件，介紹添加指向型注釋文本的內(nèi)容，并使用代碼進行演示。什么是無指向型注解文本？無指向型注解文本是指單純地使用文字的注釋方式對繪圖區(qū)域的圖形進行說明的文本。教師根據(jù)課件，介紹添加無指向型注釋文本的內(nèi)容，并使用代碼進行演示。教師根據(jù)課件，介紹實例5：2013—2019財年阿里巴巴淘寶和天貓平臺的GMV（添加注釋文本），并使用代碼進行演示。教師根據(jù)課件，介紹添加自定義樣式的表格，并使用代碼進行演示。教師根據(jù)課件，介紹實例6：果醬面包配料比例，并使用代碼進行演示。三、歸納總結(jié)，布置課后作業(yè)（1）回顧上課前的學習目標，對本節(jié)課知識點進行總結(jié)。教師帶領(lǐng)學生總結(jié)本節(jié)課需要掌握的知識點，包括添加注釋文本、添加表格。（2）布置隨堂練習，檢查學生掌握情況。根據(jù)博學谷和隨堂練習資源，給學生布置隨堂練習，檢測學生的掌握程度，并對學生出現(xiàn)的問題進行解決。（3）使用博學谷系統(tǒng)下發(fā)課后作業(yè)。第四課時（上機練習）上機練習主要針對本章中需要重點掌握的知識點，以及在程序中容易出錯的內(nèi)容進行練習，通過上機練習可以考察同學對知識點的掌握情況，對本章知識掌握程度。上機一：（考察知識點設(shè)置坐標軸的標簽、刻度標簽）形式：單獨完成題目：編寫程序。根據(jù)實例1的要求，繪制一個展示2019年內(nèi)地電影票房排行榜的條形圖，實現(xiàn)過程如下：導(dǎo)入matplotlib.pyplot模塊；準備x軸和y軸的數(shù)據(jù)；繪制條形圖；設(shè)置x軸的標簽為“總票房（億元）”；設(shè)置y軸的標簽為“電影名稱”；設(shè)置y軸的刻度標簽為每部電影的名稱。上機二：（考察知識點添加標題、添加圖例）形式：單獨完成題目：編寫程序。根據(jù)實例2的要求，繪制一個展示支付寶月賬單報告的餅圖，實現(xiàn)過程如下：導(dǎo)入matplotlib.pyplot模塊；準備餅圖所需的數(shù)據(jù)；繪制餅圖；設(shè)置餅圖的標題為“支付寶月賬單報告”；為餅圖添加圖例。第五課時（上機練習）上機練習主要針對本章中需要重點掌握的知識點，以及在程序中容易出錯的內(nèi)容進行練習，通過上機練習可以考察同學對知識點的掌握情況，對本章知識掌握程度。上機一：（考察知識點添加無指向型注釋文本）形式：單獨完成題目：編寫程序。根據(jù)實例5的要求，繪制一個展示2013—2019財年阿里巴巴淘寶和天貓平臺GMV的柱形圖，實現(xiàn)過程如下：導(dǎo)入matplotlib.pyplot模塊；準備x軸和y軸的數(shù)據(jù)；繪制柱形圖；遍歷每個柱形，在每個柱形上方添加無指向型注釋文本；設(shè)置柱形圖y軸的標簽為“GMV（億元）”。上機二：（考察知識點添加自定義樣式的表格）形式：單獨完成題目：編寫程序。根據(jù)實例6的要求，繪制一個展示果醬面包配料比例的餅圖，實現(xiàn)過程如下：導(dǎo)入matplotlib.pyplot模塊；準備餅圖的數(shù)據(jù)；繪制餅圖；添加餅圖的圖例；添加說明配料重量的表格。思考題和習題見教材第3章配套的習題教學后記課題名稱第4章圖表樣式的美化計劃學時6學時內(nèi)容分析在前面的章節(jié)中，matplotlib繪制的圖表具有固定的樣式，例如，折線圖的線條一直是藍色的實線；散點圖的數(shù)據(jù)點一直是圓點等，顯得風格既單一又不美觀。matplotlib內(nèi)置了一些圖表元素的樣式，包括顏色、線型、數(shù)據(jù)標記、字體、主題風格等，通過修改這些樣式可以美化圖表。教學目標及基本要求熟悉默認的圖表樣式和修改圖表樣式的方法掌握matplotlib的顏色，可以使用多種方式填充圖表元素的顏色掌握matplotlib的線型，可以選擇任意的線條類型掌握matplotlib的數(shù)據(jù)標記，可以為折線圖或散點圖添加各種標記掌握matplotlib的字體，可以為圖表的文本設(shè)置任意樣式的字體掌握matplotlib的風格，可以為圖表調(diào)整任意的風格掌握填充指定多邊形或區(qū)域的方法教學重點使用基礎(chǔ)顏色使用顏色映射表選擇線條的類型添加折線圖或散點圖的數(shù)據(jù)標記教學難點圖表樣式修改設(shè)置字體樣式教學方式教學采用教師課堂講授為主，結(jié)合教學PPT進行講解教學過程第一課時（圖表樣式概述，使用基礎(chǔ)顏色）創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入圖表樣式的知識（1）教師通過提出需求，引出圖表樣式的知識。在前面的章節(jié)中，matplotlib繪制的圖表具有固定的樣式，例如，折線圖的線條一直是藍色的實線；散點圖的數(shù)據(jù)點一直是圓點等，顯得風格既單一又不美觀。matplotlib內(nèi)置了一些圖表元素的樣式，包括顏色、線型、數(shù)據(jù)標記、字體、主題風格等，通過修改這些樣式可以美化圖表。（2）明確學習目標。要求學生了解圖表默認的樣式要求學生掌握圖表樣式的修改方式要求學生會為圖表元素設(shè)置基礎(chǔ)顏色進行重點知識的講解教師根據(jù)課件，介紹默認的圖表樣式，并使用代碼進行演示。matplotlibrc文件包含眾多圖表元素的配置項，可以通過rc_params()函數(shù)查看全部的配置項。教師根據(jù)課件，介紹圖表樣式的幾種修改方式，并使用代碼進行演示。matplotlib可以通過兩種方式修改圖表樣式：局部修改和全局修改。其中，局部修改的方式是指通過代碼動態(tài)地修改matplotlib配置項，此方式用于程序局部定制的需求；全局修改的方式是指直接修改matplotlibrc文件的配置項，此方式用于對程序全局定制的需求。matplotlib有哪些基礎(chǔ)顏色？matplotlib的基礎(chǔ)顏色主要有3種表示方式：單詞縮寫或單詞、16進制或HTML模式、RGB模式。教師根據(jù)課件，介紹基礎(chǔ)顏色的三種表示方式，并使用代碼進行演示。三、歸納總結(jié)，布置課后作業(yè)（1）回顧上課前的學習目標，對本節(jié)課知識點進行總結(jié)。教師帶領(lǐng)學生總結(jié)本節(jié)課需要掌握的知識點，包括默認圖表樣式、圖表樣式修改、使用基礎(chǔ)顏色。