川教版信息技術(shù)八年級(jí)下冊(cè)第2節(jié) 統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)教案

川教版八年級(jí)下冊(cè)第三單元第2節(jié)統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)教學(xué)設(shè)計(jì)

課題統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)單兀第三單元學(xué)科信息技術(shù)年級(jí)八年級(jí)

1.了解什么是數(shù)組。

學(xué)習(xí)

2.掌握Python中的基本算術(shù)運(yùn)算符；掌握Python中列表類型的基本操作；掌握Humpy模塊

目標(biāo)

中常用的數(shù)組操作；熟練使用numpy模塊進(jìn)行簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析。

重點(diǎn)掌握Python中的基本算術(shù)運(yùn)算符；掌握Python中列表類型的基本操作；掌握Humpy模塊中

常用的數(shù)組操作；熟練使用numpy模塊進(jìn)行簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析。

難點(diǎn)掌握Python中的基本算術(shù)運(yùn)算符；掌握Python中列表類型的基本操作；掌握Humpy模塊中

常用的數(shù)組操作；熟練使用numpy模塊進(jìn)行簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析。

教學(xué)過程

教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖

導(dǎo)入新課前面我們學(xué)習(xí)了有關(guān)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)分析的知識(shí)，聽老師講解調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的

并且了解了對(duì)數(shù)據(jù)分析的軟件，這節(jié)課我們就利用積極性，為以下

數(shù)據(jù)分析軟件Python進(jìn)行分析和處理問題。的學(xué)習(xí)打下良好

的基礎(chǔ)

講授新課知識(shí)回顧

Python的創(chuàng)始人

GuidovanRossum（吉多?范羅蘇姆）：

荷蘭人，從阿姆斯特丹大學(xué)獲得了數(shù)學(xué)和計(jì)算

機(jī)碩士學(xué)位，是一位精通數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)的復(fù)合型人通過教師的講通過小組合作，

才解，以小組合加強(qiáng)學(xué)生組內(nèi)團(tuán)

80年代參與了ABC語(yǔ)言的開發(fā)，ABC語(yǔ)言隱藏作的方式，開結(jié)、共同完成任

底層、接近自然語(yǔ)言，執(zhí)行性能低展探討交流，務(wù)

1989年圣誕節(jié)期間，在阿姆斯特丹，Guido為完成任務(wù)。

了打發(fā)圣誕節(jié)的無(wú)趣，決心開發(fā)一個(gè)新的腳本解釋

程序，這就是Python

Python簡(jiǎn)介

Python：

大蟒蛇的意思，因?yàn)閯?chuàng)始人是一個(gè)叫Monty

Python的喜劇團(tuán)體的愛好者

類似的名稱：Java、小米等

1991年，第一個(gè)Python編譯器誕生。它是用

C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的，并能夠調(diào)用C語(yǔ)言的庫(kù)文件

Python特點(diǎn)

1.易于學(xué)習(xí)：Python有相對(duì)較少的關(guān)鍵字，結(jié)

構(gòu)簡(jiǎn)單，和一個(gè)明確定義的語(yǔ)法，學(xué)習(xí)起來(lái)更加簡(jiǎn)

單“

2.易于閱讀：Python代碼定義的更清晰，有點(diǎn)

像偽代碼。

3.易于維護(hù)：Python的成功在于它的源代碼是

相當(dāng)容易維護(hù)的，也就是開源的。

4.豐富的庫(kù)：Python的最大的優(yōu)勢(shì)之一是豐富

的庫(kù)，跨平臺(tái)的，在UNIX,Windows和Macintosh

兼容很好。包括標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)和第三方庫(kù)。

5.互動(dòng)模式：互動(dòng)模式的支持，您可以從終端

輸入執(zhí)行代碼并獲得結(jié)果的語(yǔ)言，互動(dòng)的測(cè)試和調(diào)

試代碼片斷。

6.可移植：基于其開放源代碼的特性，Python通過教師的講通過小組合作，

已經(jīng)被移植（也就是使其工作）到許多平臺(tái)。解，以小組合加強(qiáng)學(xué)生組內(nèi)團(tuán)

