数据可视化的启蒙：从数据到洞察-《制作饼图》教学设计（初中信息技术·七年级上册）

数据可视化的启蒙：从数据到洞察——《制作饼图》教学设计（初中信息技术·七年级上册）一、教学内容分析

本节课源于《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》“数据与编码”模块，是学生从单纯的数据处理迈向初步数据分析与可视化表达的关键节点。在知识技能图谱上，学生此前已学习了数据的收集与简单整理，本课的核心在于引导学生理解数据的内在关系（部分与整体的占比），并掌握利用图表工具将抽象数字转化为直观图形的技能，这为后续学习其他图表类型及初步的数据分析思维奠定了方法论基础。过程方法上，本课强调“基于真实问题选择合适工具”的数字化学习与创新流程，通过“明确问题处理数据选择图表制作呈现分析表达”的实践路径，让学生亲历一次完整的数据可视化项目雏形。素养价值渗透方面，制作饼图不仅是技术操作，更是培养学生用数据说话的意识、严谨的信息表达态度以及初步的信息社会责任的载体。通过图表制作，学生能更深刻地体会到，技术是服务于清晰、准确、有效表达观点的工具，在信息纷繁复杂的时代，这是一种重要的现代公民素养。

从学情诊断来看，七年级学生已具备基本的计算机操作能力和简单的表格处理经验，对图形化信息有天生的亲近感，这是教学的有利基础。然而，潜在的认知障碍可能在于：第一，对“何种数据适合用饼图表示”这一核心原则理解模糊，容易滥用；第二，在操作中可能只关注图形生成步骤，而忽视数据源、图表元素（如图例、数据标签）与最终表达意图之间的逻辑关联。对此，教学调适策略是：在课堂中设置“图表诊断”环节，通过正反案例辨析，动态评估学生对图表适用性的理解；设计分层任务单，为操作熟练度不同的学生提供从“步骤引导”到“创意挑战”的支架；在小组合作中，通过角色分配（如数据核对员、图表设计师、汇报员），让不同特长的学生都能深度参与，教师巡回指导时重点观察并点拨那些在数据映射关系上存在困惑的学生。二、教学目标

知识目标：学生能够阐述饼图的核心功能是展示部分与整体的比例关系，并辨析其适用场景；能准确指认并说出饼图的主要构成元素（图表区、数据系列、图例、数据标签）；系统掌握在常用软件（如表格或Excel）中，从数据表到生成、美化一张规范饼图的操作流程与关键参数设置。

能力目标：学生能够根据一个给定的、与学习或生活相关的简单数据集，独立判断并选择使用饼图进行呈现；能够熟练操作软件，将数据准确转化为格式规范、标注清晰的饼图；初步尝试对自制图表进行口头描述，说出图表反映的主要数据事实。

情感态度与价值观目标：学生在亲历“数据变图表”的过程中，体验信息可视化的魅力与效率，激发利用信息技术工具优化表达的兴趣；在图表美化与规范性的探讨中，初步形成严谨、求真、注重美感的信息表达态度。

科学（学科）思维目标：发展计算思维中的数据抽象与可视化建模思想，即能够将现实问题中的数量关系抽象为数据模型，并进一步转化为直观的图形模型；培养基于证据（数据）进行表达与说明的理性思维习惯。

评价与元认知目标：引导学生依据清晰的标准（如数据准确性、图表规范性、美观度）对个人或同伴的图表作品进行初步评价；在任务完成后，能回顾并简述制作饼图的关键步骤与决策点（如为何添加数据标签），反思“如果重做一次，我会在何处改进”。三、教学重点与难点

教学重点：饼图的制作流程及核心参数设置。其确立依据在于，这是将课标中“利用数字工具呈现数据”的要求转化为可执行、可评估的学生行为的关键技能节点，是后续所有数据图表学习乃至数据分析应用的基础操作能力。从学科能力立意的角度看，熟练、规范地生成图表是信息处理能力的最直观体现，也是学业评价中的常见考查点。

