Python数据分析基础与应用电子教案 模块3　NumPy基础模块三.docx

教学流程设计（理实一体化）

教师姓名

系部专业

授课对象

课程名称

Python数据分析基础与应用

授课时间

使用教材

Python数据分析基础与应用

计划学时

8学时

教学形式

及地点

教学目标

知识目标

能力（技能）目标

素质目标

掌握NumPy库的基本概念、安装方法、数组对象创建、数组属性及基本操作，理解NumPy在科学计算中的应用。

能够熟练使用NumPy进行数组创建、操作和计算，具备对数组进行索引、切片、遍历、变维、转置、连接、分割以及元素增删改查等操作的能力，能够运用NumPy进行简单的数据分析和统计计算。

培养学生熟练使用NumPy库的能力，提升其自主学习与团队协作能力，以适应复杂多变的任务需求。

教学内容

模块3NumPy基础

3.1初识NumPy

3.2使用多种方法创建NumPy数组对象

3.3使用ndarray对象的属性

3.4NumPy数组对象基本操作

3.5NumPy数组算术运算与矩阵乘法

3.6NumPy统计计算与分析

3.7使用NumPy读写文件

重点难点及解决方法

重点难点：

NumPy数组对象的创建、使用和属性，NumPy数组的各类运算及排序、搜索操作

解决方法：

1.教师通过实例演示讲解NumPy数组对象的创建、使用，并演示相关运算。

2. 学生结合实例练习并运行相应程序。

3.教师总结并引导学生讨论。

教学方法

案例法、任务驱动法、鼓励创新法

教学资源

演示案例、案例素材、机房资源

教

学

过

程

设

计

主要流程

时间

安排

1．知识点引入

简要介绍NumPy库及其在Python科学计算中的重要地位，引出本节课的学习内容。

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2．案例导入

讲解NumPy的起源、特点及广泛应用领域。演示使用pip命令安装NumPy的过程，并验证安装是否成功。

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3．案例分析

教师详细介绍NumPy开发环境的搭建，包括NumPy的安装和验证，演示具体操作步骤。同时，讲解NumPy的主要特点，如多维数组对象、广播功能、高效的数值运算等。

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4．专题辅导

针对开发环境搭建、库安装过程中可能出现的问题，如路径配置错误、库安装失败等，教师引导学生自我分析问题并尝试解决。对于普遍存在的难点问题，教师进行集中讲解和演示，帮助学生掌握正确的解决方法。教师讲解数组的属性相关知识，有助于学生在实际操作中更高效地处理数据，为复杂的数据分析任务打下坚实基础。

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教师活动

学生活动

分析讲解案例，应用知识点,培养学生的自我学习能力和创新革新能力；

选择要点，作好笔记；

听、思考，适时发问；

归纳、总结；

5．任务实施

教师活动

学生活动

时间

提出任务要求，要求学生创建不同类型的NumPy数组，并使用数组属性获取相关信息。

根据任务要求，创建不同类型的NumPy数组，并使用数组属性获取相关信息，记录操作过程中的问题。

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巡视检查学生任务完成情况，提供针对性指导。针对学生在数组创建和属性使用过程中出现的问题，进行集中讲解和演示。

学生自我检查代码运行情况，根据教师演示解决问题，完成代码撰写操作。

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提出第二个任务，要求学生对NumPy数组进行索引、切片、遍历等操作。巡视检查学生操作情况，提供针对性指导。

运行并观察数组索引、切片、遍历等操作的结果，分组讨论操作结果的正确性和优化方法。

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提供扩展任务，鼓励学生尝试使用高级索引方式对数组进行操作，巡回指导学生的扩展任务操作，并针对高级操作给予提示和帮助。

尝试使用高级索引方式对数组进行操作，记录操作过程中的问题，并与同学讨论解决方法。

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总结任务实施过程中的常见问题，随机抽查部分学生的完成情况，进行点评并给出改进建议。

学生提交代码，听取教师点评，总结本次任务中的收获和不足。

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6．总结点评

教师总结本次课程的重点内容，包括NumPy数组的创建、属性及基本操作等，点评学生的任务完成情况，并给出改进建议。学生提交任务结果，听取教师点评，总结本次课程的收获和不足。

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7．课后任务安排

布置任务，要求学生在课后继续练习NumPy数组的操作，尝试使用NumPy进行简单的数据分析任务，并提交分析结果以进行评估。

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教学后记（对课程设置、教学计划、教学大纲、教案、教材、教学方法的建议）

应增加更多综合性项目实践，强化学生对NumPy操作的熟练度与数据处理能力，同时灵活调整教学时间，优化教学大纲，以更好地满足学生的学习需求。