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 -高中教學同步《信息技術(shù)數(shù)據(jù)管理與分析》教案（人教-中圖版2019）

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：學習常見的數(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，并進行實操演練。

教學內(nèi)容緊密圍繞教材，旨在幫助學生掌握數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化與數(shù)據(jù)清洗的基本知識和技能，為后續(xù)數(shù)據(jù)分析打下堅實基礎(chǔ)。核心素養(yǎng)目標1.數(shù)據(jù)素養(yǎng)：培養(yǎng)學生對數(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)化對于數(shù)據(jù)分析的重要性。

2.信息素養(yǎng)：通過實踐操作，增強學生對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：訓練學生運用所學知識解決實際數(shù)據(jù)問題的能力，培養(yǎng)其在面對復(fù)雜數(shù)據(jù)時，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.團隊協(xié)作與交流：鼓勵學生在學習過程中相互協(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：激發(fā)學生思考數(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)新意識和能力，為數(shù)據(jù)管理與分析提供新思路。學情分析本課程面向高中年級學生，他們在知識層面已具備一定的信息技術(shù)基礎(chǔ)，對數(shù)據(jù)管理與分析有初步了解。在能力方面，學生具備基本的計算機操作技能和邏輯思維能力，但在數(shù)據(jù)處理與分析的實際應(yīng)用上，仍需加強。以下是具體分析：

1.知識層面：學生對數(shù)據(jù)庫的基本概念有所了解，但對于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化和數(shù)據(jù)清洗的深入知識掌握不足，對實際操作中遇到的問題處理能力有限。

2.能力方面：大部分學生具備一定的信息檢索和處理能力，但在面對復(fù)雜、不規(guī)范數(shù)據(jù)時，結(jié)構(gòu)化和清洗數(shù)據(jù)的能力較弱。此外，學生的編程能力參差不齊，對使用Python等工具進行數(shù)據(jù)清洗的能力有限。

3.素質(zhì)方面：學生在團隊協(xié)作、溝通交流方面表現(xiàn)良好，有利于在課堂中進行小組討論和實踐操作。但在創(chuàng)新意識方面，部分學生仍較保守，需要教師引導和激發(fā)。

4.行為習慣：學生對于實操性較強的課程內(nèi)容表現(xiàn)出較高的興趣，但部分學生可能存在依賴心理，習慣于等待教師解決問題，缺乏主動探究的精神。學具準備多媒體課型新授課教法學法講授法課時第一課時師生互動設(shè)計二次備課教學資源1.硬件資源：計算機、投影儀、打印機。

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：校園網(wǎng)絡(luò)教學平臺、電子教室管理系統(tǒng)。

4.信息化資源：教學課件、電子教材、教學視頻、在線習題庫。

5.教學手段：講授、案例分析、小組討論、實操演練、互動問答、在線自測。教學過程設(shè)計1.導入環(huán)節(jié)（5分鐘）

-利用校園網(wǎng)絡(luò)平臺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)進行有效分析？”引導學生思考數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化的重要性。

-通過對比規(guī)范化和非規(guī)范化的數(shù)據(jù)，讓學生直觀感受數(shù)據(jù)清洗帶來的變化，激發(fā)學習興趣。

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)合實際案例進行分析。

-介紹數(shù)據(jù)清洗的必要性，詳細講解缺失值處理、異常值檢測與處理、重復(fù)值處理等數(shù)據(jù)清洗方法。

-演示使用Excel和Python進行數(shù)據(jù)清洗的操作步驟，強調(diào)操作要點。

3.鞏固練習（10分鐘）

-學生分組，每組分配一個具有實際意義的數(shù)據(jù)清洗任務(wù)，要求學生在規(guī)定時間內(nèi)完成。

-教師巡回指導，解答學生在操作過程中遇到的問題，引導學生運用所學知識解決問題。

4.課堂提問與互動（5分鐘）

-針對學生在練習過程中遇到的共性問題，進行提問和解答，加深學生對知識點的理解。

-邀請部分學生分享他們的數(shù)據(jù)清洗經(jīng)驗和方法，促進師生、生生之間的交流。

5.創(chuàng)新教學（5分鐘）

-鼓勵學生思考：在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化和清洗過程中，有哪些可以改進和優(yōu)化的地方？如何提高數(shù)據(jù)清洗的效率？

-學生提出自己的想法和解決方案，教師點評并給予指導。

6.核心素養(yǎng)能力拓展（5分鐘）

-針對數(shù)據(jù)清洗過程中的實際問題，引導學生進行深入探討，提高數(shù)據(jù)素養(yǎng)和信息素養(yǎng)。

-強調(diào)團隊協(xié)作和溝通能力的重要性，鼓勵學生在解決問題時相互協(xié)作、共享成果。

7.總結(jié)與反思（5分鐘）

-教師對本節(jié)課的知識點進行簡要回顧，強調(diào)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化與數(shù)據(jù)清洗在實際應(yīng)用中的重要性。