教学难点：一是数据系列与图表元素的准确对应及逻辑理解，二是根据表达需求合理选择并应用饼图。难点成因在于，前者涉及对软件操作背后数据关联逻辑的抽象理解，学生容易陷入“只会点按钮，不知其所以然”的误区；后者则需要学生超越单纯的操作模仿，进行情境化的分析判断，这需要将知识进行迁移应用，对七年级学生的认知水平构成一定挑战。突破方向在于，通过“分解演示关联”教学法，将操作步骤与数据变化可视化同步展示，并通过对比不同图表类型的效果，强化选择依据。四、教学准备清单1.教师准备1.1媒体与教具：交互式多媒体教学系统、教学课件（含饼图适用场景正反例、分步操作微视频）、表格软件。1.2学习资源：分层学习任务单（基础版/进阶版）、班级学生兴趣爱好调查原始数据表（提前简单整理）、图表评价量规表。2.学生准备2.1知识与经验：复习单元格数据录入与简单计算，预习教材中关于图表类型介绍部分。2.2课堂环境：计算机教室，学生机预装相关软件，座位按4人异质小组排列，便于合作与讨论。五、教学过程第一、导入环节

1.情境创设与冲突引发：“同学们，上周我们进行的‘班级周末活动意向调查’结果已经初步统计好了。（屏幕上呈现一张仅含活动项目和人数的原始表格）。大家能一眼看出最受欢迎的活动是什么吗？感觉有点费劲对吧？别急，老师这里还有一个‘魔法版’。（点击切换为根据同一数据生成的彩色饼图）。现在，感觉如何？”

1.1核心问题提出：“是什么让这堆数字瞬间变得一目了然？这张‘图’是怎么从那张‘表’变出来的？今天，我们就来解锁这个让数据‘开口说话’的神奇技能——制作饼图。”

1.2路径明晰与旧知唤醒：“我们的探索路线是：先搞清楚饼图最适合‘讲述’哪类数据故事，然后亲手将调查数据变成饼图，最后还要学着如何把它‘打扮’得更清晰、更专业。请大家回忆一下，在表格软件中，数据是存放在哪里面的？（等待学生回答：单元格、行、列）对，这些就是我们施展‘魔法’的原料仓库。”第二、新授环节

任务一：初识饼图——辨场景，明特征

教师活动：首先，展示多个生活实例：班级男生女生比例、家庭月度支出构成、一款手机App功能喜好度调查。引导学生观察这些数据的共同点：“大家看，这些例子中的数据，都在说明一个什么问题？”（都在表达“整体中各个部分所占的份量”）。接着，抛出反例：展示某同学连续五天的跑步里程数。“这些数据能用饼图表示吗？为什么？如果你觉得不合适，你觉得用什么图更好？”通过对比，引导学生自主归纳饼图的本质特征：适用于显示一个整体中各个组成部分的比例关系。

学生活动：观察教师提供的实例，积极思考并回答教师的提问。在小组内讨论正反案例，尝试用自己的语言总结“什么时候该用饼图”。记录关键结论：饼图看比例。

即时评价标准：1.能否从实例中准确概括出数据的“整体部分”关系。2.在反例讨论中，能否提出合理的反对理由及替代图表建议（如用柱形图表示趋势）。3.小组讨论时，成员间能否倾听并补充观点。

形成知识、思维、方法清单：★饼图的本质与适用场景：饼图是一种用于显示一个数据系列中各项大小与各项总和比例的图表。其核心应用场景是展示数据的构成比例，当需要强调某个部分在整体中的占比时尤为有效。▲图表类型选择意识：选择图表类型的首要原则是“根据数据关系和表达目的”，这是数据可视化思维的起点。教学提示：此处不必穷尽所有图表，但要点明选择的必要性。

任务二：解剖饼图——识元素，理对应

教师活动：在大屏幕上展示一张标准的饼图，用光标指示不同的部分：“这张图由哪些‘零件’组成？这个扇形块代表什么？（数据系列）旁边的彩色方块和文字呢？（图例）扇形块上的百分比数字呢？（数据标签）”。重点演示“数据源”与“图表”的联动关系：在后台数据表中修改某个数值，饼图中对应扇形的大小和标签百分比实时变化。“看，图表不是‘死’的图片，它和你的数据是‘活的链接’！这就是为什么我们总说，作图前要先确保数据准确。”

学生活动：跟随教师的指示辨认图表元素，并说出其名称。仔细观察数据修改与图表变化的动态过程，理解数据与图形的映射关系。完成学习任务单上的“连连看”练习，将图表元素名称与其功能描述连接起来。