7.可擴(kuò)展：如果你需要一段運(yùn)行很快的關(guān)鍵代作的方式，開結(jié)、共同完成任

碼，或者是想要編寫一些不愿開放的算法，你可以展探討交流，務(wù)

使用C或C++完成那部分程序，然后從你的Python完成任務(wù)。

程序中調(diào)用，所謂的膠水語(yǔ)言。

8.數(shù)據(jù)庫(kù)：Python提供所有主要的商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)

的接口。

9.GUI編程：Python支持GUI,可以創(chuàng)建和移

植到許多系統(tǒng)調(diào)用。

10.可嵌入:你可以將Python嵌入到C/C++程

序，讓你的程序的用戶獲得"腳本化''的能力。

一、Python算術(shù)運(yùn)算符

要學(xué)習(xí)利用Python進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，首先要學(xué)

會(huì)在Python中進(jìn)行計(jì)算。Python算術(shù)運(yùn)算符如下

表所示。

在Python中進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算時(shí)，和數(shù)學(xué)中的運(yùn)

算符優(yōu)先級(jí)一致，同樣也是先乘除后加減，同級(jí)運(yùn)通過教師的講通過小組合作，

算符從左至右計(jì)算，可以使用“（）”調(diào)整計(jì)算的解，以小組合加強(qiáng)學(xué)生組內(nèi)團(tuán)

優(yōu)先級(jí)。作的方式，開結(jié)、共同完成任

Python中的算數(shù)運(yùn)算符優(yōu)先級(jí)由高到低的順展探討交流，務(wù)

序排列如下表所示。完成任務(wù)。

關(guān)系運(yùn)算符

邏輯運(yùn)算符

賦值運(yùn)算符

試一試

請(qǐng)寫出下列算式在Python中的運(yùn)算結(jié)果。學(xué)生小組間討鍛煉學(xué)生的語(yǔ)言

3+2*6=5*6**2=3*(7+8)-論，共同完成組織能力和表達(dá)

16%3=28//9=35/7=任務(wù)。的能力。

18+77%9=13*9//7=（88-19）/2+34=

歡歡和他的同學(xué)們進(jìn)行了學(xué)生體質(zhì)健康測(cè)試，

其中測(cè)試的身高、體重如下表所示。通過教師的講通過小組合作，

通過這些數(shù)據(jù)，可以計(jì)算每位同學(xué)的體重指解，以小組合加強(qiáng)學(xué)生組內(nèi)團(tuán)

數(shù)，體重指數(shù)（BM1）=體重（千克）/身高2（米2）。作的方式，開結(jié)、共同完成任

根據(jù)體重指數(shù)的計(jì)算結(jié)果和八年級(jí)學(xué)生體重展探討交流，務(wù)

指數(shù)等級(jí)表（上表），可以判斷出每位同學(xué)的體重完成任務(wù)。

等級(jí)是正常、低體重、超重還是肥胖。

程序代碼如圖所示。通過老師演示培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操

運(yùn)行結(jié)果圖所示。學(xué)生動(dòng)手操作能力，并且鍛

八年級(jí)學(xué)生體重指數(shù)等級(jí)表作，提高動(dòng)手煉學(xué)生的語(yǔ)言組

根據(jù)八年級(jí)學(xué)生體重指數(shù)等級(jí)表（上表）可以能力。小組交織能力和表達(dá)的

看出：歡歡、樂樂、團(tuán)團(tuán)的體重指數(shù)處于正常范圍，流、分享能力。

而圓圓的體重指數(shù)只有15.012197410395949,屬

于低體重

所以圓圓還需要在健康飲食、平衡營(yíng)養(yǎng)的基礎(chǔ)

上加強(qiáng)體育鍛煉。學(xué)生小組間討培養(yǎng)學(xué)生組間合

試一試論，共同完成作能力，并且煉

參照上述方法計(jì)算一下我們班的體重指數(shù)情任務(wù)。動(dòng)手能力

況？

二、數(shù)組

1.Python列表

有序的可變的元素集合稱為列表。

在Python中,可以使用運(yùn)算符直接創(chuàng)建列表，

列表用口表示，數(shù)據(jù)之間使用逗號(hào)分隔。通過教師的講通過小組合作，

體重指數(shù)計(jì)算中的身高和體重?cái)?shù)據(jù)就可以用解，以小組合加強(qiáng)學(xué)生組內(nèi)團(tuán)

