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文档简介

初中信息技术七年级上册《数据表格的设计与初步处理》教学设计

  一、课程整体构思与理论基础

  本教学设计以《义务教育信息科技课程标准(2022年版)》为根本遵循,聚焦“数据与编码”模块的核心内容,旨在引导学生从信息处理的视角,认识表格作为数据组织结构与处理工具的核心价值。设计超越了单纯的软件操作技能训练,将学习情境置于真实世界的复杂问题解决之中,以“校园午餐营养分析”为贯穿始终的项目主题,通过设计数据采集方案、创建结构化表格、运用公式进行初步计算与分析等一系列学习活动,培养学生的数据意识、计算思维和数字化学习与创新能力。本设计深度融合数学、统计学与健康教育的学科视角,强调在“做中学”、“用中学”、“创中学”,帮助学生构建起从原始数据到信息,再到初步知识的意义建构链条,为后续学习数据可视化及更复杂的数据分析奠定坚实基础。

  二、教材与学情深度剖析

  本单元内容在整套初中信息技术的知识体系中,处于承上启下的关键节点。此前,学生已初步掌握了文本、图像信息的数字化表示与简单处理,对“信息”有了感性认识。本单元则引领学生进入“数据”这一更为抽象和结构化的领域,理解数据是信息的载体,表格是组织数据的有效模型。教材(粤高教版B版)原有的“41表格”示例偏向于通用技能讲解,本设计对其进行重构与深化,将知识与技能无缝嵌入到具有现实意义、与学生校园生活紧密相连的项目中,增强学习的内在动机与应用价值。

  学情分析表明,七年级学生正处于抽象逻辑思维发展的关键期,对形式化、结构化的数据模型理解可能存在初步障碍,但他们对身边的数字产品与数据应用充满好奇。多数学生具备使用电子文档的基础,可能接触过表格的简单浏览,但对表格的规范性设计、数据类型的严谨区分、公式的相对引用与绝对引用等核心概念缺乏系统认知。部分学生可能因数学基础或操作熟练度差异而产生分层。因此,教学设计需通过清晰的概念建构、分步递进的任务驱动、充分的协作探究与个性化的支持策略,确保所有学生都能在原有基础上获得实质性发展,体验运用数字工具解决实际问题的成就感。

  三、单元整体教学目标

  (一)核心素养目标

  1.信息意识:能够敏锐感知数据在描述事物状态、支持决策方面的作用,理解规范、准确地采集与录入数据是保障信息价值的前提,形成主动利用数据分析和解决问题的初步意识。

  2.计算思维:能够针对具体问题,运用分解、抽象、建模的思想,将现实对象(如食物、营养素)及其属性(如名称、重量、含量)转化为表格的数据模型(字段与记录)。理解并运用公式、函数作为自动化处理数据的“算法”,体会计算对提升效率的意义。

  3.数字化学习与创新:熟练运用WPS表格等数字工具,通过设计、创建、计算、排序、筛选等操作,对数据进行组织、加工与初步分析,尝试利用数字化工具创造性表达自己的分析结论。

  4.信息社会责任:在数据采集与分析过程中,树立尊重事实、实事求是的科学态度,初步认识数据质量的重要性,并在项目协作中养成规范、严谨、共享、互助的良好习惯。

  (二)知识与技能目标

  1.理解数据表格作为二维数据结构的基本概念,掌握字段(列)、记录(行)、单元格、工作表等核心术语。

  2.能够根据分析目标,独立设计一份结构合理、字段定义清晰的数据表格方案。

  3.熟练掌握在WPS表格中输入与编辑数据、设置数据类型(如数值、文本)、调整表格格式(列宽、行高、对齐、边框与底纹)的操作技能。

  4.理解单元格地址(如A1)和单元格区域(如B2:D10)的概念,掌握使用算术运算符(+、-、*、/)和SUM、AVERAGE等常用函数进行简单计算的方法。

  5.掌握对单列或多列数据进行升序或降序排序的操作,理解排序对数据整理的意义。

  6.掌握根据单一或多个条件对数据进行筛选的基本操作,初步体会数据查询的思维。

  (三)过程与方法目标

  1.经历“明确问题→设计表格→采集数据→录入整理→计算分析→得出结论”的完整数据处理流程。

  2.通过小组协作,完成数据采集方案的设计与实施,体验团队合作在数据项目中的作用。

  3.学会对比、归纳、总结等分析方法,能够从处理后的数据中发现基本规律或提出简单见解。

  (四)情感态度与价值观目标

  1.激发学生对数据世界的好奇心与探究欲,培养运用信息技术工具解决生活实际问题的兴趣。

  2.在“校园午餐营养分析”项目中,增进对健康饮食的关注,建立平衡膳食的初步观念。

  3.培养细致、耐心、严谨的信息处理态度和追求效率的创新意识。

  四、教学重点与难点

  教学重点:

  1.数据表格的结构化设计思维:引导学生根据分析目标,抽象出关键属性并转化为表格字段,这是数据处理所有后续环节的基石。

  2.公式与函数的理解与应用:特别是单元格的相对引用,这是实现自动化计算的核心机制,学生需理解公式的内在逻辑而非机械操作。

  3.排序与筛选的操作及其应用场景辨析:理解二者在数据整理与查询中的不同作用,并能根据实际需求选择使用。

  教学难点:

  1.从现实对象到数据模型的抽象过程:学生需要跨越具体与抽象的鸿沟,将午餐、营养素等具体事物转化为表格中规范定义的数据。

  2.公式中相对引用与绝对引用的理解与区分:这是本单元概念理解的难点,涉及对单元格地址引用机制的本质认识。

  3.多条件筛选的逻辑理解:理解“与”、“或”逻辑关系在数据筛选中的体现,并能正确设置条件区域。

  五、教学资源与环境准备

  1.硬件环境:多媒体计算机网络教室(确保每人一机),教师机配备投影或交互式白板。

  2.软件环境:计算机预装WPSOffice(版本2019或以上)或同功能办公软件,教师机安装教学广播控制系统。

  3.数字资源:

    (1)项目学习手册:包含项目背景、各阶段任务导引、知识加油站、操作提示卡、评价量规等。

    (2)微课视频库:针对“表格结构设计”、“公式输入与”、“函数使用”、“排序与筛选”等关键技能点制作3-5分钟的微课,供学生按需点播。

    (3)范例与素材:提供“校园午餐一周食谱(文字版)”、“常见食物营养成分参考表”(电子文档);一份设计精良的空白表格模板;一份含有典型错误(如数据类型混乱、公式错误)的待修正表格。

    (4)在线协作平台:利用班级学习平台(如班级博客、云文档共享空间),用于发布任务、分享方案、提交作品、开展互评。

  4.其他准备:将学生分为4-5人异质小组,推选组长;准备实物奖励(如“数据分析小能手”徽章)用于课堂激励。

  六、单元教学整体安排(共计5课时)

  第一课时:初识数据力量——项目启动与表格设计

  第二课时:构筑数据框架——表格创建与规范录入

  第三课时:赋予表格智能——公式与函数的应用

  第四课时:洞察数据奥秘——排序、筛选与初步分析

  第五课时:成果展示与思维升华——项目汇报与单元总结

  七、详细教学过程实施

  第一课时:初识数据力量——项目启动与表格设计

  (一)情境创设,问题驱动(预计时间:10分钟)

  教师活动:播放一段简短的视频或呈现一组图片,展示同学们日常校园午餐的丰富菜色,同时引出社会关注的青少年营养健康话题。随后,提出核心驱动问题:“我们每天在学校吃的午餐,营养搭配是否合理?如何才能科学地了解和分析一顿午餐的营养构成呢?仅仅靠感觉和猜测行吗?”引导学生认识到,需要依靠具体、准确的数据来说话。进而宣布本单元的项目主题:“校园午餐营养分析小专家”,我们的任务是像营养师或数据分析师一样,利用数据表格工具,对一周的校园午餐进行营养数据的采集、整理与初步分析。

  学生活动:观看情境材料,参与讨论,理解项目背景与意义,明确学习任务的现实价值,激发探究兴趣。

  (二)概念建构,案例分析(预计时间:15分钟)