即时评价标准：1.能否准确说出饼图主要元素（图表区、数据系列、图例、数据标签）的名称。2.能否理解数据变化驱动图表变化的动态关联原理。3.练习完成的准确率。

形成知识、思维、方法清单：★饼图的核心元素：数据系列：对应图表中的各个扇形。图例：说明不同颜色扇形所代表的数据项。数据标签：可在扇形上或旁边显示类别名称、值或百分比，是让图表“不言自明”的关键。★数据图形的动态映射：图表是基于数据源动态生成的，数据源的任何更改都会反映在图表上。这一理解是避免将图表当作静态图片进行错误编辑的基础。

任务三：动手创建——跟步骤，建模型

教师活动：“现在，我们就要用班级的调查数据，亲手创造第一个饼图了。请大家打开共享文件夹里的数据文件。”采用“我演示一步，大家操作一步”的引导模式。关键步骤包括：1.选择数据区域（强调要包含项目名称和人数两列）。“选数据就像厨师备菜，菜备错了，后面全白搭。”2.找到“插入”选项卡下的“饼图”按钮，选择第一种样式。3.图表初步生成后，提问：“现在这个图缺了点什么？我们怎样才能知道哪个颜色代表哪个活动？”引出下一步添加图例和数据标签。操作时，慢速演示，并走到学生中间巡视，对操作困难的学生进行个别指导。

学生活动：根据教师的指令和屏幕演示，同步在自己的计算机上操作。遇到问题时，先尝试查看教材步骤图或询问组内同学，再举手请教老师。成功生成初步饼图后，记录下关键的操作顺序。

即时评价标准：1.数据区域选择是否准确、完整。2.能否在软件界面中找到正确的图表插入路径。3.能否跟随指导，基本完成饼图的初步生成。

形成知识、思维、方法清单：★饼图制作核心四步法：选数据→插图表→添元素（图例、数据标签）→调样式。这是通用的技术操作流程。▲“选择数据”是关键前提：必须确保所选区域包含构成图表所需的全部行、列数据，且类别与数值对应正确。常见错误是只选了数值列而漏了类别列。

任务四：美化与优化——会调整，达规范

教师活动：展示两个饼图：一个颜色相近、标签重叠、标题模糊；另一个颜色对比鲜明、标签清晰、标题明确。“大家觉得哪个图表达效果更好？好在哪里？”引导学生关注图表的美观性与专业性。然后，分组布置小挑战：请各小组尝试解决“如何修改图表标题？”、“如何调整扇形颜色？”、“如果数据标签重叠了怎么分开？”等问题。教师提供“图表工具”设计选项卡的探索指引，鼓励学生自主尝试。最后，集中讲解关键的美化技巧，并强调“美化是为了更清晰地表达，不是为了花哨”。

学生活动：对比观察两个图表，发表自己的看法。以小组为单位，接收挑战任务，通过点击右键菜单、探索“图表工具”选项卡等方式，尝试完成图表的美化调整。将探索到的技巧在组内分享。欣赏其他小组的优化成果。

即时评价标准：1.能否识别出图表在清晰表达上存在的问题。2.小组能否通过合作探索，找到至少一种美化调整的方法（如修改标题、调整颜色）。3.美化调整是否以提升图表可读性为主要目的。

形成知识、思维、方法清单：★图表美化的基本原则：清晰第一：确保数据标签清晰可读，图例明了。颜色辅助：使用对比色区分不同扇形，同系列数据色调可统一。标题点睛：图表标题应直接反映图表内容。▲“图表元素”格式设置：在图表上右键点击任何元素（如数据系列、图例），或使用“图表工具”菜单，都可以找到详细的格式设置选项（填充、边框、效果等），这是进行深度定制的入口。

任务五：迁移与判断——再选择，固思维

教师活动：呈现两个新的简单数据集：A.某书店一周内各类图书的销量册数。B.某城市一年12个月的月平均气温。提问：“这两个数据集，哪个更适合用今天学的饼图来表示？为什么？不适合的那个，如果用饼图会有什么滑稽的效果？”组织小组快速讨论并汇报。此任务旨在将课堂初始建立的“图表选择意识”在新知学习后进行再次强化和闭环验证。