（2）布置隨堂練習，檢查學生掌握情況。根據(jù)博學谷和隨堂練習資源，給學生布置隨堂練習，檢測學生的掌握程度，并對學生出現(xiàn)的問題進行解決。（3）使用博學谷系統(tǒng)下發(fā)課后作業(yè)。第二課時（使用顏色映射表，實例1：兩個地區(qū)對不同種類圖書的采購情況，選擇線型）回顧上節(jié)課內(nèi)容，繼續(xù)講解本課時的知識（1）教師對學生們的疑問進行統(tǒng)一答疑。（2）回顧上個課時所學習的內(nèi)容，繼續(xù)介紹本課時的內(nèi)容。上節(jié)課主要為大家介紹了默認圖表樣式、圖表樣式修改、使用基礎(chǔ)顏色的內(nèi)容，接下來，本節(jié)課將為大家介紹使用顏色映射表、選擇線條的類型。（3）明確學習目標。要求學生會使用顏色映射表要求學生會選擇線條的類型進行重點知識的講解教師根據(jù)課件，介紹使用顏色映射表的內(nèi)容，并使用代碼進行演示。matplotlib主要有兩種使用顏色映射表的方式，第一種方式是在調(diào)用函數(shù)或方法繪制圖表或添加輔助元素時將顏色映射表傳遞給關(guān)鍵字參數(shù)cmap，第二種方式是直接調(diào)用set_cmap()函數(shù)進行設(shè)置教師根據(jù)課件，介紹實例1：兩個地區(qū)對不同種類圖書的采購情況，并使用代碼進行演示。教師根據(jù)課件，介紹選擇線條類型的內(nèi)容，并使用代碼進行演示。圖表中每個線條均具有不同的含義，一般可以使用顏色、寬度、類型與其它線條進行區(qū)分，其中類型是區(qū)分線條的常見方式之一。matplotlib內(nèi)置了4種線條的類型：短虛線、點劃線、長虛線、實線。教師根據(jù)課件，介紹實例2：2017年7月與2019年7月國際外匯市場美元/人民幣匯率走勢，并使用代碼進行演示。三、歸納總結(jié)，布置課后作業(yè)（1）回顧上課前的學習目標，對本節(jié)課知識點進行總結(jié)。教師帶領(lǐng)學生總結(jié)本節(jié)課需要掌握的知識點，包括使用顏色映射表、選擇線條的類型。（2）布置隨堂練習，檢查學生掌握情況。根據(jù)博學谷和隨堂練習資源，給學生布置隨堂練習，檢測學生的掌握程度，并對學生出現(xiàn)的問題進行解決。（3）使用博學谷系統(tǒng)下發(fā)課后作業(yè)。第三課時（添加數(shù)據(jù)標記，設(shè)置字體）回顧上節(jié)課內(nèi)容，繼續(xù)講解本課時的知識（1）教師對學生們的疑問進行統(tǒng)一答疑。（2）回顧上個課時所學習的內(nèi)容，繼續(xù)介紹本課時的內(nèi)容。上節(jié)課主要為大家介紹了使用顏色映射表、選擇線條的類型的內(nèi)容，接下來，本節(jié)課將為大家介紹添加數(shù)據(jù)標記、設(shè)置字體的內(nèi)容。（3）明確學習目標。要求學生會為折線圖或散點圖添加數(shù)據(jù)標記要求學生會為圖表元素設(shè)置字體樣式進行重點知識的講解什么是數(shù)據(jù)標記？數(shù)據(jù)標記一般指代表單個數(shù)據(jù)的圓點或其它符號等，用于強數(shù)據(jù)點的位置，常見于折線圖和散點圖中。教師根據(jù)課件，介紹matplotlib中內(nèi)置的數(shù)據(jù)標記。數(shù)據(jù)標記可以分為填充型標記和非填充型標記，其中填充型標記有正方形、八邊形、三角形、圓形、菱形、六邊形等；非填充型標記有加號、像素點、水平線、垂直線等。教師根據(jù)課件，介紹添加數(shù)據(jù)標記及標記屬性的內(nèi)容，并使用代碼進行演示。教師根據(jù)課件，介紹matplotlib的格式字符串，并使用代碼進行演示。matplotlib提供了由顏色、標記、線型構(gòu)成的格式字符串。格式字符串是快速設(shè)置線條基本樣式的縮寫形式的字符串，語法格式：'[顏色][標記][線型]'，其中的每個選項都是可選的，選項之間組合的順序也是可變的。教師根據(jù)課件，介紹實例3：標記不同產(chǎn)品各季度的銷售額，并使用代碼進行演示。教師根據(jù)課件，介紹設(shè)置字體樣式的內(nèi)容，并使用代碼進行演示。在matplotlib中，文本都是text模塊的Text類對象，可以通過之前介紹的text()、annotate()、title()等函數(shù)進行創(chuàng)建。Text類中提供了一系列設(shè)置字體樣式的屬性，包括字體類別、字體大小、字體風格、字體角度等。教師根據(jù)課件，介紹實例4：未來15天的最高氣溫和最低氣溫（設(shè)置字體樣式），并使用代碼進行演示。三、歸納總結(jié)，布置課后作業(yè)（1）回顧上課前的學習目標，對本節(jié)課知識點進行總結(jié)。教師帶領(lǐng)學生總結(jié)本節(jié)課需要掌握的知識點，包括添加數(shù)據(jù)標記、設(shè)置字體。（2）布置隨堂練習，檢查學生掌握情況。根據(jù)博學谷和隨堂練習資源，給學生布置隨堂練習，檢測學生的掌握程度，并對學生出現(xiàn)的問題進行解決。（3）使用博學谷系統(tǒng)下發(fā)課后作業(yè)。第四課時（切換主題風格，填充區(qū)域）回顧上節(jié)課內(nèi)容，繼續(xù)講解本課時的知識（1）教師對學生們的疑問進行統(tǒng)一答疑。（2）回顧上個課時所學習的內(nèi)容，繼續(xù)介紹本課時的內(nèi)容。上節(jié)課主要為大家介紹了添加數(shù)據(jù)標記、設(shè)置字體的內(nèi)容，接下來，本節(jié)課將為大家介紹切換主題風格、填充區(qū)域的內(nèi)容。（3）明確學習目標。要求學生掌握圖表主題風格的切換方法要求學生掌握填充區(qū)域的方法進行重點知識的講解教師根據(jù)課件，介紹切換主題風格的內(nèi)容，并使用代碼進行演示。matplotlib.style模塊中內(nèi)置了一些圖表的主題風格，通過切換不同的主題風格以滿足用戶的不同需求。所有的主題風格都存儲于matplotlib配置文件夾的stylelib目錄中，可以通過訪問available變量查看所有可用的主題風格。填充區(qū)域有哪些方式？