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(xué)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(xué)同步《信息技術(shù)數(shù)據(jù)管理與分析》(教案）（人教-中圖版2019）主備人備課成員課程基本信息1.課程名稱：《信息技術(shù)數(shù)據(jù)管理與分析》

2.教學(xué)年級和班級：高中一年級（1）班

3.授課時間：2022年10月15日

4.教學(xué)時數(shù)：1課時

本節(jié)課主要內(nèi)容為第二章需求分析與數(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，旨在幫助學(xué)生理解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化的重要性，掌握數(shù)據(jù)清洗的基本方法和技巧，提高數(shù)據(jù)處理能力。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)主要包括信息素養(yǎng)和數(shù)據(jù)分析能力。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生將能夠理解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化的概念，培養(yǎng)良好的信息組織與處理能力，提高信息素養(yǎng)；同時，學(xué)生將掌握數(shù)據(jù)清洗的基本方法，提升對數(shù)據(jù)的敏感度和處理能力，增強(qiáng)數(shù)據(jù)分析與解決問題的能力，為未來的學(xué)習(xí)和生活奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識：

-學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了信息技術(shù)的基本概念和基礎(chǔ)操作。

-學(xué)生對數(shù)據(jù)的初步認(rèn)識，包括數(shù)據(jù)的收集、整理和表示方法。

-學(xué)生具備了一定的Excel操作技能，如數(shù)據(jù)錄入、基本公式運(yùn)用等。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：

-學(xué)生對信息技術(shù)和數(shù)據(jù)分析有一定的興趣，尤其是對實(shí)際案例的應(yīng)用感興趣。

-學(xué)生具備一定的邏輯思維能力和動手操作能力，能夠跟隨教學(xué)步驟進(jìn)行操作實(shí)踐。

-學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格多樣，有的喜歡自主學(xué)習(xí)，有的偏好合作學(xué)習(xí)，還有的喜歡通過實(shí)例來理解抽象概念。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：

-數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化和數(shù)據(jù)清洗的概念較為抽象，學(xué)生可能難以理解。

-學(xué)生可能在處理大量數(shù)據(jù)時感到繁瑣，對數(shù)據(jù)清洗的方法和技巧掌握不足。

-部分學(xué)生可能在Excel操作中遇到困難，需要額外的指導(dǎo)和練習(xí)來提高操作熟練度。學(xué)具準(zhǔn)備多媒體課型新授課教法學(xué)法講授法課時第一課時師生互動設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)資源-軟硬件資源：教室內(nèi)的計(jì)算機(jī)、投影儀、音響設(shè)備

-課程平臺：學(xué)校指定的教學(xué)管理系統(tǒng)

-信息化資源：《信息技術(shù)數(shù)據(jù)管理與分析》教材、教學(xué)PPT、案例分析材料

-教學(xué)手段：小組討論、案例分析、實(shí)操練習(xí)、課堂講解教學(xué)流程1.導(dǎo)入新課（用時5分鐘）

-利用上節(jié)課學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)整理知識，提問學(xué)生：“我們在整理數(shù)據(jù)時可能會遇到哪些問題？”

-引導(dǎo)學(xué)生思考數(shù)據(jù)在整理過程中的雜亂無章現(xiàn)象，從而引入本節(jié)課的主題“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化與數(shù)據(jù)清洗”。

-展示一個實(shí)際案例，比如一個包含錯誤和不完整數(shù)據(jù)的Excel表格，讓學(xué)生直觀感受數(shù)據(jù)清洗的必要性。

2.新課講授（用時15分鐘）

-講解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化的概念，通過實(shí)例展示數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化的重要性，例如對比結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的查詢效率。

-詳細(xì)介紹數(shù)據(jù)清洗的定義和目的，通過幾個具體的數(shù)據(jù)清洗步驟（如去除重復(fù)項(xiàng)、修正錯誤、填補(bǔ)缺失值）進(jìn)行講解。

-結(jié)合教材內(nèi)容，演示如何在Excel中執(zhí)行數(shù)據(jù)清洗的基本操作，包括使用條件格式、查找替換功能等。

3.實(shí)踐活動（用時10分鐘）

-分發(fā)含有錯誤數(shù)據(jù)的Excel表格，要求學(xué)生按照課堂講解的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗。

-設(shè)置一個數(shù)據(jù)清洗任務(wù)，要求學(xué)生獨(dú)立完成，如刪除重復(fù)的記錄、糾正錯誤的格式等。

-提供一個數(shù)據(jù)集，讓學(xué)生嘗試進(jìn)行簡單的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化操作，如將文本數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為日期格式。

