課題第18課需求分析與數(shù)據(jù)預(yù)處理課時(shí)2課時(shí)（90min）教學(xué)目標(biāo)知識(shí)技能目標(biāo)：（1）能夠?qū)Π咐M(jìn)行需求分析（2）能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理、分析和可視化操作（3）練習(xí)使用Pandas預(yù)處理重復(fù)值、缺失值、異常值和時(shí)間信息等素質(zhì)目標(biāo)：了解中國(guó)豐富的旅游資源，增強(qiáng)熱愛(ài)祖國(guó)大好河山的情感教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：對(duì)案例進(jìn)行需求分析教學(xué)難點(diǎn)：對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理、分析和可視化操作教學(xué)方法案例分析法、問(wèn)答法、討論法、講授法教學(xué)用具電腦、投影儀、多媒體課件、教材、文旌課堂APP教學(xué)設(shè)計(jì)第1節(jié)課：→→傳授新知（28min）→課堂實(shí)踐（10min）第2節(jié)課：→傳授新知（20min）→課堂實(shí)踐（12min）→課堂小結(jié)（3min）→作業(yè)布置（2min）教學(xué)過(guò)程主要教學(xué)內(nèi)容及步驟設(shè)計(jì)意圖第一節(jié)課考勤

（2min）【教師】使用文旌課堂APP進(jìn)行簽到【學(xué)生】按照老師要求簽到培養(yǎng)學(xué)生的組織紀(jì)律性，掌握學(xué)生的出勤情況問(wèn)題導(dǎo)入（5min）【教師】提出問(wèn)題我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了python數(shù)據(jù)處理的相關(guān)知識(shí)，那么關(guān)于旅游網(wǎng)站中精華游記如何處理呢？【學(xué)生】思考、舉手回答通過(guò)提問(wèn)的方法，了解學(xué)生對(duì)案例的了解程度，進(jìn)而引出新知傳授新知

（28min）【教師】總結(jié)學(xué)生的回答，并引入新知，講解案例需求分析的相關(guān)知識(shí)6.1需求分析6.1.1目標(biāo)分析?【教師】提出問(wèn)題本案例的目標(biāo)是什么？?【學(xué)生】聆聽(tīng)、思考、主動(dòng)回答問(wèn)題?【教師】總結(jié)學(xué)生的回答，并講解新知本案例的目標(biāo)是根據(jù)某旅游網(wǎng)站中精華游記的信息，包括出發(fā)時(shí)間、旅行天數(shù)、人均消費(fèi)、旅行標(biāo)簽、閱覽數(shù)和途徑地點(diǎn)等，分析旅游的旺季和淡季、最能接受的旅游天數(shù)和人均消費(fèi)、旅游方式、熱門(mén)地區(qū)等。6.1.2數(shù)據(jù)源?【教師】多媒體出示“旅游網(wǎng)站精華游記數(shù)據(jù).xlsx”文件的內(nèi)容圖片（詳見(jiàn)教材），并詳細(xì)講解各部分表示的內(nèi)容數(shù)據(jù)源為通過(guò)網(wǎng)絡(luò)爬蟲(chóng)爬取的某旅游網(wǎng)站精華游記的數(shù)據(jù)，保存在“旅游網(wǎng)站精華游記數(shù)據(jù).xlsx”文件中。6.2數(shù)據(jù)預(yù)處理6.2.1數(shù)據(jù)解析?【教師】提出問(wèn)題數(shù)據(jù)解析的步驟有哪些？?【學(xué)生】聆聽(tīng)、思考、主動(dòng)回答問(wèn)題?【教師】總結(jié)學(xué)生的回答，并講解新知（1）導(dǎo)入“旅游網(wǎng)站精華游記數(shù)據(jù).xlsx”文件中的數(shù)據(jù)。（2）定義dealPlace()函數(shù)用于篩選途經(jīng)地點(diǎn)中的中文地名，以及dealView()函數(shù)用于統(tǒng)一閱覽數(shù)中的數(shù)值格式。（3）使用str.split()函數(shù)以默認(rèn)的空格分割出發(fā)日期字符串，并設(shè)置其expand參數(shù)為T(mén)rue返回列表，獲取第一個(gè)元素，即日期信息。（4）使用str.slice()函數(shù)切片獲取天數(shù)和人均消費(fèi)字符串的元素，即天數(shù)和人均消費(fèi)的數(shù)值，并將天數(shù)的數(shù)據(jù)類(lèi)型轉(zhuǎn)換為整型。（5）使用lambda表達(dá)式調(diào)用dealPlace()函數(shù)，并使用str.replace()函數(shù)將途經(jīng)地點(diǎn)字符串中“途經(jīng)：”替換為空字符、將“>”替換為“、”。（6）使用lambda表達(dá)式調(diào)用dealView()函數(shù)，并將閱覽數(shù)的數(shù)據(jù)類(lèi)型轉(zhuǎn)換為整型。（7）輸出解析后的數(shù)據(jù)。?