matplotlib中提供了多個函數(shù)填充多邊形或區(qū)域，分別為fill()、fill_between()和fill_betweenx()，其中fill()函數(shù)用于填充多邊形，fill_between()或fill_betweenx()函數(shù)分別用于填充兩條水平曲線或垂直曲線之間的區(qū)域。教師根據(jù)課件，介紹實例5：彩色的“雪花”，并使用代碼進行演示。三、歸納總結(jié)，布置課后作業(yè)（1）回顧上課前的學習目標，對本節(jié)課知識點進行總結(jié)。教師帶領(lǐng)學生總結(jié)本節(jié)課需要掌握的知識點，包括切換主題風格、填充區(qū)域。（2）布置隨堂練習，檢查學生掌握情況。根據(jù)博學谷和隨堂練習資源，給學生布置隨堂練習，檢測學生的掌握程度，并對學生出現(xiàn)的問題進行解決。（3）使用博學谷系統(tǒng)下發(fā)課后作業(yè)。第五課時（上機練習）上機練習主要針對本章中需要重點掌握的知識點，以及在程序中容易出錯的內(nèi)容進行練習，通過上機練習可以考察同學對知識點的掌握情況，對本章知識掌握程度。上機一：（考察知識點使用基礎(chǔ)顏色）形式：單獨完成題目：編寫程序。根據(jù)實例1的要求，繪制一個展示兩個地區(qū)對不同種類圖書采購情況的堆積柱形圖，并且為每組柱形設(shè)置不同的顏色，實現(xiàn)過程如下：導(dǎo)入matplotlib.pyplot模塊；準備x軸和y軸的數(shù)據(jù)；繪制上下堆疊的兩組柱形，分別使用顏色#FFCC00和#B0C4DE填充；設(shè)置y軸的標簽為“采購數(shù)量（本）”，x軸的標簽為“圖書種類”；設(shè)置圖表的標題為“地區(qū)1和地區(qū)2對各類圖書采購情況”；設(shè)置x軸的刻度標簽為圖書種類；添加圖例。上機二：（考察知識點選擇線條的類型）形式：單獨完成題目：編寫程序。根據(jù)實例2的要求，繪制一個展示2017年7月與2019年7月國際外匯市場美元/人民幣匯率走勢的折線圖，實現(xiàn)過程如下：導(dǎo)入matplotlib.pyplot模塊；準備x軸和y軸的數(shù)據(jù)；繪制一條顏色為湖綠色、線寬為2的實線；繪制一條顏色為紫色、線寬為2的長虛線；設(shè)置圖表的標題為“2017年7月與2019年7月美元/人民幣匯率”；設(shè)置x軸的標簽為“日期”，y軸的標簽為“匯率”；添加圖例。第六課時（上機練習）上機練習主要針對本章中需要重點掌握的知識點，以及在程序中容易出錯的內(nèi)容進行練習，通過上機練習可以考察同學對知識點的掌握情況，對本章知識掌握程度。上機一：（考察知識點添加折線圖或散點圖的數(shù)據(jù)標記）形式：單獨完成題目：編寫程序。根據(jù)實例3的要求，繪制一個標記不同產(chǎn)品的銷售額的折線圖，并且為每條折線添加數(shù)據(jù)標記，實現(xiàn)過程如下：導(dǎo)入matplotlib.pyplot模塊；準備3組數(shù)據(jù)；繪制3條具有不同顏色、標記、線型的線條；顯示透明度為0.3的網(wǎng)格；設(shè)置y軸的標簽為“銷售額(萬元)”；設(shè)置x軸的刻度標簽為“第*季度”；添加圖例。上機二：（考察知識點設(shè)置字體樣式）形式：單獨完成題目：編寫程序。根據(jù)實例4的要求，繪制一個展示未來15天最高氣溫和最低氣溫的折線圖，并且為折線圖添加數(shù)據(jù)標記和注釋文本，實現(xiàn)過程如下：導(dǎo)入matplotlib.pyplot模塊；準備兩組氣溫數(shù)據(jù)；繪制兩條數(shù)據(jù)標記為圓點的線條；添加注釋文本，并且設(shè)置文本的字體為SimHei、字體大小為8、字體類型為normal；設(shè)置圖表的標題為“未來15天最高氣溫和最低氣溫的走勢”；設(shè)置x軸的標簽為“日期”，y軸的標簽為“溫度(°C)”；添加圖例。思考題和習題見教材第4章配套的習題教學后記課題名稱第5章子圖的繪制及坐標軸共享計劃學時6學時內(nèi)容分析用戶為了能全面地理解數(shù)據(jù)的含義，通常會將數(shù)據(jù)以一組相關(guān)圖表的形式并排地顯示到同一平面上，便于從多個角度比較和分析數(shù)據(jù)。基于上述需求，matplotlib提供了一些將整個畫布規(guī)劃成若干區(qū)域，以及在指定區(qū)域上繪制子圖（指每個區(qū)域上的圖表）的功能。接下來，本章將針對子圖的相關(guān)知識進行詳細地介紹，包括子圖的繪制、子圖坐標軸的共享、子圖的布局。教學目標及基本要求掌握繪制子圖的幾種方式，可以繪制固定區(qū)域和自定義區(qū)域的子圖掌握共享坐標軸的方式，可以共享子圖之間的坐標軸掌握子圖的布局方式教學重點繪制固定區(qū)域的單子圖繪制固定區(qū)域的多子圖繪制自定義區(qū)域的單子圖教學難點繪制自定義區(qū)域的單子圖緊密布局自定義布局教學方式教學采用教師課堂講授為主，結(jié)合教學PPT進行講解教學過程第一課時（繪制固定區(qū)域的單子圖，實例1：某工廠產(chǎn)品A與產(chǎn)品B去年的銷售額分析，繪制固定區(qū)域的多子圖）創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入子圖的知識（1）教師通過提出需求，引出子圖的知識。用戶為了能全面地理解數(shù)據(jù)的含義，通常會將數(shù)據(jù)以一組相關(guān)圖表的形式并排地顯示到同一平面上，便于從多個角度比較和分析數(shù)據(jù)。基于上述需求，matplotlib提供了一些將整個畫布規(guī)劃成若干區(qū)域，以及在指定區(qū)域上繪制子圖（指每個區(qū)域上的圖表）的功能。（2）明確學習目標。要求學生掌握繪制單子圖的方法要求學生掌握繪制多子圖的方法進行重點知識的講解什么是繪制固定區(qū)域的子圖？matplotlib可以規(guī)劃整個畫布等分成m*n（行*列）的矩陣區(qū)域，并按照先行后列的方式對每個區(qū)域進行編號（編號從1開始），之后在選中的某個或某些區(qū)域中繪制單個或多個子圖。教師根據(jù)課件，介紹繪制單子圖的內(nèi)容，并使用代碼進行演示。