-學生反思本節(jié)課的學習過程，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）

-布置一個綜合性的數(shù)據(jù)清洗任務(wù)，要求學生結(jié)合所學知識，獨立完成。

-提供在線習題庫，方便學生進行課后鞏固和自測。

總計用時：45分鐘

注意事項：

1.教學過程中，注重培養(yǎng)學生的動手能力和實際操作能力。

2.加強師生互動，關(guān)注學生的學習反饋，及時調(diào)整教學策略。

3.鼓勵學生提問和分享，提高課堂氛圍，促進學生全面發(fā)展。

4.注重課后作業(yè)的布置與檢查，鞏固學生對知識點的掌握。學生學習效果1.知識與技能：

-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)進行有效分類和編碼。

-學會了數(shù)據(jù)清洗的基本方法，如缺失值處理、異常值檢測與處理、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：

-通過分組討論和實踐操作，培養(yǎng)了團隊協(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。

-學會在實際操作中遇到問題時，能夠運用所學知識進行解決，增強了問題解決能力。

-掌握了通過對比、分析、總結(jié)等學習方法，對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化與數(shù)據(jù)清洗的知識點有了更深入的理解。

3.情感態(tài)度與價值觀：

-增強了對數(shù)據(jù)敏感度，認識到數(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)。

-提高了對信息技術(shù)的興趣，激發(fā)了對數(shù)據(jù)管理與分析領(lǐng)域的學習熱情。

-通過解決實際問題，體會到了學以致用的樂趣，增強了自信心和成就感。

4.核心素養(yǎng)能力：

-數(shù)據(jù)素養(yǎng)：學生能夠理解數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化與清洗對于數(shù)據(jù)分析的重要性，并運用所學知識對數(shù)據(jù)進行有效管理。

-信息素養(yǎng)：學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：學生在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化和清洗過程中，能夠主動思考新方法，提出創(chuàng)新性解決方案。

5.課后實踐與應(yīng)用：

-學生能夠?qū)⑺鶎W知識應(yīng)用于課后作業(yè)和實際項目中，獨立完成數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化和清洗任務(wù)。

-通過課后習題庫的練習，鞏固了知識點，提高了對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化與數(shù)據(jù)清洗技能的掌握程度。教學反思在本次教學過程中，我重點關(guān)注了學生對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化與數(shù)據(jù)清洗知識點的掌握情況。從課堂表現(xiàn)來看，學生們對這一章節(jié)的內(nèi)容表現(xiàn)出較高的興趣，但在實際操作中仍存在一些問題。

首先，我發(fā)現(xiàn)部分學生在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化方面的理解不夠深入，對分類編碼等方法的運用不夠熟練。針對這一點，我計劃在今后的教學中，多舉一些實際例子，讓學生更好地理解數(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)，學生們對缺失值處理、異常值檢測等方法的掌握程度參差不齊。為了提高學生的實際操作能力，我打算在課后布置一些針對性的練習，讓學生多加練習，熟練掌握數(shù)據(jù)清洗技巧。

另外，在課堂互動方面，我發(fā)現(xiàn)有些學生參與度不高，這可能是因為他們對這一章節(jié)的知識點還不夠熟悉，擔心在討論中出錯。為了提高學生的課堂參與度，我會在今后的教學中，多鼓勵學生提問和分享，營造一個輕松、愉快的課堂氛圍。

此外，我在教學過程中也注意到了一些創(chuàng)新的教學方法。例如，讓學生分組完成實際數(shù)據(jù)清洗任務(wù)，這種形式有助于培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作能力。但在實際操作中，部分學生過于依賴組員，自己動手解決問題的能力有待提高。因此，我會在后續(xù)教學中，加強對學生獨立解決問題的引導。

在課后作業(yè)方面，我發(fā)現(xiàn)部分學生對綜合性數(shù)據(jù)清洗任務(wù)的完成情況不夠理想。為了幫助學生更好地鞏固知識點，我計劃在課后加強作業(yè)輔導，針對學生的共性問題進行解答。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，計算機科學與技術(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>

學校：清華大學

專業(yè)：計算機科學與技術(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：

|學號|姓名|年齡|性別|成績|

|----|----|----|----|----|

|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：使用平均成績填充缺失值。

處理方法3：聯(lián)系學生獲取缺失的成績信息。

例題3：異常值檢測

【題目】以下數(shù)據(jù)表中，如何檢測出異常值？

數(shù)據(jù)表：

|學號|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：

|學號|姓名|課程|成績|

|----|----|----|----|

|001|李四|數(shù)學|95|

|002|王五|數(shù)學|85|

|001|李四|數(shù)學|95|

|003|趙六|數(shù)學|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，請對其進行數(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)系銷售人員進行數(shù)據(jù)補全。

3.異常值檢測：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-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

-重復(fù)值處理

2.關(guān)鍵詞：

-結(jié)構(gòu)化：對數(shù)據(jù)進行分類、編碼、層級劃分等處理。

-清洗：去除數(shù)據(jù)中的錯誤、重復(fù)、異常等不完整或不準確的信息。

-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)分析提供準確的數(shù)據(jù)來源。

-缺失值處理、異常值檢測和重復(fù)值處理是數(shù)據(jù)清