4.學(xué)生小組討論（用時10分鐘）

-討論數(shù)據(jù)清洗過程中可能遇到的問題，如如何快速識別和修正錯誤數(shù)據(jù)。

-分享各自在數(shù)據(jù)清洗過程中發(fā)現(xiàn)的有效方法，例如使用Excel的“數(shù)據(jù)驗(yàn)證”功能來限制數(shù)據(jù)輸入。

-探討數(shù)據(jù)清洗對后續(xù)數(shù)據(jù)分析的影響，例如清洗后的數(shù)據(jù)如何更好地支持決策制定。

5.總結(jié)回顧（用時5分鐘）

-回顧本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化和數(shù)據(jù)清洗在數(shù)據(jù)處理中的重要性。

-通過一個簡短的小測驗(yàn)來檢驗(yàn)學(xué)生對數(shù)據(jù)清洗方法的掌握情況。

-鼓勵學(xué)生將所學(xué)知識應(yīng)用到實(shí)際生活中，例如在家庭財(cái)務(wù)管理、學(xué)習(xí)進(jìn)度跟蹤中運(yùn)用數(shù)據(jù)清洗技巧。教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法：介紹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（如數(shù)組、鏈表、棧、隊(duì)列、樹、圖等）和常見算法（如排序、查找、遞歸等），這些是數(shù)據(jù)清洗和理解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化的基礎(chǔ)。

-數(shù)據(jù)分析工具：介紹除了Excel之外的數(shù)據(jù)分析工具，如Python的Pandas庫、R語言等，這些工具在數(shù)據(jù)處理和清洗方面具有強(qiáng)大的功能。

-數(shù)據(jù)可視化：介紹數(shù)據(jù)可視化工具和技巧，如使用Excel的圖表功能、Python的Matplotlib庫等，幫助學(xué)生更好地理解和展示數(shù)據(jù)。

-實(shí)際案例分析：提供一些真實(shí)世界的數(shù)據(jù)清洗案例，讓學(xué)生了解數(shù)據(jù)清洗在實(shí)際工作中的應(yīng)用和挑戰(zhàn)。

-數(shù)據(jù)隱私與安全：介紹數(shù)據(jù)隱私和安全的重要性，以及在進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗時如何保護(hù)敏感信息。

2.拓展建議：

-閱讀拓展：建議學(xué)生閱讀相關(guān)的書籍和學(xué)術(shù)論文，如《Python數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)教程》、《數(shù)據(jù)科學(xué)入門》等，以加深對數(shù)據(jù)管理和分析的理解。

-實(shí)踐操作：鼓勵學(xué)生通過在線平臺（如Kaggle、DataCamp等）參與實(shí)際的數(shù)據(jù)分析項(xiàng)目，將理論知識應(yīng)用到實(shí)踐中。

-學(xué)術(shù)活動：建議學(xué)生參加學(xué)校或社區(qū)的數(shù)據(jù)科學(xué)俱樂部，參與討論和分享會，與同齡人交流學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)。

-專業(yè)軟件學(xué)習(xí)：推薦學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)的數(shù)據(jù)分析軟件，如SPSS、SAS等，這些軟件在數(shù)據(jù)處理和分析方面具有豐富的功能。

-案例研究：鼓勵學(xué)生選擇一個感興趣的行業(yè)或領(lǐng)域，研究該領(lǐng)域的數(shù)據(jù)清洗和分析案例，撰寫研究報(bào)告。

-安全意識培養(yǎng)：提醒學(xué)生在處理數(shù)據(jù)時注意個人隱私和數(shù)據(jù)安全，學(xué)習(xí)相關(guān)的法律法規(guī)，了解如何在遵守法律的前提下進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗。典型例題講解例題1：數(shù)據(jù)清洗

-題目：給定一個包含銷售數(shù)據(jù)的Excel表格，其中部分日期數(shù)據(jù)格式錯誤（應(yīng)為YYYY-MM-DD格式），請使用Excel工具將這些日期格式修正為正確的格式。

-解答：使用Excel的“查找和選擇”功能，選擇所有日期格式的數(shù)據(jù)，然后右鍵選擇“格式單元格”，將格式設(shè)置為“日期”，并選擇正確的日期格式。

例題2：去除重復(fù)項(xiàng)