使用pyplot的subplot()函數(shù)可以在規(guī)劃好的某個區(qū)域中繪制單個子圖，該函數(shù)的參數(shù)nrows、ncols、index既支持單獨傳參，也支持以一個三位整數(shù)（每位整數(shù)必須小于10）的形式傳參。教師根據(jù)課件，介紹JupyterNotebook的繪圖模式，并使用代碼進行演示。JupyterNotebook支持兩種繪圖模式，分別為控制臺繪圖和彈出窗繪圖，其中控制臺繪圖是默認模式，該模式是將繪制的圖表以靜態(tài)圖片的形式進行顯示，具有便捷存儲圖片、不支持用戶交互的特點；彈出窗繪圖模式是將繪制的圖表以彈出窗口的形式進行顯示，具有支持用戶交互、支持多種圖片存儲格式的特點。教師根據(jù)課件，介紹實例1：某工廠產(chǎn)品A與產(chǎn)品B去年的銷售額分析，并使用代碼進行演示。教師根據(jù)課件，介紹繪制多子圖的內(nèi)容，并使用代碼進行演示。使用pyplot的subplots()函數(shù)可以在規(guī)劃好的全部區(qū)域中繪制多個子圖，subplots()函數(shù)會返回一個包含兩個元素的元組，其中元組的第一個元素為Figure對象，第二個元素為Axes對象或Axes對象數(shù)組。三、歸納總結(jié)，布置課后作業(yè)（1）回顧上課前的學習目標，對本節(jié)課知識點進行總結(jié)。教師帶領(lǐng)學生總結(jié)本節(jié)課需要掌握的知識點，包括繪制單子圖和繪制多子圖。（2）布置隨堂練習，檢查學生掌握情況。根據(jù)博學谷和隨堂練習資源，給學生布置隨堂練習，檢測學生的掌握程度，并對學生出現(xiàn)的問題進行解決。（3）使用博學谷系統(tǒng)下發(fā)課后作業(yè)。第二課時（實例2：部分國家養(yǎng)貓與養(yǎng)狗人群比例分析，繪制自定義區(qū)域的子圖）回顧上節(jié)課內(nèi)容，繼續(xù)講解本課時的知識（1）教師對學生們的疑問進行統(tǒng)一答疑。（2）回顧上個課時所學習的內(nèi)容，繼續(xù)介紹本課時的內(nèi)容。上節(jié)課主要為大家介紹了繪制單子圖和繪制多子圖的內(nèi)容，接下來，本節(jié)課將為大家介紹繪制多子圖的實例，以及繪制自定義區(qū)域的子圖。（3）明確學習目標。要求學生會繪制自定義區(qū)域的子圖進行重點知識的講解教師根據(jù)課件，介紹實例2：部分國家養(yǎng)貓與養(yǎng)狗人群比例分析，并使用代碼進行演示。教師根據(jù)課件，介紹繪制自定義區(qū)域的單子圖的內(nèi)容，并使用代碼進行演示。使用pyplot的subplot2grid()函數(shù)可以將整個畫布規(guī)劃成非等分布局的區(qū)域，之后在選中的某個區(qū)域中繪制單個子圖。教師根據(jù)課件，介紹實例3：2017年與2018年抖音用戶分析，并使用代碼進行演示。三、歸納總結(jié)，布置課后作業(yè)（1）回顧上課前的學習目標，對本節(jié)課知識點進行總結(jié)。教師帶領(lǐng)學生總結(jié)本節(jié)課需要掌握的繪制自定義區(qū)域的子圖。（2）布置隨堂練習，檢查學生掌握情況。根據(jù)博學谷和隨堂練習資源，給學生布置隨堂練習，檢測學生的掌握程度，并對學生出現(xiàn)的問題進行解決。（3）使用博學谷系統(tǒng)下發(fā)課后作業(yè)。第三課時（共享子圖的坐標軸）回顧上節(jié)課內(nèi)容，繼續(xù)講解本課時的知識（1）教師對學生們的疑問進行統(tǒng)一答疑。（2）回顧上個課時所學習的內(nèi)容，繼續(xù)介紹本課時的內(nèi)容。上節(jié)課主要為大家介紹了繪制自定義區(qū)域的子圖的內(nèi)容，接下來，本節(jié)課將為大家介紹共享子圖坐標軸的內(nèi)容。（3）明確學習目標。要求學生會掌握共享子圖坐標軸的方法進行重點知識的講解教師根據(jù)課件，介紹共享相鄰子圖的坐標軸，并使用代碼進行演示。當使用pyplot的subplots()函數(shù)繪制子圖時，可以通過sharex或sharey參數(shù)控制是否共享x軸或y軸，sharex或sharey參數(shù)支持False或'none'、True或'all'、'row'、'col'中任一取值。教師根據(jù)課件，介紹共享非相鄰子圖的坐標軸，并使用代碼進行演示。當使用pyplot的subplot()函數(shù)繪制子圖時，也可以將代表其它子圖的變量賦值給sharex或sharey參數(shù)，此時可以共享非相鄰子圖之間的坐標軸。教師根據(jù)課件，介紹共享同一子圖的坐標軸，并使用代碼進行演示。單個子圖也可以共享坐標軸，它通常會將y軸作為一組圖形參考的坐標軸，將右側(cè)的垂直坐標軸作為另一組圖形參考的坐標軸。matplotlib中提供了twinx()函數(shù)共享同一子圖的坐標軸。教師根據(jù)課件，介紹實例4：某地區(qū)全年氣溫和水量的關(guān)系，并使用代碼進行演示。三、歸納總結(jié)，布置課后作業(yè)（1）回顧上課前的學習目標，對本節(jié)課知識點進行總結(jié)。教師帶領(lǐng)學生總結(jié)本節(jié)課需要掌握的知識點，包括共享相鄰子圖的坐標軸、共享非相鄰子圖的坐標軸。（2）布置隨堂練習，檢查學生掌握情況。根據(jù)博學谷和隨堂練習資源，給學生布置隨堂練習，檢測學生的掌握程度，并對學生出現(xiàn)的問題進行解決。（3）使用博學谷系統(tǒng)下發(fā)課后作業(yè)。第四課時（子圖的布局）回顧上節(jié)課內(nèi)容，繼續(xù)講解本課時的知識（1）教師對學生們的疑問進行統(tǒng)一答疑。（2）回顧上個課時所學習的內(nèi)容，繼續(xù)介紹本課時的內(nèi)容。上節(jié)課主要為大家介紹了共享子圖的坐標軸的內(nèi)容，接下來，本節(jié)課將為大家介紹子圖布局的內(nèi)容，包括約束布局、緊密布局、自定義布局。（3）明確學習目標。要求學生掌握子圖的布局方式進行重點知識的講解matplotlib支持哪些布局方式？matplotlib中提供了一些調(diào)整子圖布局的方式，包括約束布局、緊密布局和自定義布局，通過這些方式可以使多個子圖之間具有合理的布局。什么是約束布局？約束布局是指通過一系列限制來確定畫布中元素的位置的方式，它預(yù)先會確定一個元素的絕對定位，之后以該元素的為基點將其它元素進行絕對定位，從而靈活地定位和調(diào)整元素的位置。教師根據(jù)課件，介紹約束布局的內(nèi)容，并使用代碼進行演示。matplotlib在繪制多子圖時默認并未啟用約束布局，它分別提供了兩種方式啟用約束布局：第一種方式是使用subplots()或figure()函數(shù)的constrained_layout參數(shù)，第二種方式是修改figure.constrained_layout.use配置項。教師根據(jù)課件，介紹緊密布局的內(nèi)容，并使用代碼進行演示。pyplot中提供了兩種實現(xiàn)緊密布局的方式：第一種方式是調(diào)用tight_layout()函數(shù)，第二種方式是修改figure.autolayoutrcParam