【教師】按照教材步驟進(jìn)行程序演示：importpandasaspddf=pd.read_excel('旅游網(wǎng)站精華游記數(shù)據(jù).xlsx')defdealPlace(place): #篩選途經(jīng)地點(diǎn)中的中文地名s=''iftype(place)==str:forcinplace:ifnot(((c>='a')and(c<='z'))or((c>='A')and(c<='Z'))):s=s+celse:s=placereturnsdefdealView(view): #統(tǒng)一閱覽數(shù)中的數(shù)值格式num=viewiftype(num)==str:if'萬(wàn)'innum:if'.'innum:num=num.replace('.','').replace('萬(wàn)','000')else:num=num.replace('萬(wàn)','0000')returnnum（詳見(jiàn)教材）?【學(xué)生】觀察、記錄、理解?【學(xué)生】教師演示完成后，學(xué)生按照教材提示和教師演示進(jìn)行實(shí)際操作，并對(duì)比程序運(yùn)行結(jié)果（詳見(jiàn)教材）?【教師】巡視課堂記錄，對(duì)學(xué)生進(jìn)行個(gè)別指導(dǎo)?【教師】提出學(xué)習(xí)任務(wù)：對(duì)比程序結(jié)果，進(jìn)行結(jié)果分析。?【學(xué)生】觀察、記錄、理解、分析?【教師】總結(jié)學(xué)生的分析結(jié)果?【教師】講解apply()函數(shù)的用途?【學(xué)生】聆聽(tīng)、思考6.2.2重復(fù)值處理?【教師】按照教材進(jìn)行問(wèn)題分析并按照步驟進(jìn)行處理缺失值程序演示：旅游網(wǎng)站中會(huì)存在相同的游記，此時(shí)，須對(duì)數(shù)據(jù)中的重復(fù)值進(jìn)行處理。此處，根據(jù)標(biāo)題檢查數(shù)據(jù)是否存在重復(fù)值，除包含重復(fù)值的第一行外，其他包含重復(fù)值的行標(biāo)記為T(mén)rue，并輸出標(biāo)記為T(mén)rue的行索引；然后，刪除重復(fù)值，并輸出刪除前、后數(shù)據(jù)的行數(shù)。實(shí)現(xiàn)代碼如下。df1=df.duplicated(subset=['標(biāo)題'])print('除包含重復(fù)值的第一行外，其他包含重復(fù)值標(biāo)記為T(mén)rue的行：\n',df1[df1==True])print('刪除重復(fù)值前數(shù)據(jù)的行數(shù)：',len(df))df.drop_duplicates(subset=['標(biāo)題'],inplace=True,ignore_index=True)print('刪除重復(fù)值后數(shù)據(jù)的行數(shù)：',len(df))（詳見(jiàn)教材）?【學(xué)生】觀察、記錄、理解?【學(xué)生】教師演示完成后，學(xué)生按照教材提示和教師演示進(jìn)行實(shí)際操作，并對(duì)比程序運(yùn)行結(jié)果（詳見(jiàn)教材）?【教師】巡視課堂記錄，對(duì)學(xué)生進(jìn)行個(gè)別指導(dǎo)【學(xué)生】聆聽(tīng)、思考、理解、記憶通過(guò)教師講解、課堂討論、多媒體演示等方式，使學(xué)生了解案例的需求分析，數(shù)據(jù)解析，重復(fù)值處理等知識(shí)課堂實(shí)踐

（10min）【教師】提出問(wèn)題根據(jù)學(xué)過(guò)的知識(shí)及重復(fù)值的處理辦法，請(qǐng)同學(xué)討論嘗試進(jìn)行缺失值處理【學(xué)生】聆聽(tīng)、思考、討論、編寫(xiě)程序【教師】檢查并總結(jié)學(xué)生程序編寫(xiě)6.2.3缺失值處理當(dāng)每條游記信息中缺失的信息大于2時(shí)，可以認(rèn)為該游記失去參考價(jià)值，需要?jiǎng)h除。此處，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)置后統(tǒng)計(jì)每列的缺失值個(gè)數(shù)，并輸出缺失值大于2的行索引及其個(gè)數(shù)；然后，刪除缺失值個(gè)數(shù)大于2（即非缺失值個(gè)數(shù)小于5）的行，并輸出刪除前、后數(shù)據(jù)的行數(shù)。實(shí)現(xiàn)代碼如下。df2=df.T.isnull().sum()print('缺失值個(gè)數(shù)大于2的行：\n',df2[df2>2])print('刪除缺失值前數(shù)據(jù)的行數(shù)：',len(df))df.dropna(how='all',thresh=5,inplace=True)print('刪除缺失值后數(shù)據(jù)的行數(shù)：',len(df))通過(guò)課堂討論，加深學(xué)生對(duì)處理數(shù)據(jù)缺失值的理解第二節(jié)課問(wèn)題導(dǎo)入（8min）【教師】提出問(wèn)題我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了數(shù)據(jù)重復(fù)值，缺失值預(yù)處理方式，那么異常值要如何處理呢？