学生活动：分析两个数据集的性质，应用“饼图看比例”的原则进行判断。小组内讨论并形成一致意见，选派代表简要说明理由。通过此活动，巩固对饼图适用场景的深度理解。

即时评价标准：1.能否正确判断数据集A（构成比例）适合饼图，数据集B（趋势变化）不适合。2.阐述理由时，是否能准确运用本节课所学的核心概念（整体与部分、比例关系）。3.能否想象或描述对数据集B使用饼图会导致的问题（无法体现温度随时间变化的趋势）。

形成知识、思维、方法清单：★图表选型的巩固性判断：在掌握具体图表制作技能后，必须回头再次强化“按需选图”的思维，这是将技能升华为素养的关键一步。▲常见误区警示：饼图不适用于表示趋势（如随时间变化）、比较多个不同类别数据的独立大小（除非是多个饼图并列）或数据项过多（会导致扇形过于细碎）的场景。第三、当堂巩固训练

设计分层、变式的实操训练体系。基础层：提供一份清晰的“我校课后服务社团报名人数统计表”，要求学生独立完成一张包含数据标签和合适标题的饼图。综合层：提供一份“家庭一周垃圾分类统计表”（包含可回收物、厨余垃圾、有害垃圾、其他垃圾的重量），要求制作饼图，并尝试将“厨余垃圾”扇形从饼图中分离（爆炸式饼图）以强调，并撰写一句从图表中得出的结论。挑战层：提供本班上次单元测试各分数段人数分布数据，要求学生不仅制作饼图，还需设计一个简短的“数据分析报告”幻灯片页面，将饼图插入，并配上几句话的文字分析。反馈机制：学生完成后，首先在小组内依据评价量规进行互评；教师随后选取基础层、综合层的典型作品（包括一份有常见错误的）进行投屏讲评，让学生指出优点与可改进之处；挑战层的作品鼓励学生自愿展示，教师给予点评和激励。第四、课堂小结

引导学生进行结构化总结与元认知反思。知识整合：“请大家在纸上或心里画一个思维导图，中心词是‘饼图’，想想我们可以延伸出哪些分支？（适用场景、制作步骤、元素构成、美化要点）”。邀请几位学生分享他们的梳理结果。方法提炼：“回顾今天，我们从一堆数字到一张彩图，经历了怎样的思考过程？（分析数据关系→选择合适工具→执行操作→优化表达）。这个‘从数据到洞察’的过程，可以应用到很多地方。”作业布置：公布分层作业：1.基础性作业（必做）：完成教材配套练习，为一份给定数据制作规范饼图。2.拓展性作业（推荐）：寻找一个自己感兴趣的主题（如个人零花钱用途、每日时间分配），收集或构想数据，制作一张个性化的饼图，并准备下节课用1分钟介绍。3.探究性作业（选做）：在软件中探索“复合饼图”或“条形图”的插入方法，尝试比较它们与普通饼图在表达效果上的不同。六、作业设计

基础性作业：全体学生必做，旨在巩固最核心的操作技能。内容是教材课后实践题，提供一份关于“班级同学上学常用交通方式”的规范数据表，要求学生严格按照课堂学习的“四步法”，生成一张带有百分比数据标签和规范标题的饼图，并保存提交。此作业强调操作的准确性与规范性。

拓展性作业：大多数学生可完成，设计为情境化的微型项目。要求学生自选一个与个人学习或生活密切相关的主题（如“我最喜爱学科的时间投入占比”、“一周家庭零食消费种类构成”等），自主设计并收集简单数据，整理成表格，进而制作一张个性化的饼图。鼓励他们对图表进行适当的美化，并附上一段简短的文字，说明图表反映了什么情况。此作业侧重于知识的迁移应用与个性化表达。

探究性/创造性作业：为学有余力的学生设计，强调开放与深度探究。提供一份稍复杂的数据集（例如，包含近三年班级近视人数及占比的数据），挑战学生：1.思考用单个饼图还是多个饼图对比更能有效表达？2.尝试将数据用饼图呈现后，再尝试用学过的柱形图呈现，对比两种图表在表达此数据时的优势与劣势，用几句话写下你的思考。此作业旨在引导学生初步接触图表选型的深度思考和批判性分析。七、本节知识清单及拓展