配置項。教師根據(jù)課件，介紹自定義布局的內(nèi)容，并使用代碼進行演示。matplotlib的gridspec模塊是專門指定畫布中子圖位置的模塊，該模塊中包含一個GridSpec類，通過顯式地創(chuàng)建GridSpec類對象來自定義畫布中子圖的布局結(jié)構(gòu)，使得子圖能夠更好地適應(yīng)畫布。教師根據(jù)課件，介紹實例5：2018上半年某品牌汽車銷售情況，并使用代碼進行演示。三、歸納總結(jié)，布置課后作業(yè)（1）回顧上課前的學習目標，對本節(jié)課知識點進行總結(jié)。教師帶領(lǐng)學生總結(jié)本節(jié)課需要掌握的知識點，包括約束布局、緊密布局、自定義布局。（2）布置隨堂練習，檢查學生掌握情況。根據(jù)博學谷和隨堂練習資源，給學生布置隨堂練習，檢測學生的掌握程度，并對學生出現(xiàn)的問題進行解決。（3）使用博學谷系統(tǒng)下發(fā)課后作業(yè)。第五課時（上機練習）上機練習主要針對本章中需要重點掌握的知識點，以及在程序中容易出錯的內(nèi)容進行練習，通過上機練習可以考察同學對知識點的掌握情況，對本章知識掌握程度。上機一：（考察知識點繪制固定區(qū)域的多子圖）形式：單獨完成題目：編寫程序。根據(jù)實例2的要求，繪制展示部分國家養(yǎng)貓與養(yǎng)狗人群比例的多個子圖，實現(xiàn)過程如下：導(dǎo)入matplotlib.pyplot模塊；準備x軸和y軸的數(shù)據(jù)；將畫布規(guī)劃為1*2的矩陣區(qū)域；在第1個區(qū)域中繪制說明部分國家養(yǎng)貓人群比例的條形圖；在第2個區(qū)域中繪制說明部分國家養(yǎng)狗人群比例的條形圖；調(diào)整子圖之間的距離。上機二：（考察知識點繪制自定義區(qū)域的單子圖）形式：單獨完成題目：編寫程序。根據(jù)實例3的要求，繪制展示2017與2018年抖音用戶分析的多個子圖，實現(xiàn)過程如下：導(dǎo)入matplotlib.pyplot模塊；準備數(shù)據(jù)；將畫布規(guī)劃為3*2的矩陣區(qū)域；在橫跨2個、縱跨2個的區(qū)域中繪制第1個子圖；在位于第2行第0列的區(qū)域中繪制第2個子圖；在位于第2行第1列的區(qū)域中繪制第3個子圖；；調(diào)整子圖之間的距離。第六課時（上機練習）上機練習主要針對本章中需要重點掌握的知識點，以及在程序中容易出錯的內(nèi)容進行練習，通過上機練習可以考察同學對知識點的掌握情況，對本章知識掌握程度。上機一：（考察知識點共享子圖的坐標軸）形式：單獨完成題目：編寫程序。根據(jù)實例4的要求，繪制一個展示某地區(qū)全年氣溫和水量的關(guān)系的圖表，實現(xiàn)過程如下：導(dǎo)入matplotlib.pyplot模塊；準備數(shù)據(jù)；在整個畫布區(qū)域中繪制一個說明降水量與蒸發(fā)量的堆積柱形圖；在同一區(qū)域中繪制一個說明全年平均氣溫的折線圖。上機二：（考察知識點自定義布局）形式：單獨完成題目：編寫程序。根據(jù)實例5的要求，繪制一個展示2018上半年某品牌汽車銷售情況的多個子圖，實現(xiàn)過程如下：導(dǎo)入matplotlib.pyplot模塊；準備數(shù)據(jù)；在第0行第0～1列的區(qū)域中，繪制反映2018上半年汽車銷售額的柱形圖；在第1行第0列和第1行第1列的區(qū)域中，繪制反映2018上半年各分公司汽車銷量的折線圖和堆積面積圖。思考題和習題見教材第5章配套的習題教學后記課題名稱第6章坐標軸的定制計劃學時4學時內(nèi)容分析前面章節(jié)中使用的坐標軸會因位置和大小的限制、樣式的固定顯得圖表既單一且又不夠靈活。matplotlib中提供了定制坐標軸的高級知識，包括坐標軸的添加、定制坐標軸的刻度、隱藏坐標軸的軸脊、修改軸脊的位置等，便于用戶靈活地操作坐標軸，使坐標軸能很好地配合圖表。接下來，本章將針對定制坐標軸的內(nèi)容進行詳細地講解。教學目標及基本要求熟悉坐標軸的組成部分掌握坐標軸的創(chuàng)建方式，可以向畫布的任意位置添加坐標軸掌握刻度位置、格式、樣式的定制方式熟悉軸脊的定制方式，可以隱藏坐標軸的全部或部分軸脊掌握軸脊位置的修改方式教學重點定制刻度的位置和格式定制刻度的樣式教學難點定制刻度的位置和格式定制刻度的樣式教學方式教學采用教師課堂講授為主，結(jié)合教學PPT進行講解教學過程第一課時（坐標軸概述，向任意位置添加坐標軸，定制刻度的位置和格式，定制刻度的樣式）創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入坐標軸的知識（1）教師通過提出需求，引出定制坐標軸的知識。前面章節(jié)中使用的坐標軸會因位置和大小的限制、樣式的固定顯得圖表既單一且又不夠靈活。matplotlib中提供了定制坐標軸的高級知識，包括坐標軸的添加、定制坐標軸的刻度、隱藏坐標軸的軸脊、修改軸脊的位置等，便于用戶靈活地操作坐標軸，使坐標軸能很好地配合圖表。（2）明確學習目標。要求學生了解坐標軸的組成部分要求學生可以向任意位置添加坐標軸要求學生會定制坐標軸的刻度位置和格式進行重點知識的講解教師根據(jù)課件，介紹坐標軸的組成部分。坐標軸的各組成部分均是matplotlib類的對象：坐標軸是axis.Axis類的對象；軸脊是spines.Spine類的對象；刻度是axis.Ticker類的對象。此外，常用的x軸是一個axis.Xaxis類的對象，y軸是一個axis.Yaxis類的對象。