项目 11 数据运算操作教案

序号：22章节名称项目11数据运算操作（二）教学课时2授课班级人工智能2501、2502授课时间授课地点教学目标知识目标掌握Pandas核心数据结构：Series（创建方法、index属性）与DataFrame（创建方法、columns属性）的定义及创建方式（数组、列表、字典）。掌握DataFrame的数据访问方法（列选择、行切片、loc/iloc）；理解缺失值处理（dropna()、fillna()、interpolate()）、重复值处理（drop_duplicates()）的函数用法。掌握数据统计函数（sum()、mean()、max()等）及describe()的应用。能力目标1.能创建Series和DataFrame存储结构化数据（如学生信息表、销售数据表），并通过属性获取数据基本信息（形状、类型等）。2.能访问指定数据、处理缺失/重复值，运用统计函数完成数据分析（如成绩平均分、最高分计算）。素质目标培养对科学数据的敏感性，能够根据问题选择合适的计算方法和工具。增强数学思维和分析能力，能够通过编程解决实际的科学计算问题。提高综合运用工具的能力，能够灵活使用不同的库和工具解决复杂问题。培养严谨的科学计算态度，确保计算结果的准确性和代码的高效性。教学内容主要内容Pandas基本操作-Series与DataFrame的创建：从数组、列表、字典创建，设置index（行标签）和columns（列标签）（如学生姓名、成绩列）。-常用属性：Series的values、dtype；DataFrame的columns、shape、describe()（统计摘要）。2.Pandas数据处理-数据访问：列选择（df['列名']）、行切片（df[0:3]）、条件索引（筛选成绩≥90的学生）、loc标签访问与iloc位置访问的区别。-数据清洗：缺失值处理（dropna删除、fillna填充、interpolate插值）；重复值处理（drop_duplicates保留/删除）。-数据统计：sum()、mean()、max()等函数的axis参数（列/行运算）；成绩统计案例（例1.5：总分、平均分计算）重点Series与DataFrame的创建及标签（index/columns）的设置。2.loc与iloc的区别；缺失值/重复值处理方法；统计函数的axis参数应用难点从字典创建DataFrame时数据对齐逻辑；多条件索引中逻辑运算符的使用。插值法（interpolate()）的参数对结果的影响教法改革教学方法讲授法、演示法、实操法、案例分析法教学手段多媒体教学、编程环境实操、任务驱动练习教学反思作业及学习评价表学习评价表评价内容自评同桌评师评能正确进行Series与DataFrame的创建能掌握数据常用属性的查看能掌握常用数据处理函数的使用能积极回答教师的提问能积极参与小组讨论评价指标A．优秀B.一般C.较差二、教学设计教学步骤教学内容与情境设计教师活动学生活动时间分配情境导入结合电商销售分析与班级成绩管理场景：如何结构化存储销售数据和成绩信息？如何筛选有效数据并统计关键指标？引出Pandas数据结构与处理的必要性？【课程思政】通过学习场景激发兴趣，培养探索精神引入场景、提问、明确目标思考问题，了解任务核心5分钟知识讲解1Pandas基本操作：讲解Series与DataFrame的创建：从数组、列表、字典创建，设置index（行标签）和columns（列标签）（如学生姓名、成绩列），演示学生信息表创建；介绍values、columns、describe()等属性的功能。PPT讲解、代码演示记录要点，观察演示15分钟知识讲解2讲解简单的数据访问：列选择（df['列名']）、行切片（df[0:3]）、条件索引（筛选成绩≥90的学生）、loc（标签访问）与iloc（位置访问）的区别。【课程思政】鼓励学生多尝试不同参数，培养其勇于探索的精神。PPT讲解、代码演示记录要点，观察演示15分钟实操演练练习：创建含5名学生信息的DataFrame（例1.4）；输出形状、列名及姓名列（任务巩固）。【课程思政】锻炼动手能力，体会理论应用于实践巡回指导，解决代码问题、函数调用问题编写代码，运行调试，记录遇到的问题15分钟知识讲解3数据处理与统计：讲解数据清洗：缺失值处理（dropna()删除、fillna()填充、interpolate()插值）；重复值处理（drop_duplicates()保留/删除）、统计函数的axis参数；演示成绩筛选、清洗与统计的实例。数据统计：sum()、mean()、max()等函数的axis参数（列/行运算）；成绩统计案例（例1.5：总分、平均分计算）【课程思政】培养逻辑思维，理解运算规则的重要性讲解算法模型，演示表达式计算编写代码，运行调试，记录遇到的问题10分钟实操演练练习：处理含缺失值的成绩表，计算各科平均分、学生总分及最高分（例1.5拓展）。【课程思政】培养学生的分析能力和耐心，在不断尝试中追求更好的结果。指导学生处理算法模型参数、函数导入等问题记录算法特点和评估方法，分析案例中分类结果的优劣，思考如何改进。15分钟总结与作业1.总结Pandas数据结构、访问方法