這種方式生成，但要想對(duì)它們進(jìn)行運(yùn)算，就需要分作的方式，開結(jié)、共同完成任

別取出其中的某一個(gè)元素，再用之前學(xué)習(xí)的for循展探討交流，務(wù)

環(huán)語(yǔ)句來(lái)實(shí)現(xiàn)。完成任務(wù)。

for語(yǔ)句

python中的for語(yǔ)句只可用于遍歷序列，如字

符串、列表、元組等。

格式如下：

for迭代變量in序列：

語(yǔ)句組

[else:

語(yǔ)句組]

迭代變量是從序列中迭代取出的元素。

體重指數(shù)計(jì)算在Python中可以這樣來(lái)做，程

序代碼如圖所示。

這里的t[i]表示取t組數(shù)據(jù)中的第i個(gè)元素，

s[i]表示取s組數(shù)據(jù)中的第i個(gè)元素，程序運(yùn)行結(jié)

果如圖所示。

當(dāng)要計(jì)算更多同學(xué)的體重指數(shù)時(shí)，可以把程序

中的range(4)改為range(len(t)),這里的len(t)

表示數(shù)組t包含數(shù)據(jù)元素的個(gè)數(shù)。

2.numpy數(shù)組運(yùn)算

在程序設(shè)計(jì)中，為了處理方便，把具有相同類通過教師的講通過小組合作，

型的若干數(shù)據(jù)按無(wú)序的形式組織起來(lái)，這些由若解，以小組合加強(qiáng)學(xué)生組內(nèi)團(tuán)

干元素構(gòu)成的數(shù)據(jù)集合稱為數(shù)組。作的方式，開結(jié)、共同完成任

數(shù)組的運(yùn)算可以用numpy模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。展探討交流，務(wù)

numpy是第三方程序模塊，它是一個(gè)運(yùn)行速度完成任務(wù)。

非常快的科學(xué)計(jì)算模塊，在使用之前必須先進(jìn)行安

裝。

以使用1如下的命令安裝numpy：

pipinstallnumpy

numpy模塊的引入和學(xué)過的turtle模塊的引入

方法一樣。

例如前面的體重指數(shù)計(jì)算，可以利用numpy模通過老師演示培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操

塊創(chuàng)建數(shù)組來(lái)實(shí)現(xiàn)。學(xué)生動(dòng)手操作能力，并且鍛

程序代碼如圖所示。作，提高動(dòng)手煉學(xué)生的語(yǔ)言組

生成數(shù)組最簡(jiǎn)單的方式就是使用array。函能力。小組交織能力和表達(dá)的

數(shù)，該函數(shù)可以將輸入的一組數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)組。流、分享能力。

輸入的這組數(shù)據(jù)可以是多種形式，例如數(shù)字、

字母、漢字等，數(shù)據(jù)間使用逗號(hào)分隔，一個(gè)數(shù)組中

的數(shù)據(jù)必須是同一種類型。

對(duì)一個(gè)數(shù)組使用數(shù)學(xué)運(yùn)算，實(shí)際上就是對(duì)數(shù)組

的每一個(gè)元素進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算。

例如：程序中的s**2,表示對(duì)s數(shù)組的每一個(gè)

元素進(jìn)行次方運(yùn)算。對(duì)兩個(gè)數(shù)組使用數(shù)學(xué)運(yùn)算，實(shí)

際上是對(duì)兩個(gè)數(shù)組對(duì)應(yīng)元素進(jìn)行運(yùn)算。

例如：程序中的t/s**2,表示t數(shù)組中的每一通過教師的講通過小組合作，

個(gè)元素與s數(shù)組中對(duì)應(yīng)的每個(gè)元素進(jìn)行運(yùn)算，程序解，以小組合加強(qiáng)學(xué)生組內(nèi)團(tuán)