教師根據(jù)課件，介紹向任意位置添加坐標軸的內(nèi)容，并使用代碼進行演示。matplotlib支持向畫布的任意位置添加自定義大小的坐標系統(tǒng)，同時顯示坐標軸，而不再受到規(guī)劃區(qū)域的限制。pyplot模塊可以使用axes()函數(shù)創(chuàng)建一個Axes類的對象，并將Axes類的對象添加到當前畫布中。如何定制刻度的位置和格式？matplotlib.ticker模塊中提供了兩個類：Locator和Formatter，分別代表刻度定位器和刻度格式器，用于指定刻度線的位置和刻度標簽的格式。教師根據(jù)課件，介紹刻度定位器及其使用方式，并使用代碼進行演示。matplotlib使用set_major_locator()或set_minor_locator()方法設(shè)置坐標軸的主刻度或次刻度的定位器。教師根據(jù)課件，介紹刻度格式器及其使用方式，并使用代碼進行演示。matplotlib使用set_major_formatter()或set_minor_formatter()方法設(shè)置坐標軸的主刻度或次刻度的格式器。教師根據(jù)課件，介紹定制刻度的樣式，并使用代碼進行演示。三、歸納總結(jié)，布置課后作業(yè)（1）回顧上課前的學習目標，對本節(jié)課知識點進行總結(jié)。教師帶領(lǐng)學生總結(jié)本節(jié)課需要掌握的知識點，包括坐標軸、向任意位置添加坐標軸、定制刻度的位置和格式、定制刻度的樣式。（2）布置隨堂練習，檢查學生掌握情況。根據(jù)博學谷和隨堂練習資源，給學生布置隨堂練習，檢測學生的掌握程度，并對學生出現(xiàn)的問題進行解決。（3）使用博學谷系統(tǒng)下發(fā)課后作業(yè)。第二課時（實例1：深圳市24小時的平均風速，隱藏全部軸脊，隱藏部分軸脊）回顧上節(jié)課內(nèi)容，繼續(xù)講解本課時的知識（1）教師對學生們的疑問進行統(tǒng)一答疑。（2）回顧上個課時所學習的內(nèi)容，繼續(xù)介紹本課時的內(nèi)容。上節(jié)課主要為大家介紹了向任意位置添加坐標軸、定制刻度的位置和格式、定制刻度的樣式，接下來，本節(jié)課將為大家介紹定制刻度的實例，以及隱藏軸脊的內(nèi)容。（3）明確學習目標。要求學生會隱藏坐標軸的軸脊進行重點知識的講解教師根據(jù)課件，介紹實例1：深圳市24小時的平均風速，并使用代碼進行演示。教師根據(jù)課件，介紹隱藏全部軸脊的內(nèi)容，并使用代碼進行演示。使用pyplot的axis()函數(shù)可以設(shè)置或獲取一些坐標軸的屬性，包括顯示或隱藏坐標軸的軸脊，該函數(shù)的參數(shù)option接收布爾值或字符串，其中布爾值True表示顯示軸脊及刻度，F(xiàn)alse表示隱藏軸脊及刻度。教師根據(jù)課件，介紹patches模塊的基本用法，并使用代碼進行演示。matplotlib.patches是專門用于繪制路徑和形狀的模塊，該模塊中包含一些表示形狀（諸如箭頭、圓形、長方形等）的類，通過創(chuàng)建這些類的對象可以快速地繪制常見的形狀。教師根據(jù)課件，介紹隱藏部分軸脊的內(nèi)容，并使用代碼進行演示。matplotlib可以只隱藏坐標軸的部分軸脊，只需要訪問spines屬性獲取相應(yīng)的軸脊，之后調(diào)用set_color()方法將軸脊的顏色設(shè)為none即可。三、歸納總結(jié)，布置課后作業(yè)（1）回顧上課前的學習目標，對本節(jié)課知識點進行總結(jié)。教師帶領(lǐng)學生總結(jié)本節(jié)課需要掌握的知識點，包括隱藏全部軸脊、隱藏部分軸脊。（2）布置隨堂練習，檢查學生掌握情況。根據(jù)博學谷和隨堂練習資源，給學生布置隨堂練習，檢測學生的掌握程度，并對學生出現(xiàn)的問題進行解決。（3）使用博學谷系統(tǒng)下發(fā)課后作業(yè)。第三課時（實例2：深圳市24小時的平均風速（隱藏部分軸脊），移動軸脊）回顧上節(jié)課內(nèi)容，繼續(xù)講解本課時的知識（1）教師對學生們的疑問進行統(tǒng)一答疑。（2）回顧上個課時所學習的內(nèi)容，繼續(xù)介紹本課時的內(nèi)容。上節(jié)課主要為大家介紹了隱藏軸脊的內(nèi)容，接下來，本節(jié)課將為大家介紹移動軸脊位置的內(nèi)容。（3）明確學習目標。要求學生掌握移動軸脊位置的方法進行重點知識的講解教師根據(jù)課件，介紹實例2：深圳市24小時的平均風速（隱藏部分軸脊），并使用代碼進行演示。教師根據(jù)課件，介紹移動軸脊位置的內(nèi)容，并使用代碼進行演示。matplotlib中的Spine類提供了一個設(shè)置軸脊位置的set_position()方法，該方法的position參數(shù)表示軸脊的位置，它需要接收一個包含兩個元素的元組(position_type,amount)，其中元素position_type代表位置的類型，元素amount代表位置。教師根據(jù)課件，介紹實例3：正弦與余弦曲線，并使用代碼進行演示。三、歸納總結(jié)，布置課后作業(yè)（1）回顧上課前的學習目標，對本節(jié)課知識點進行總結(jié)。教師帶領(lǐng)學生總結(jié)本節(jié)課需要掌握的移動軸脊的位置。（2）布置隨堂練習，檢查學生掌握情況。根據(jù)博學谷和隨堂練習資源，給學生布置隨堂練習，檢測學生的掌握程度，并對學生出現(xiàn)的問題進行解決。（3）使用博學谷系統(tǒng)下發(fā)課后作業(yè)。第四課時（上機練習）上機練習主要針對本章中需要重點掌握的知識點，以及在程序中容易出錯的內(nèi)容進行練習，通過上機練習可以考察同學對知識點的掌握情況，對本章知識掌握程度。上機一：（考察知識點定制刻度的位置和格式、隱藏部分軸脊）形式：單獨完成題目：編寫程序。根據(jù)實例2的要求，繪制展示深圳市24小時的平均風速的折線圖，實現(xiàn)過程如下：導(dǎo)入numpy、matplotlib.pyplot模塊；準備x軸和y軸的數(shù)據(jù)；繪制一個帶有右三角數(shù)據(jù)標記的折線圖；設(shè)置圖表的標題為“深圳市24小時的平均風速”；設(shè)置x軸的標簽為“時間（h）”，y軸的標簽為“平均風速（km/h）”；設(shè)置x軸的刻度標簽格式為“時:分”，且以兩小時為間隔；隱藏坐標軸的上軸脊和右軸脊。