-題目：在Excel表格中，有一列客戶ID，其中包含多個重復(fù)值。請使用Excel的“數(shù)據(jù)工具”刪除這些重復(fù)項(xiàng)。

-解答：選中包含客戶ID的列，點(diǎn)擊“數(shù)據(jù)”選項(xiàng)卡中的“刪除重復(fù)項(xiàng)”按鈕，按照提示操作，保留唯一值，刪除重復(fù)項(xiàng)。

例題3：數(shù)據(jù)驗(yàn)證

-題目：為了確保數(shù)據(jù)輸入的準(zhǔn)確性，需要設(shè)置數(shù)據(jù)驗(yàn)證規(guī)則。對于“訂單金額”列，要求輸入的金額必須大于0且小于10000。

-解答：選中“訂單金額”列，點(diǎn)擊“數(shù)據(jù)”選項(xiàng)卡中的“數(shù)據(jù)驗(yàn)證”，設(shè)置允許輸入的數(shù)據(jù)類型為“整數(shù)”，并設(shè)置“數(shù)據(jù)”為“介于”，最小值為1，最大值為10000。

例題4：缺失值處理

-題目：在Excel表格中，某些行的“產(chǎn)品名稱”列數(shù)據(jù)缺失。請使用Excel填充功能，根據(jù)上下文推斷并填充缺失的產(chǎn)品名稱。

-解答：選中缺失產(chǎn)品名稱的單元格，使用Excel的“快速填充”功能，根據(jù)周圍的單元格內(nèi)容自動填充缺失的數(shù)據(jù)。

例題5：數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

-題目：在Excel中，有一列數(shù)據(jù)為產(chǎn)品編碼，格式為“AB-12345”，需要將編碼中的數(shù)字部分提取出來，并轉(zhuǎn)換為數(shù)值型數(shù)據(jù)。

-解答：在新的單元格中使用公式“=MID(A1,4,5)”，將提取出的數(shù)字部分轉(zhuǎn)換為數(shù)值型數(shù)據(jù)，可以使用“VALUE”函數(shù)或直接格式轉(zhuǎn)換。板書設(shè)計(jì)①數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化

-重點(diǎn)知識點(diǎn)：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化的定義、目的和重要性

-重點(diǎn)詞：結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化、數(shù)據(jù)質(zhì)量

-重點(diǎn)句：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化是提高數(shù)據(jù)質(zhì)量和分析效率的關(guān)鍵步驟。

②數(shù)據(jù)清洗

-重點(diǎn)知識點(diǎn)：數(shù)據(jù)清洗的概念、方法和步驟

-重點(diǎn)詞：清洗、去重、修正、填充

-重點(diǎn)句：數(shù)據(jù)清洗旨在確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和一致性，為數(shù)據(jù)分析奠定基礎(chǔ)。

③數(shù)據(jù)清洗工具與技巧

-重點(diǎn)知識點(diǎn)：Excel中的數(shù)據(jù)清洗工具和技巧

-重點(diǎn)詞：查找和選擇、數(shù)據(jù)驗(yàn)證、快速填充

-重點(diǎn)句：掌握Excel中的數(shù)據(jù)清洗工具和技巧，可以高效地進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理。反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.引入實(shí)際案例：在教學(xué)過程中，我嘗試引入實(shí)際的數(shù)據(jù)清洗案例，讓學(xué)生能夠直觀地理解數(shù)據(jù)清洗的重要性和實(shí)際應(yīng)用。

2.互動式教學(xué)：我鼓勵學(xué)生在課堂上積極提問和參與討論，通過小組合作的方式，讓學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)習(xí)和解決問題。

（二）存在主要問題

1.學(xué)生參與度不均：在小組討論環(huán)節(jié)，我發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生參與度較高，而另一部分學(xué)生則較為被動，這可能影響了整體的學(xué)習(xí)效果。

2.教學(xué)評價方式單一：目前，我對學(xué)生的評價主要依賴于課堂表現(xiàn)和期末考試，這種方式可能無法全面反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

3.校企合作不足：雖然課程內(nèi)容與實(shí)際工作緊密相關(guān)，但缺乏與企業(yè)的深度合作，導(dǎo)致學(xué)生難以接觸到行業(yè)內(nèi)的最新技術(shù)和應(yīng)用。

（三）改進(jìn)措施

1.提高學(xué)生參與度：我將調(diào)整課堂活動設(shè)計(jì)，確保每個學(xué)生都有機(jī)會參與到討論和實(shí)踐活動中