【學(xué)生】聆聽(tīng)、思考、回答問(wèn)題通過(guò)提問(wèn)的方法，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣傳授新知（20min）【教師】總結(jié)學(xué)生的回答，并引入新知，講解數(shù)據(jù)預(yù)處理的相關(guān)知識(shí)6.2.4異常值處理?【教師】按照教材進(jìn)行問(wèn)題分析并按照步驟進(jìn)行處理異常值程序演示：此次數(shù)據(jù)分析的目的是為上班族制訂旅行計(jì)劃提供參考數(shù)據(jù)，而上班族往往沒(méi)有長(zhǎng)假期，因此可以將天數(shù)過(guò)長(zhǎng)（如大于15）的數(shù)據(jù)看作異常值，需要?jiǎng)h除。此處，使用布爾型索引選取天數(shù)大于15的行，并輸出選取數(shù)據(jù)的行數(shù)及前10行；然后，刪除包含異常值的行，并輸出刪除前、后數(shù)據(jù)的行數(shù)。實(shí)現(xiàn)代碼如下。val=df['天數(shù)'][(df['天數(shù)']>15)]print('天數(shù)大于15的異常值個(gè)數(shù)：',val.count())print('天數(shù)大于15的異常值前10行：\n',val.head(10))print('刪除異常值前數(shù)據(jù)的行數(shù)：',len(df))df.drop(val.index,inplace=True)print('刪除異常值后數(shù)據(jù)的行數(shù)：',len(df))（詳見(jiàn)教材）?【學(xué)生】觀察、記錄、理解?【學(xué)生】教師演示完成后，學(xué)生按照教材提示和教師演示進(jìn)行實(shí)際操作，并對(duì)比程序運(yùn)行結(jié)果（詳見(jiàn)教材）?【教師】巡視課堂記錄，對(duì)學(xué)生進(jìn)行個(gè)別指導(dǎo)?【教師】提出學(xué)習(xí)任務(wù)：對(duì)比程序結(jié)果，進(jìn)行結(jié)果分析。?【學(xué)生】觀察、記錄、理解、分析?【教師】總結(jié)學(xué)生的分析結(jié)果從結(jié)果可以看出，天數(shù)大于15的數(shù)據(jù)有56個(gè)，且存在大于300的數(shù)據(jù)，顯然與普遍情況不符。6.2.5時(shí)間信息處理?【教師】按照教材進(jìn)行問(wèn)題分析并按照步驟進(jìn)行處理時(shí)間信息處理程序演示：由于需要按月分析數(shù)據(jù)，因此須提取日期中的月份信息。此處，將出發(fā)日期轉(zhuǎn)換成時(shí)間型數(shù)據(jù)，通過(guò)其屬性提取月份信息，并將其添加到列末；然后，輸出出發(fā)日期和月份的前20行。實(shí)現(xiàn)代碼如下。df['月份']=pd.to_datetime(df['出發(fā)日期']).dt.monthprint(df[['出發(fā)日期','月份']].head(20))（詳見(jiàn)教材）?【學(xué)生】觀察、記錄、理解?【學(xué)生】教師演示完成后，學(xué)生按照教材提示和教師演示進(jìn)行實(shí)際操作，并對(duì)比程序運(yùn)行結(jié)果（詳見(jiàn)教材）?【教師】巡視課堂記錄，對(duì)學(xué)生進(jìn)行個(gè)別指導(dǎo)【學(xué)生】聆聽(tīng)、思考、理解、記錄通過(guò)教師講解和課堂練習(xí)，使學(xué)生了解異常值，時(shí)間信息處理，預(yù)處理數(shù)據(jù)保存等的相關(guān)知識(shí)課堂討論（12min）【教師】提出問(wèn)題，請(qǐng)同學(xué)們分小組討論預(yù)處理的數(shù)據(jù)要如何保存呢？聆聽(tīng)、結(jié)組、思考、討論【教師】聆聽(tīng)并總結(jié)學(xué)生的討論結(jié)果【教師】按照教材進(jìn)行問(wèn)題分析并按照步驟進(jìn)行預(yù)處理數(shù)據(jù)保存演示：6.2.6預(yù)處理數(shù)據(jù)保存為方便后續(xù)分析，將預(yù)處理后的數(shù)據(jù)保存到“旅游網(wǎng)站精華游記數(shù)據(jù)_預(yù)處理.xlsx”文件中，實(shí)現(xiàn)代碼如下。df.to_excel('旅游網(wǎng)站精華游記數(shù)據(jù)_預(yù)處理.xlsx',index=False)程序運(yùn)行后，將生成“旅游網(wǎng)站精華游記數(shù)據(jù)_預(yù)處理.xlsx”文件，其內(nèi)容如圖所示。通過(guò)課堂討論，使學(xué)生能夠了解更多關(guān)于數(shù)據(jù)預(yù)處理的知識(shí)課堂小結(jié)

（3min）【教師】簡(jiǎn)要總結(jié)本節(jié)課的要點(diǎn)本節(jié)課學(xué)習(xí)了需求分析與數(shù)據(jù)預(yù)處理的相關(guān)知識(shí)，包括數(shù)據(jù)解析，缺失值，重復(fù)值，異常值，時(shí)間信息處理及預(yù)處理信息保存等相關(guān)內(nèi)容，希望大家在課下多加練習(xí)，鞏固所學(xué)知識(shí)