運(yùn)行結(jié)果如圖所示。作的方式，開結(jié)、共同完成任

對(duì)比三次計(jì)算體重指數(shù)的運(yùn)行結(jié)果，可以發(fā)展探討交流，務(wù)

現(xiàn)，圖a和圖b是在Python環(huán)境中的運(yùn)行結(jié)果，完成任務(wù)。

保留的小數(shù)位數(shù)多；

圖c是在numpy模塊中的運(yùn)行結(jié)果，保留的小

數(shù)位數(shù)少。

兩種運(yùn)行環(huán)境對(duì)浮點(diǎn)數(shù)默認(rèn)的精度不同，所以

mimpy模塊保留的小數(shù)位數(shù)更少一些，這樣可以節(jié)

省內(nèi)存，加快運(yùn)算速度。

拓展練習(xí)學(xué)生小組間討培養(yǎng)學(xué)生組間合

同學(xué)們可以試試運(yùn)行下面代碼，看看效果。論，共同完成作能力，并且煉

溫馨提示任務(wù)。動(dòng)手能力

(1)zeros。函數(shù)創(chuàng)建數(shù)組元素全部為0的

數(shù)組；

(2)ones。函數(shù)創(chuàng)建數(shù)組元素全部為1的

數(shù)組；

(3)arange()函數(shù)創(chuàng)建等差數(shù)組，該函數(shù)和

之前學(xué)過的range。函數(shù)類似。

3.讀寫文本文件通過教師的講通過小組合作，

(1)建立基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表解，以小組合加強(qiáng)學(xué)生組內(nèi)團(tuán)

當(dāng)數(shù)據(jù)量比較大時(shí)，將數(shù)據(jù)依次錄入程序容易作的方式，開結(jié)、共同完成任

出錯(cuò)，且效率低。展探討交流務(wù)

因此，用文件宜接導(dǎo)入數(shù)據(jù)的方法更加準(zhǔn)確、

方便。

mimpy中可以直接導(dǎo)入文本文件。

例如：下表是歡歡班某一次分項(xiàng)目測(cè)試的成績(jī)

表。

首先將上表中的數(shù)據(jù)復(fù)制到記事本或?qū)懽职澹?/p>

保存為文本文件“分項(xiàng)目成績(jī)表”，如圖所示，用

來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)可以用空格、逗號(hào)等分隔符分隔。

(2)導(dǎo)入數(shù)據(jù)

從文件導(dǎo)入可以用loadtxt()函數(shù)。它能從文

本文件中讀取數(shù)據(jù)，并以數(shù)組的形式返回。

利用loadtxt()函數(shù)導(dǎo)入“分項(xiàng)目成績(jī)表”文通過老師演示培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操

件來(lái)計(jì)算總分，如圖所示。學(xué)生動(dòng)手操作能力，并且鍛

sum(l)表示對(duì)數(shù)組中的每一行進(jìn)行求和。作，提高動(dòng)手煉學(xué)生的語(yǔ)言組

如果要對(duì)數(shù)組中的每一列進(jìn)行求和可以用能力。小組交織能力和表達(dá)的

srnn(O)實(shí)現(xiàn)。程序運(yùn)行結(jié)果如圖所示。流、分享能力。

(3)導(dǎo)出數(shù)據(jù)

這樣的結(jié)果排列方式不便于查看每位同學(xué)的

總分，可以利用savetxt()函數(shù)將數(shù)組以指定的格

式保存成文本文件。

例如：savetxt("b.txt”,b,fmt='%.2f')表

不將數(shù)組b以兩位小數(shù)的形式保存到b.txt文件

中。修改上面的程序，代碼如圖所示。

程序運(yùn)行后得到的文本文件如圖所示。

4.組合數(shù)組

(1)水平組合數(shù)組

圖d中只有總分，沒有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，仍不方便查

看和對(duì)比，故需要將計(jì)算出的總分和前面的基礎(chǔ)數(shù)

據(jù)進(jìn)行合并。

將兩個(gè)文件中的數(shù)組合在一起，利用

hstackO函數(shù)可以實(shí)現(xiàn)。

hstackO函數(shù)可將兩個(gè)或者多個(gè)數(shù)組水平組

合起來(lái)形成一個(gè)新的數(shù)組，程序代碼如圖所示。通過老師演示培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操