上機二：（考察知識點移動軸脊的位置）形式：單獨完成題目：編寫程序。根據(jù)實例3的要求，繪制展示正弦曲線和余弦曲線的圖表，實現(xiàn)過程如下：導(dǎo)入numpy、matplotlib.pyplot模塊；準備數(shù)據(jù)；繪制正弦曲線和余弦曲線；設(shè)置x軸的刻度標簽為－2π、－3π/2、－π、－π/2、0、π/2、π、3π/2、2π；設(shè)置y軸的刻度標簽為－1.0、－0.5、0.0、0.5、1.0；隱藏坐標軸的上軸脊和右軸脊；將坐標軸的以數(shù)據(jù)0為中心位置。思考題和習題見教材第6章配套的習題教學后記課題名稱第7章繪制3D圖表和統(tǒng)計地圖計劃學時4學時內(nèi)容分析matplotlib雖然專注于二維圖表的繪制，但其仍然包含繪制3D圖表、統(tǒng)計地圖的功能，并將這些功能分別封裝到工具包mpl_toolkits.mplot3d、mpl_toolkits.basemap中，還可以結(jié)合animation模塊制作有趣的動畫效果。接下來，本章將針對mplot3d、basemap工具包和animation模塊的相關(guān)內(nèi)容進行詳細地講解。教學目標及基本要求掌握mplot3d工具包的用法，可以使用mplot3d繪制常見的3D圖表掌握animation模塊的用法，可以使用animation制作動畫掌握basemap工具包的用法，可以使用basemap繪制統(tǒng)計地圖教學重點mplot3d概述animation概述basemap概述教學難點animation概述basemap概述教學方式教學采用教師課堂講授為主，結(jié)合教學PPT進行講解教學過程第一課時（使用mplot3d繪制3D圖表）創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入3D圖表的知識（1）教師通過提出需求，引出3D圖表的知識。前面所繪制的圖表均屬于2D圖表。matplotlib雖然專注于二維圖表的繪制，但其仍然提供了繪制3D圖表的功能，并將這些功能封裝到工具包mpl_toolkits.mplot3d中。（2）明確學習目標。要求學生掌握mplot3d的使用要求學生可以繪制常見的3D圖表進行重點知識的講解什么是mplot3d？mplot3d是matplotlib中專門繪制3D圖表的工具包，它主要包含一個繼承自Axes的子類Axes3D，使用Axes3D類可以構(gòu)建一個三維坐標系的繪圖區(qū)域。教師根據(jù)課件，介紹創(chuàng)建Axes3D類對象的兩種方式，并使用代碼進行演示。matplotlib可以通過兩種方式創(chuàng)建Axes3D類的對象：一種方式是構(gòu)造方法Axes3D()，另一種方式是add_subplot()方法。教師根據(jù)課件，介紹Axes3D類的常用方法，并使用代碼進行演示。教師根據(jù)課件，介紹繪制3D圖表的常用方法。教師根據(jù)課件，介紹繪制3D線框圖的內(nèi)容，并使用代碼進行演示。教師根據(jù)課件，介紹繪制3D曲面圖的內(nèi)容，并使用代碼進行演示。教師根據(jù)課件，介紹實例1：三維空間的星星，并使用代碼進行演示。三、歸納總結(jié)，布置課后作業(yè)（1）回顧上課前的學習目標，對本節(jié)課知識點進行總結(jié)。教師帶領(lǐng)學生總結(jié)本節(jié)課需要掌握的知識點，包括mplot3d、繪制常見的3D圖表。（2）布置隨堂練習，檢查學生掌握情況。根據(jù)博學谷和隨堂練習資源，給學生布置隨堂練習，檢測學生的掌握程度，并對學生出現(xiàn)的問題進行解決。（3）使用博學谷系統(tǒng)下發(fā)課后作業(yè)。第二課時（使用animation制作動圖，使用basemap繪制統(tǒng)計地圖）回顧上節(jié)課內(nèi)容，繼續(xù)講解本課時的知識（1）教師對學生們的疑問進行統(tǒng)一答疑。（2）回顧上個課時所學習的內(nèi)容，繼續(xù)介紹本課時的內(nèi)容。上節(jié)課主要為大家介紹了繪制3D圖表的內(nèi)容，接下來，本節(jié)課將為大家介紹如何使用animation制作動圖、使用basemap繪制統(tǒng)計地圖。（3）明確學習目標。要求學生會使用animation制作動圖要求學生會使用basemap繪制統(tǒng)計地圖進行重點知識的講解教師根據(jù)課件，介紹動畫模塊animation的內(nèi)容，并使用代碼進行演示。Animation類是一個動畫基類，它針對不同的行為分別派生了不同的子類，主要包括FuncAnimation和ArtistAnimation類，其中FuncAnimation類表示基于重復(fù)調(diào)用一個函數(shù)的動畫；ArtistAnimation類表示基于一組固定Artist（標準的繪圖元素，比如文本、線條、矩形等）對象的動畫。教師根據(jù)課件，介紹實例2：三維空間閃爍的星星，并使用代碼進行演示。什么是basemap？basemap是matplotlib的地圖工具包，它本身不會參與任何繪圖操作，而是會將給定的地理坐標轉(zhuǎn)換到地圖投影上，之后將數(shù)據(jù)交給matplotlib進行繪圖。教師根據(jù)課件，演示安裝basemap工具包。教師根據(jù)課件，介紹basemap工具包的基本用法，并使用代碼進行演示。basemap工具包中主要包含一個表示基礎(chǔ)地圖背景的Basemap類，通過創(chuàng)建Basemap類的對象可以指定地圖投影的類型和要處理的地球區(qū)域。教師根據(jù)課件，介紹實例3：美國部分城鎮(zhèn)人口分布，并使用代碼進行演示。三、歸納總結(jié)，布置課后作業(yè)（1）回顧上課前的學習目標，對本節(jié)課知識點進行總結(jié)。教師帶領(lǐng)學生總結(jié)本節(jié)課需要掌握的知識點，包括使用animation制作動圖、使用basemap繪制統(tǒng)計地圖。（2）布置隨堂練習，檢查學生掌握情況。根據(jù)博學谷和隨堂練習資源，給學生布置隨堂練習，檢測學生的掌握程度，并對學生出現(xiàn)的問題進行解決。（3）使用博學谷系統(tǒng)下發(fā)課后作業(yè)。