  教师活动:不直接讲解软件界面,而是从信息科学的基础概念入手。提问:“我们要记录一顿午餐的信息,比如‘周一A套餐:米饭200克,红烧鸡块150克,炒青菜100克’,用一段文字描述和用一张表格来记录,有什么不同?”引导学生对比,总结出表格在组织信息时具有结构清晰、一目了然、便于后续计算和比较的优势。然后,结合一个简单的“班级图书角借阅记录”表格范例,引导学生认识并说出“工作表”、“行(记录)”、“列(字段/属性)”、“单元格”、“单元格地址”等基本概念。特别强调“字段”是描述事物某一方面的特征(如“书名”、“借阅人”),而“记录”是关于一个具体事物的完整信息集合(如某一本书的借阅信息)。

  学生活动:通过对比思考,理解表格的结构化优势。观察范例,在教师引导下指认并说出表格各组成部分的名称,理解字段与记录的关系。

  (三)项目实践:设计“午餐营养数据采集表”(预计时间:18分钟)

  教师活动:这是本课时的核心环节。回到项目主题,提问:“为了分析午餐营养,我们需要采集哪些数据?”将问题抛给各小组。引导学生从“分析目标”倒推“所需数据”。学生可能会提出需要食物名称、重量、所含的营养素(如蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素等)数据。教师提供“常见食物营养成分参考表”作为数据来源支持。然后,发布设计任务:请各小组讨论,共同设计一份用于记录和计算单日单份午餐营养数据的表格结构。要求明确列出所有必要的字段,并为每个字段起一个简洁、明确的名称(字段名),思考每个字段应该存放什么类型的数据(主要是文本还是数值)。教师巡视指导,参与小组讨论,及时纠正错误设计(如字段冗余、缺失关键字段、字段名歧义等)。

  学生活动:以小组为单位展开热烈讨论。首先明确分析目标(计算总热量、各营养素含量等),然后分解出需要采集的数据项。参考教师提供的营养成分表,确定核心字段(例如:日期、套餐类型、菜名、食材重量(g)、蛋白质含量(g)、脂肪含量(g)、碳水化合物含量(g)、热量(kcal)等)。在草稿纸上画出表格草图,标注字段名和预设的数据类型。组长记录讨论结果。

  (四)交流点评,优化方案(预计时间:7分钟)

  教师活动:邀请1-2个小组派代表上台,通过投影展示他们设计的表格结构草图,并阐述设计理由。教师引导其他学生进行评议:“这个设计是否满足了分析需求?字段名称是否清晰无歧义?有没有可以合并或补充的字段?”教师进行总结性点评,提炼出优秀表格设计的原则:目的明确、字段完备、命名规范、类型合理。最后,展示一份教师预先设计的优化版表格结构作为参考,并强调下一节课将根据此设计在软件中创建实际表格。

  学生活动:认真聆听他组分享,积极参与评价,吸收优点,反思本组设计的不足。记录教师总结的设计原则,课后可继续优化本组方案。

  第二课时:构筑数据框架——表格创建与规范录入

  (一)回顾迁移,明确任务(预计时间:5分钟)

  教师活动:简要回顾上节课各组设计的表格方案,强调从“设计图”到“施工图”的转换。明确本节课核心任务:在WPS表格软件中,将优化的表格设计实现出来,并规范地录入部分基础数据。

  学生活动:回顾本组的表格设计方案,明确本节课的学习目标。

  (二)技能学习:WPS表格基础操作(预计时间:20分钟)

  教师活动:采用“演示-模仿-探索”相结合的方式。首先,演示如何新建一个工作表,并重命名为“午餐营养数据”。接着,演示在首行(通常为第1行)输入字段名(如A1单元格输入“日期”,B1输入“菜名”……)。强调字段名应加粗或使用不同底色以作区分。然后,演示调整列宽(双击列标边界自动适应或手动拖动)、设置单元格对齐方式(居中对齐更美观)、为标题行添加边框和底纹等格式化操作。演示过程中,解释菜单和按钮的位置与功能,但更强调操作的目的(为何要这么做?——为了更清晰、更专业)。随后,讲解数据类型的初步概念:演示输入数字(默认右对齐,数值型)和文本(默认左对齐),并故意输入一长串数字(如0001)演示其如何被自动识别为数值而失去前导零,引出设置单元格格式为“文本”以保留前导零的技巧。提供微课视频链接,供操作不熟练的学生课后复习。

  学生活动:跟随教师的演示,在自己的计算机上同步操作,创建新工作表,输入字段名,并进行基本的格式化。尝试输入不同类型的数据,观察其对齐方式的差异,并练习设置单元格格式为文本。