運(yùn)行結(jié)果如圖所示。學(xué)生動(dòng)手操作能力，并且鍛

從程序運(yùn)行結(jié)果可以看出，數(shù)組a和數(shù)組b在作，提高動(dòng)手煉學(xué)生的語(yǔ)言組

水平方向首尾連接起來(lái)，形成了一個(gè)新的數(shù)組C,能力。小組交織能力和表達(dá)的

這就是數(shù)組的水平組合。流、分享能力。

(2)垂直組合數(shù)組

如果需要將兩個(gè)或多個(gè)數(shù)組垂直組合起來(lái)形

成一個(gè)新的數(shù)組可以利用vstack()函數(shù)。程序代

碼如圖所示。

運(yùn)行結(jié)果如圖所示。

需要注意的是，所有參加水平組合的數(shù)組行數(shù)

必須相同，所有參加垂直組合的數(shù)組列數(shù)必須相

同，否則程序會(huì)報(bào)錯(cuò)。

在計(jì)算總分的例題中，將基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和計(jì)算的總

分合并成一個(gè)文件可以按下圖修改程序。

運(yùn)行結(jié)果如圖所示。

練習(xí)

1.編寫程序，利用文件導(dǎo)入的方式來(lái)計(jì)算本班學(xué)生小組間討培養(yǎng)學(xué)生組間合

學(xué)生體質(zhì)健康水平測(cè)試各項(xiàng)目總分。論，共同完成作能力，并且煉

2.編寫程序?qū)⒂?jì)算的總分以文本文件的方式任務(wù)。動(dòng)手能力

保存

三、統(tǒng)計(jì)函數(shù)

除了前面學(xué)習(xí)過的sum()函數(shù)，rmmpy模塊還通過教師的講通過小組合作，

內(nèi)置了很多統(tǒng)計(jì)函數(shù)，如下表所示，這些函數(shù)的解，以小組合加強(qiáng)學(xué)生組內(nèi)團(tuán)

使用方法可參考sum()函數(shù)，根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選作的方式，開結(jié)、共同完成任

擇和使用。展探討交流務(wù)

例如：分項(xiàng)目測(cè)試成績(jī)表(如下表所示)

計(jì)算分項(xiàng)目測(cè)試成績(jī)表中各個(gè)項(xiàng)目的平均分，

程序代碼如圖所示。

mean(0)表示對(duì)數(shù)組中的每一列求平均值，

運(yùn)行結(jié)果如圖所示。

說一說學(xué)生小組間討鍛煉學(xué)生的語(yǔ)言

下表是“國(guó)家學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)”單項(xiàng)指標(biāo)與論，共同完成組織能力和表達(dá)

權(quán)重(八年級(jí))。任務(wù)。的能力。

將剛才計(jì)算的結(jié)果與這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，歡

歡，你能發(fā)現(xiàn)些什么呢？

體重指數(shù)、肺活量和50米跑這三個(gè)項(xiàng)目的成

績(jī)還不錯(cuò)，立定跳遠(yuǎn)和坐位體前屈兩個(gè)項(xiàng)目也屬于

良好。但女生1分鐘仰臥起坐和800米跑、男生引

體向上和1000米跑卻連權(quán)重的一半分值都沒達(dá)到，

附加分更是少得可憐。通過小組合作，

通過教師的講

這幾個(gè)項(xiàng)目從數(shù)據(jù)來(lái)看確實(shí)與標(biāo)準(zhǔn)存在差距。解，以小組合加強(qiáng)學(xué)生組內(nèi)團(tuán)

對(duì)于這些不夠理想的指標(biāo)，我們需要進(jìn)行有針作的方式，開結(jié)、共同完成任

展探討交流

對(duì)性的鍛煉。務(wù)

例如，長(zhǎng)跑差說明耐力素質(zhì)差，應(yīng)強(qiáng)化耐力

訓(xùn)練；引體向上差說明上肢力量差，應(yīng)強(qiáng)化力量訓(xùn)