第三課時（上機練習）上機練習主要針對本章中需要重點掌握的知識點，以及在程序中容易出錯的內(nèi)容進行練習，通過上機練習可以考察同學對知識點的掌握情況，對本章知識掌握程度。上機一：（考察知識點繪制常見的3D圖表）形式：單獨完成題目：編寫程序。根據(jù)實例1的要求，繪制一個3D散點圖，實現(xiàn)過程如下：導(dǎo)入numpy、matplotlib.pyplot模塊以及Axes3D類；準備x、y、z軸的數(shù)據(jù)；創(chuàng)建三維坐標系的繪圖區(qū)域，并在該區(qū)域中繪制3D散點圖；設(shè)置x、y、z軸的標簽為“x軸”、“y軸”、“z軸”；設(shè)置3D圖表的標題為“3D散點圖”。上機二：（考察知識點使用animation制作動圖）形式：單獨完成題目：編寫程序。根據(jù)實例2的要求，繪制一個帶有動畫效果的3D散點圖，實現(xiàn)過程如下：導(dǎo)入numpy模塊、matplotlib.pyplot模塊、FuncAnimation類、Axes3D類；準備數(shù)據(jù)；繪制一個3D散點圖；定義動畫函數(shù)animate()和初始化幀的函數(shù)init()；創(chuàng)建FuncAnimation類的對象，指定每幀動畫調(diào)用的函數(shù)為animate()；設(shè)置x、y、z軸的標簽為“x軸”、“y軸”、“z軸”；設(shè)置3D圖表的標題為“3D散點圖”。第四課時（上機練習）上機練習主要針對本章中需要重點掌握的知識點，以及在程序中容易出錯的內(nèi)容進行練習，通過上機練習可以考察同學對知識點的掌握情況，對本章知識掌握程度。上機一：（考察知識點使用basemap繪制統(tǒng)計地圖）形式：單獨完成題目：編寫程序。根據(jù)實例3的要求，繪制展示美國部分城鎮(zhèn)人口分布的統(tǒng)計地圖，實現(xiàn)過程如下：導(dǎo)入numpy模塊、pandas模塊、matplotlib模塊、Basemap類；創(chuàng)建Basemap類的對象map；繪制邊界、州界、海岸線、國家邊界；繪制緯線、經(jīng)線；在地圖背景上繪制氣泡。思考題和習題見教材第7章配套的習題教學后記課題名稱第8章使用matplotlib繪制高級圖表計劃學時6學時內(nèi)容分析matplotlib除了可以繪制簡單的圖表之外，還可以繪制一些常見的高級圖表，包括等高線圖、矢量場流線圖、棉棒圖、啞鈴圖、甘特圖、人口金字塔圖、漏斗圖、?；鶊D、樹狀圖和華夫餅圖。接下來，本章將針對matplotlib中高級圖表的相關(guān)知識進行詳細地講解。教學目標及基本要求了解常見的高級圖表掌握高級圖表的繪制方法教學重點繪制棉棒圖繪制人口金字塔圖繪制桑基圖教學難點繪制?；鶊D繪制樹狀圖教學方式教學采用教師課堂講授為主，結(jié)合教學PPT進行講解教學過程第一課時（繪制等高線圖，繪制矢量場流線圖，繪制棉棒圖）創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入高級圖表的知識（1）教師通過提出需求，引出高級圖表的知識。matplotlib除了可以繪制簡單的圖表之外，還可以繪制一些常見的高級圖表，包括等高線圖、矢量場流線圖、棉棒圖、啞鈴圖、甘特圖、人口金字塔圖、漏斗圖、?；鶊D、樹狀圖和華夫餅圖。（2）明確學習目標。要求學生會繪制等高線圖要求學生會繪制矢量場流線圖要求學生會繪制棉棒圖進行重點知識的講解什么是等高線圖？等高線圖是地形圖上高程相等的相鄰各點所連成的閉合曲線，它會將地面上海拔高度相同的點連成環(huán)線，之后將環(huán)線垂直投影到某一水平面上，并按照一定的比例縮繪到圖紙上，常見于山谷、山峰或梯度下降算法的場景。教師根據(jù)課件，介紹繪制等高線圖的內(nèi)容，并使用代碼進行演示。什么是矢量場流線圖？矢量場流線圖可以表現(xiàn)矢量場的流態(tài)，常見于科學和自然學科中的磁場、萬有引力和流體運動等場景。教師根據(jù)課件，介紹繪制矢量場流線圖的內(nèi)容，并使用代碼進行演示。什么是棉棒圖？棉棒圖亦稱為火柴桿圖、大頭針圖或棒棒糖圖，由線段（莖）與標記符號（莖頭，默認為圓點）連接而成，其中線段表示數(shù)據(jù)點到基線的距離，標記符號表示數(shù)據(jù)點的數(shù)值。教師根據(jù)課件，介紹繪制棉棒圖的內(nèi)容，并使用代碼進行演示。三、歸納總結(jié)，布置課后作業(yè)（1）回顧上課前的學習目標，對本節(jié)課知識點進行總結(jié)。教師帶領(lǐng)學生總結(jié)本節(jié)課需要掌握的知識點，包括繪制等高線圖、繪制矢量場流線圖、繪制棉棒圖。（2）布置隨堂練習，檢查學生掌握情況。根據(jù)博學谷和隨堂練習資源，給學生布置隨堂練習，檢測學生的掌握程度，并對學生出現(xiàn)的問題進行解決。（3）使用博學谷系統(tǒng)下發(fā)課后作業(yè)。第二課時（繪制啞鈴圖，繪制甘特圖，繪制人口金字塔圖）回顧上節(jié)課內(nèi)容，繼續(xù)講解本課時的知識（1）教師對學生們的疑問進行統(tǒng)一答疑。（2）回顧上個課時所學習的內(nèi)容，繼續(xù)介紹本課時的內(nèi)容。上節(jié)課主要為大家介紹了繪制等高線圖、繪制矢量場流線圖、繪制棉棒圖，接下來，本節(jié)課將為大家介紹繪制啞鈴圖、繪制甘特圖、繪制人口金字塔圖。（3）明確學習目標。要求學生會繪制啞鈴圖要求學生會繪制甘特圖要求學生會繪制人口金字塔圖進行重點知識的講解什么是啞鈴圖？啞鈴圖亦稱為DNA圖，主要用于展示兩個數(shù)據(jù)點之間的變化。啞鈴圖可以看作散點圖與線型圖的組合，適用于比較各種項目“前”與“后”的位置及項目的等級排序的場景。教師根據(jù)課件，介紹繪制啞鈴圖的內(nèi)容，并使用代碼進行演示。什么是甘特圖？甘特圖亦稱為橫道圖、條狀圖，它通過活動列表和時間刻度表示特定項目的順序與持續(xù)時間。甘特圖一般以時間為橫軸，項目為縱軸，可以直觀地展示每個項目的進展情況，便于管理者了解項目的剩余任務(wù)及評估工作進度。教師根據(jù)課件，介紹繪制甘特圖的內(nèi)容，并使用代碼進行演示。什么是人口金字塔圖？人口金字塔圖是指用類似古埃及金字塔的形象描述人口年齡與性別分布狀況的圖形，用于表現(xiàn)人口的現(xiàn)狀及其發(fā)展。人口金字塔圖一般以