  (三)项目实践:创建表格与录入基础数据(预计时间:15分钟)

  教师活动:发布具体任务:1.参照优化后的设计方案,在WPS表格中创建自己的“午餐营养数据采集表”,并美化标题行。2.录入本周至少3天午餐的“日期”、“套餐类型”、“菜名”、“食材重量(g)”这几项基础数据(数据来源于教师提供的“一周食谱”)。教师巡视,重点关注:字段名是否与设计一致、格式设置是否统一、数据录入是否准确(特别是数值型数据的直接输入,不含单位)。对遇到困难的学生进行个别辅导,鼓励组内互助。

  学生活动:独立操作,在软件中实现表格创建。从提供的文字版食谱中,提取相关信息,规范地录入到表格对应字段下。遇到问题可参考微课、操作提示卡或向组员、老师求助。

  (四)技巧深化与错误辨析(预计时间:10分钟)

  教师活动:收集学生在实践中出现的典型问题,通过屏幕广播展示一份含有常见错误的表格(例如:同一列数据格式不统一、数字和单位混在一个单元格、日期格式五花八门)。组织学生进行“大家来找茬”活动,找出错误并分析其危害(如:带单位的“数字”无法参与计算)。随后,教师系统讲解并演示解决方案:使用“单元格格式”统一设置日期格式、数值格式(可设置小数位数);强调“一个单元格只存放一个属性值”的原则,单位可在字段名中体现或单独说明。引导学生树立数据规范录入的严谨意识。

  学生活动:观察错误范例,积极指出问题所在,并思考正确做法。在教师讲解后,检查并修正自己表格中可能存在的类似不规范之处。

  第三课时:赋予表格智能——公式与函数的应用

  (一)情境导入,感知计算需求(预计时间:8分钟)

  教师活动:展示学生上节课完成的、已录入基础数据的表格。提问:“我们现在有了食物名称和重量,怎么知道它含有多少蛋白质、脂肪和热量呢?”引导学生想到需要查阅“营养成分参考表”并进行计算。例如,已知每100克米饭含碳水化合物25克,那么200克米饭含多少碳水化合物?传统方式是拿出计算器或心算,然后手动填入结果。教师追问:“如果我们有几十条数据需要计算呢?手动计算再一条条填写,效率如何?容易出错吗?”从而引出电子表格的核心优势——公式计算,让计算机自动完成重复、繁琐的计算工作。

  学生活动:思考教师提出的问题,体会在数据处理中大规模计算的需求,认识到手动计算的低效与易错性,对公式自动化计算产生强烈的学习期待。

  (二)核心概念突破:公式与相对引用(预计时间:22分钟)

  教师活动:这是攻克本单元难点的关键环节。首先,阐明公式的概念:以等号“=”开头,由操作数(单元格地址、常量)和运算符(+、-、*、/)组成的表达式。在空白处演示简单公式,如“=A2*B2”。重点讲解单元格地址(如B2)的本质是“引用”该单元格中的“值”。通过一个经典案例深入讲解相对引用:假设在D2单元格输入公式“=B2*C2”(计算金额),然后将D2单元格的公式向下拖动填充至D3、D4……让学生观察公式发生了什么变化(自动变为=B3*C3,=B4*C4)。通过动画或板书,形象展示“公式时,单元格地址会随位置相对变化”的规则。让学生理解,相对引用使得同一个计算公式可以轻松应用到整列数据,这正是自动化的精髓。随后,对比介绍绝对引用:在行号和列标前加美元符号“$”(如$B$2)。通过一个具体例子(如所有计算都需乘以一个固定税率,该税率存放在某个单元格),演示为何有时需要固定引用某个单元格(绝对引用),而让其他部分相对变化。通过对比练习,加深理解。

  学生活动:聚精会神听讲,理解公式的构成。通过观察教师演示和动手尝试公式,直观感受相对引用的“神奇”效果,理解其逻辑。在教师指导下,尝试区分并练习使用相对引用和绝对引用,完成针对性小练习。

  (三)项目实践:计算营养素含量与总热量(预计时间:15分钟)

  教师活动:发布分层任务:

