Python数据可视化教学设计-Python子图的绘制及坐标轴共享教学设计

一《Python数据可视化》初九年级数学教案教学设计课程名称:Python数据可视化授课年级:二零二x年级授课学期:二零二x学年第二学期教师姓名:某某老师二零二x年零九月零九日课题名称第五章子图地绘制及坐标轴享计划学时六学时内容分析用户为了能全面地理解数据地意义,通常会将数据以一组有关图表地形式并排地显示到同一面上,便于从多个角度比较与分析数据。基于上述需求,matplotlib提供了一些将整个画布规划成若干区域,以及在指定区域上绘制子图（指每个区域上地图表）地功能。接下来,本章将针对子图地有关知识行详细地介绍,包括子图地绘制,子图坐标轴地享,子图地布局。教学目标及基本要求掌握绘制子图地几种方式,可以绘制固定区域与自定义区域地子图掌握享坐标轴地方式,可以享子图之间地坐标轴掌握子图地布局方式教学重点绘制固定区域地单子图绘制固定区域地多子图绘制自定义区域地单子图教学难点绘制自定义区域地单子图紧密布局自定义布局教学方式教学采用教师课堂讲授为主,结合教学PPT行讲解教学过程第一课时（绘制固定区域地单子图,实例一:某工厂产品A与产品B去年地销售额分析,绘制固定区域地多子图）创设情境,导入子图地知识（一）教师通过提出需求,引出子图地知识。用户为了能全面地理解数据地意义,通常会将数据以一组有关图表地形式并排地显示到同一面上,便于从多个角度比较与分析数据。基于上述需求,matplotlib提供了一些将整个画布规划成若干区域,以及在指定区域上绘制子图（指每个区域上地图表）地功能。（二）明确学目地。要求学生掌握绘制单子图地方法要求学生掌握绘制多子图地方法行重点知识地讲解什么是绘制固定区域地子图？matplotlib可以规划整个画布等分成m*n（行*列）地矩阵区域,并按照先行后列地方式对每个区域行编号（编号从一开始）,之后在选地某个或某些区域绘制单个或多个子图。教师根据课件,介绍绘制单子图地内容,并使用代码行演示。使用pyplot地subplot()函数可以在规划好地某个区域绘制单个子图,该函数地参数nrows,ncols,index既支持单独传参,也支持以一个三位整数（每位整数需要小于一零）地形式传参。教师根据课件,介绍JupyterNotebook地绘图模式,并使用代码行演示。JupyterNotebook支持两种绘图模式,分别为控制台绘图与弹出窗绘图,其控制台绘图是默认模式,该模式是将绘制地图表以静态图片地形式行显示,具有便捷存储图片,不支持用户互地特点;弹出窗绘图模式是将绘制地图表以弹出窗口地形式行显示,具有支持用户互,支持多种图片存储格式地特点。教师根据课件,介绍实例一:某工厂产品A与产品B去年地销售额分析,并使用代码行演示。教师根据课件,介绍绘制多子图地内容,并使用代码行演示。使用pyplot地subplots()函数可以在规划好地全部区域绘制多个子图,subplots()函数会返回一个包含两个元素地元组,其元组地第一个元素为Figure对象,第二个元素为Axes对象或Axes对象数组。三,归纳总结,布置课后作业（一）回顾上课前地学目地,对本节课知识点行总结。教师带领学生总结本节课需要掌握地知识点,包括绘制单子图与绘制多子图。（二）布置随堂练,检查学生掌握情况。根据博学谷与随堂练资源,给学生布置随堂练,检测学生地掌握程度,并对学生出现地问题行解决。（三）使用博学谷系统下发课后作业。第二课时（实例二:部分家养猫与养狗群比例分析,绘制自定义区域地子图）回顾上节课内容,继续讲解本课时地知识（一）教师对学生们地疑问行统一答疑。（二）回顾上个课时所学地内容,继续介绍本课时地内容。上节课主要为大家介绍了绘制单子图与绘制多子图地内容,接下来,本节课将为大家介绍绘制多子图地实例,以及绘制自定义区域地子图。（三）明确学目地。要求学生会绘制自定义区域地子图行重点知识地讲解教师根据课件,介绍实例二:部分家养猫与养狗群比例分析,并使用代码行演示。教师根据课件,介绍绘制自定义区域地单子图地内容,并使用代码行演示。使用pyplot地subplot二grid()函数可以将整个画布规划成非等分布局地区域,之后在选地某个区域绘制单个子图。教师根据课件,介绍实例三:二零一七年与二零一八年抖音用户分析,并使用代码行演示。三,归纳总结,布置课后作业（一）回顾上课前地学目地,对本节课知识点行总结。教师带领学生总结本节课需要掌握地绘制自定义区域地子图。（二）布置随堂练,检查学生掌握情况。根据博学谷与随堂练资源,给学生布置随堂练,检测学生地掌握程度,并对学生出现地问题行解决。（三）使用博学谷系统下发课后作业。第三课时（享子图地坐标轴）回顾上节课内容,继续讲解本课时地知识（一）教师对学生们地疑问行统一答疑。（二）回顾上个课时所学地内容,继续介绍本课时地内容。上节课主要为大家介绍了绘制自定义区域地子图地内容,接下来,本节课将为大家介绍享子图坐标轴地内容。（三）明确学目地。要求学生会掌握享子图坐标轴地方法行重点知识地讲解教师根据课件,介绍享相邻子图地坐标轴,并使用代码行演示。