★1.饼图的定义与本质：饼图是一种圆形统计图表，通过将一个圆分割成若干个扇形来显示一个数据系列中各项的大小与各项总和的比例。其核心是可视化地表达“部分”与“整体”的关系。

★2.饼图的核心适用场景：当需要展示单一数据系列中各个分类的构成比例，且分类数量不宜过多（通常建议不超过7项）时，最适合使用饼图。例如：市场份额、家庭支出构成、投票结果分布。

★3.饼图的主要构成元素：数据系列（各扇形）、图例（说明扇形颜色与数据项的对应关系）、数据标签（可显示类别、值或百分比，是提升图表可读性的关键）、图表标题。

★4.制作饼图的通用四步流程：①选择数据区域（须包含类别和数值）→②插入饼图（在“插入”选项卡中选择图表类型）→③添加图表元素（通过“图表元素”按钮或右键菜单添加图例、数据标签等）→④设置图表格式（调整颜色、标题、样式等以优化视觉效果）。

▲5.数据源与图表的动态关联：在电子表格软件中生成的图表与原始数据是动态链接的。修改数据源中的数值，图表会自动更新。这意味着图表是“活”的视图，而非静态图片。

★6.“选择数据”的常见误区：制作前务必确保所选区域正确。常见错误是只选择了数值列而遗漏了旁边的类别名称列，导致生成的图表无法识别各类别。

★7.图表美化的核心原则：一切美化应以提升清晰度和可读性为目的。重点包括：为图表添加明确的标题、确保数据标签清晰可见（避免重叠）、使用对比色区分主要扇区、保持整体设计简洁不花哨。

▲8.图表工具/格式设置选项卡：选中图表后，功能区通常会出现“图表工具”上下文选项卡，其下包含“设计”和“格式”两个子选项卡。这里是进行图表布局更改、样式切换、以及每一个图表元素（如扇形、图例）精细格式设置（填充、边框、效果）的核心控制区。

★9.饼图的不适用场景（重要）：饼图不适用于以下情况：展示数据随时间的变化趋势；比较多个不同数据系列中独立项目的绝对值大小；数据项（分类）过多导致扇形过于细碎。在这些情况下，应考虑使用折线图、柱形图等。

▲10.分离型饼图（爆炸饼图）：可以将饼图中的一个或多个扇区从整体中分离出来，以达到强调的效果。实现方法通常是：单击选中整个饼图数据系列，然后再单击一次选中需要分离的单个扇区，最后用鼠标向外拖动即可。

▲11.图表类型的初步选择思维：选择何种图表，取决于数据本身的关系和你想要表达的重点。这是一个先于技术操作的重要思维步骤，是数据可视化素养的体现。

▲12.从操作技能到表达素养：制作图表的终极目的不是为了完成作业，而是为了更有效、更直观地传达信息，支持自己的观点或发现。因此，在制作后，应练习如何口头或书面描述从图表中看到的信息。八、教学反思

（一）教学目标达成度分析：从当堂巩固练习的完成情况看，约85%的学生能够独立完成基础层饼图的制作，表明技能操作目标基本达成。在综合层任务中，约60%的学生能实现分离扇区的操作并写出简单结论，显示能力与思维目标在多数学生中得以落实。情感目标在课堂气氛和学生作品个性化的尝试中有所体现，但深度有待加强。难点“图表选型”在任务五的讨论中，学生能做出正确判断，但理由阐述的深度不一，说明概念理解已入门，但灵活迁移应用仍需后续课程持续强化。

（二）核心教学环节的有效性评估：1.导入环节：使用本班真实调查数据，对比强烈，成功激发了学生的好奇心和求知欲。“让数据开口说话”这个比喻贯穿始终，形成了有效的学习心锚。2.任务驱动的新授环节：五个任务从认知到操作再到思维提升，环环相扣，逻辑清晰。特别是“任务二”动态演示数据与图形的联动，有效突破了学生将图表视为“图片”的前概念。“任务四”的小组探索式美化，释放了学生的主动性，课堂生成性资源丰富。3.分层巩固环节：三个层次的设计照顾了差异，但课堂时间有限，对挑战层作品的展示和点评不够充分，稍显遗憾。

（三）对不同层次学生表现的深度剖析：操作熟练的“技术能手”在任务四美化探索中表现突出，成为小组内的“小老师”，但也容易过早完成基础任务而无所事事，为此准备的“图表样