  基础任务:假设已在E列输入了“蛋白质含量(g/100g)”(来自营养成分表查得的值),在F列输入了“食材重量(g)”。请在G列(蛋白质含量(g))使用公式,计算出每道菜的实际蛋白质含量。(公式应为:=E2*F2/100,理解除以100的含义)。要求使用填充柄向下公式。

  进阶任务:继续计算脂肪、碳水化合物的实际含量。

  挑战任务:已知每克蛋白质、脂肪、碳水化合物分别提供约4、9、4千卡热量,请尝试在一行中计算出一道菜的总热量,并思考如何快速计算所有菜的热量。

  教师巡视,重点观察学生公式输入是否正确(是否以=开头),是否理解并正确使用了相对引用进行公式,对挑战任务提供必要的提示(可以使用多个单元格计算中间结果,再用SUM函数或加法公式求和)。

  学生活动:根据任务指引,在已创建的表格中,新增“蛋白质含量(g/100g)”等字段并录入查得数据(教师可提供简化版参考数据),然后在对应列输入正确的计算公式,并利用填充柄完成整列计算。学有余力的学生尝试完成进阶与挑战任务,探索更复杂的计算。

  (四)函数初探:SUM与AVERAGE(预计时间:5分钟)

  教师活动:在学生完成基础计算后,提出新需求:“我想快速知道今天所有午餐提供的总蛋白质是多少,或者平均每道菜的蛋白质含量,难道要一个一个加起来再算平均吗?”自然引出函数的概念——预先定义好的复杂公式。演示SUM函数和AVERAGE函数的使用:在目标单元格输入“=SUM(G2:G10)”或“=AVERAGE(G2:G10)”,强调函数括号内参数(单元格区域)的表示方法。让学生比较用SUM函数和用连加公式“=G2+G3+…”的优劣。

  学生活动:模仿教师操作,在表格下方或侧边添加“合计”、“平均值”等汇总行/列,使用SUM和AVERAGE函数计算相关数据的总和与平均值,感受函数的便捷。

  第四课时:洞察数据奥秘——排序、筛选与初步分析

  (一)从计算到分析,引入新工具(预计时间:8分钟)

  教师活动:展示一份经过上节课计算后,已包含丰富数据(各种营养素含量、热量)的完整表格。提问:“现在我们的数据已经‘活’起来了,但面对这么多行数据,我们如何快速找到需要的信息?比如,哪道菜的热量最高?哪天的午餐平均蛋白质含量最丰富?我只想看看星期一的所有菜品,怎么办?”引导学生认识到,数据整理与查询是分析的前提。从而引出本课两大工具:排序(让数据有序化,便于观察极值和规律)与筛选(从大量数据中快速“过滤”出符合条件的子集)。

  学生活动:思考教师提出的问题,结合自身浏览数据的经验,体会数据整理与查询的必要性,明确本课学习目标。

  (二)技能学习:排序操作与应用(预计时间:12分钟)

  教师活动:首先讲解排序的基本逻辑:根据某一列或多列值的大小重新排列所有记录。演示单列排序:选中“热量(kcal)”列中任意一个数据单元格,单击“升序”或“降序”按钮。让学生观察整个表格行的变化,理解排序是针对整行数据(记录)进行的。随后,提出更复杂问题:“如果两道菜热量相同,我想再按蛋白质含量从高到低排呢?”引出多关键字排序(主要关键字、次要关键字)。在WPS中演示如何打开“自定义排序”对话框进行设置。引导学生思考排序的应用场景:找最大值/最小值、排名、使数据规律更明显等。

  学生活动:在自己的数据表格上练习单列排序,观察数据变化。然后尝试进行多关键字排序(例如:先按日期升序,同日期内按热量降序),理解其应用价值。

  (三)技能学习:筛选操作与应用(预计时间:15分钟)

  教师活动:讲解筛选的目的:显示满足条件的记录,暂时隐藏不满足条件的记录。演示启用筛选:选中标题行,点击“筛选”按钮,标题行出现下拉箭头。演示三种典型筛选操作:

  1.按值筛选:在“套餐类型”下拉框中,只勾选“A套餐”,则只显示A套餐的记录。

  2.数字范围筛选:在“热量(kcal)”下拉框中选择“数字筛选”->“大于”,输入数值,筛选出高热量菜品。

  3.文本包含筛选:在“菜名”下拉框中选择“文本筛选”->“包含”,输入“鸡”,筛选出所有含鸡肉的菜。

  特别讲解清除筛选的方法。然后,引入难点——多条件筛选(“与”和“或”的关系)。通过实例演示:筛选出“星期一”且“热量大于300”的菜品(“与”关系,条件需同时满足);再演示筛选出“菜名包含鸡”或“菜名包含鱼”的菜品(“或”关系,满足其一即可)。强调理解筛选条件背后的逻辑关系。

  学生活动:在自己的表格上启用筛选功能,尝试各种筛选操作。重点练习多条件筛选,通过设置不同的条件,理解“与”、“或”逻辑在数据查询中的体现。

  (四)项目实践:多角度数据分析(预计时间:15分钟)

  教师活动:发布一系列分析任务,要求学生综合运用排序、筛选、以及之前学过的计算和函数知识来完成,并记录简要结论:

  1.找出本周热量最高的三道菜是什么?使用排序功能。

  2.计算星期一的午餐总热量和平均蛋白质含量,与星期三的数据对比,你有什么发现?(使用筛选结合SUM、AVERAGE函数)

  3.筛选出所有“蔬菜类”菜品(可依据菜名关键词,如“青菜”、“白菜”、“西兰花”等假设为蔬菜),查看它们的平均脂肪含量是否较低?

  4.(挑战)如果你是一名营养师,基于现有数据,你对学校午餐搭配有何条初步建议?(例如:是否高热菜品过多?蔬菜供应是否充足?)

  教师巡视指导,鼓励学生探索不同的数据分析路径,提醒他们注意结论应基于数据得出。

  学生活动:以小组或个人形式,根据任务清单展开数据分析。灵活运用排序、筛选、函数等工具,从数据中寻找答案,并在学习手册或新建的“分析结论”工作表中记录发现和初步建议。小组内部可进行讨论交流。

  第五课时:成果展示与思维升华——项目汇报与单元总结

  (一)成果整理与报告撰写(预计时间:15分钟)

  教师活动:指导学生如何整理项目成果,形成一份简短的数字化报告。报告建议包含:项目标题、小组成员、数据来源说明、主要分析过程(可截图展示关键操作步骤,如排序、筛选的设置界面)、核心数据发现(用数据说话,如“本周热量最高的菜是XXX,达到XXXkcal”)、初步结论与建议。可以在WPS中新建一页文档或将分析结论、关键图表粘贴到新的工作表中进行排版。提供报告框架模板供参考。

  学生活动:整理前四节课的过程与结果,撰写分析报告。提炼核心发现,用简洁、准确的语言表述,并尝试使报告版面清晰美观。

  (二)小组汇报与多元评价(预计时间:20分钟)

  教师活动:组织小组汇报展示。每组派1-2名代表,限时5分钟,通过屏幕共享展示本组的完整数据表格(或关键部分)和分析报告,重点阐述分析过程与主要结论。其他小组和教师根据评价量规(从数据规范性、分析深度、结论合理性、报告呈现、合作表现等多维度设计)进行评价。教师引导学生进行建设性互评,不仅看结果,也关注过程中的思维亮点和工具运用的巧妙之处。教师进行即时点评,肯定优点,指出可以改进的方向。

  学生活动:小组代表进行汇报展示,其他学生认真聆听。根据评价量规,对其他小组的成果进行星级评价或简短文字评价。在互评中学习他人长处,反思自身不足。

  (三)单元总结与思维迁移(预计时间:10分钟)

  教师活动:带领学生回顾整个项目学习历程,利用思维导图工具,共同梳理本单元的核心知识技能链条:从“需求分析与表格设计”到“规范创建与数据录入”,再到“公式函数赋予计算智能”,最后到“排序筛选实现整理查询与初步分析”。强调每一步骤背后的信息处理思维(结构化、自动化、分析思维)。提问:“我们今天用表格分析午餐营养,同样的思路和方法,可以迁移到分析哪些其他问题?”引导学生展开联想,如家庭月度开支分析、个人运动数据记录分析、班级考试成绩分析、社区垃圾分类数据统计等。让学生体会到数据表格作为一种通用工具和思维模型,其应用场景是极其广泛的。最后,布置一个开放式课后延伸任务:选择一件自己感兴趣的事情,设计一个简单的数据表格方案,尝试收集一些

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