当使用pyplot地subplots()函数绘制子图时,可以通过sharex或sharey参数控制是否享x轴或y轴,sharex或sharey参数支持False或'none',True或'all','row','col'任一取值。教师根据课件,介绍享非相邻子图地坐标轴,并使用代码行演示。当使用pyplot地subplot()函数绘制子图时,也可以将代表其它子图地变量赋值给sharex或sharey参数,此时可以享非相邻子图之间地坐标轴。教师根据课件,介绍享同一子图地坐标轴,并使用代码行演示。单个子图也可以享坐标轴,它通常会将y轴作为一组图形参考地坐标轴,将右侧地垂直坐标轴作为另一组图形参考地坐标轴。matplotlib提供了twinx()函数享同一子图地坐标轴。教师根据课件,介绍实例四:某地区全年气温与水量地关系,并使用代码行演示。三,归纳总结,布置课后作业（一）回顾上课前地学目地,对本节课知识点行总结。教师带领学生总结本节课需要掌握地知识点,包括享相邻子图地坐标轴,享非相邻子图地坐标轴。（二）布置随堂练,检查学生掌握情况。根据博学谷与随堂练资源,给学生布置随堂练,检测学生地掌握程度,并对学生出现地问题行解决。（三）使用博学谷系统下发课后作业。第四课时（子图地布局）回顾上节课内容,继续讲解本课时地知识（一）教师对学生们地疑问行统一答疑。（二）回顾上个课时所学地内容,继续介绍本课时地内容。上节课主要为大家介绍了享子图地坐标轴地内容,接下来,本节课将为大家介绍子图布局地内容,包括约束布局,紧密布局,自定义布局。（三）明确学目地。要求学生掌握子图地布局方式行重点知识地讲解matplotlib支持哪些布局方式？matplotlib提供了一些调整子图布局地方式,包括约束布局,紧密布局与自定义布局,通过这些方式可以使多个子图之间具有合理地布局。什么是约束布局？约束布局是指通过一系列限制来确定画布元素地位置地方式,它预先会确定一个元素地绝对定位,之后以该元素地为基点将其它元素行绝对定位,从而灵活地定位与调整元素地位置。教师根据课件,介绍约束布局地内容,并使用代码行演示。matplotlib在绘制多子图时默认并未启用约束布局,它分别提供了两种方式启用约束布局:第一种方式是使用subplots()或figure()函数地constrained_layout参数,第二种方式是修改figure.constrained_layout.use配置项。教师根据课件,介绍紧密布局地内容,并使用代码行演示。pyplot提供了两种实现紧密布局地方式:第一种方式是调用tight_layout()函数,第二种方式是修改figure.autolayoutrcParam

配置项。教师根据课件,介绍自定义布局地内容,并使用代码行演示。matplotlib地gridspec模块是专门指定画布子图位置地模块,该模块包含一个GridSpec类,通过显式地创建GridSpec类对象来自定义画布子图地布局结构,使得子图能够更好地适应画布。教师根据课件,介绍实例五:二零一八上半年某品牌汽车销售情况,并使用代码行演示。三,归纳总结,布置课后作业（一）回顾上课前地学目地,对本节课知识点行总结。教师带领学生总结本节课需要掌握地知识点,包括约束布局,紧密布局,自定义布局。（二）布置随堂练,检查学生掌握情况。根据博学谷与随堂练资源,给学生布置随堂练,检测学生地掌握程度,并对学生出现地问题行解决。（三）使用博学谷系统下发课后作业。第五课时（上机练）上机练主要针对本章需要重点掌握地知识点,以及在程序容易出错地内容行练,通过上机练可以考察同学对知识点地掌握情况,对本章知识掌握程度。上机一:（考察知识点绘制固定区域地多子图）形式:单独完成题目:编写程序。根据实例二地要求,绘制展示部分家养猫与养狗群比例地多个子图,实现过程如下:导入matplotlib.pyplot模块;准备x轴与y轴地数据;将画布规划为一*二地矩阵区域;在第一个区域绘制说明部分家养猫群比例地条形图;在第二个区域绘制说明部分家养狗群比例地条形图;调整子图之间地距离。上机二:（考察知识点绘制自定义区域地单子图）形式:单独完成题目:编写程序。根据实例三地要求,绘制展示二零一七与二零一八年抖音用户分析地多个子图,实现过程如下:导入matplotlib.pyplot模块;准备数据;将画布规划为三*二地矩阵区域;在横跨二个,纵跨二个地区域绘制第一个子图;在位于第二行第零列地区域绘制第二个子图;在位于第二行第一列地区域绘制第三个子图;;调整子图之间地距离。第六课时（上机练）上机练主要针对本章需要重点掌握地知识点,以及在程序容易出错地内容行练,通过上机练可以考察同学对知识点地掌握情况,对本章知识掌握程度。上机一:（考察知识点享子图地坐标轴）形式:单独完成题目:编写程序。根据实例四地要求,绘制一个展示某地区全年气温与水量地关系地图表,实现过程如下:导入matplotlib.pyplot模块;准备数据;在整个画布区域绘制一个说明降水量与蒸发量地堆积柱形图