《Python数据分析与应用案例教程》教案 第9课数据的合并.docx

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1、课题第9课数据的合并课时2 课时(90 min )教学目标知识技能目标：(1 )掌握数据的横向合并的方法(2 )掌握数据纵向合并的方法(3 )能对数据进行合并等预处理操作素质目标：养成分析问题、事前做好准备的良好习惯教学重难点教学重点：数据纵向合并的方法教学难点：能对数据进行合并等预处理操作教学方法案例分析法、问答法、讨论法、讲授法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材、APP教学设计第1节课：考勤(2 min )一问题导入(5 min ) 一传授新知(28 min ) 一课堂讨论(10 min )第2节课：问题导入(8 min ) 一传授新知(20 min ) 一课堂实践(12 min )一

2、课堂小结(3 min ) 一作 业布置(2 min )教学过程主要教学内容及步骤设计意图第一节课考勤(2 min)【教师】使用APP迸行签到【学生】按照老师要求签到培养学生的组 织纪律性，掌握学 生的出勤情况问题导入(5 min)【教师】提出问题在进行数据分析之前要进行数据预处理，除了查找缺失值和重复值，数据预 处理还需要进行哪些操作？【学生】思考、举手回答通过提问的方 法，了解学生对上 节课知识的掌握 程度，进而引出新 知传授新知(28 min)【教师】总结学生的回答，并引入新知，讲解数据合并的相关知识数据的横向合并小【教师】多媒体出示了 merge。函数的一般格式(详见教材)，并详细洪解各

3、 部分表示的内容pandas.merge(right, how=inner, on, sort=False, suffixes=(_x,_y)(1 ) right表示合并的对象，可以是DataFnmie对象。(2 ) how表示合并的方式，可以取left(左合并)、“right(右合并)、 inner, (内合并)或outer(外合并),默认为inner。(3) on表示两个对象中相同的列标签，将该列作为连接列，默认以所有具有 相同标签的列作为连接列。(4 ) son表示是否对合并结果按连接列进行排序，如果为True则排序，否则不通过教师讲解、 课堂讨论、多媒体 演示等方式，使学生了解数据合并

4、 的相关内容，包括 数据横向合并等 相关知识生了解数据合并 的相关内容，包括 数据横向合并等 相关知识排序，默认为False。(5 ) suffixes表示合并后除连接列外其他相同列标签的附加后缀，为一个元组， 默认为在进行数据的横向合并时，合并后的列标签是两个对象所有的列标签，行标签 由how参数的取值决定。【教师】按照教材步骤逐步分析并进行演示例3-6 (详见教材)的程序编写 步骤：import numpy as npimport pandas as pdarr = np.arange( 1, 10).reshape(3. 3)dfl = |xl.DataFrame(arr, column

5、s=a, b, c)dfl.insert(O, key； 001, 003, 002)print。左对象原始数据dfl ： n dfl)arr2 = np.arange(10. 14).reshape(2, 2)df2 = pd.DataFrame(arr2, columns=a. eDdf2.insert(0, key, 00004)prim(右对象原始数据df2 ： n，,df2)df3 = p【学生】观察、记录、理解、分析中【教师】总结学生的分析结果左对象dfl和右对象df2中，有两个相同的列标签key和a .(1 )以具有相同标签的所有列左合并时，由于dfl和df2具有相同标签的列没

6、有完全相同的行，故df3只使用dfl的行索引和数据,dfl中不包含的列则以NaN填 充，如e列。(2 )以key列左合并时,由于dfl和df2都有key为001的行，故df4 使用dfl的行索引和数据以及52中对应行的数据相同的其他列以附加后缀区分，如“a_x和列，df2不包含“key为”003和002”对应行的数据,“a_y 和e列以NaN填充。(3 )以key列右合并时，合并方式与df4类似，区别是以df2的行索引和数据 为主。(4 )以key列内合并时,df6只包含dfl和df2的key列中具有相同数据的行， 如dfl和df2的key列中都包含的数据001”.(5 )以key列外合并时，

7、df7包含dfl和df2所有数据，对应彳立置不存在的数 据以NaN填充，并设置sort参数为True ,按key列排序。【学生】聆听、思考、理解、记忆课堂讨论(10 min )【教师】提出以下问题让学生进行讨论：查找资料，说一说什么情况下需要进行数据合并？【学生】聆听、思考、讨论【教师】总结学生的回答通过课堂讨论， 加深学生对数据 合并的理解第二节课问题导入(8 min)【教师】提出问题我们已经学习了数据横向合并的相关知识，那么数据的纵向合并应该如何处理 呢？【学生】聆听、思考、回答问题通过提问的方 法，引导学生主动 思考，激发学生的 学习兴趣传授新知(20 min)【教师】总结学生的回答，并

8、引入新知，讲解数据纵向合并的相关知识数据的纵向合并+【教师】请同学们扫描二维码学习数据纵向合并的处理，并回答以下问题：数据纵向合并需要应用哪个函数？小【学生】扫描二维码、思考、回答问题+【教师】总结学生的回答，并讲解新知Pandas提供了 concal()函数用于沿某个特定的轴执行合并操作.中【教师】多媒体出示了 concat()函数的一般格式(详见教材)，并详细讲解 各部分表示的内容其一般格式如下。pandas.concat(objs. axis=(), join=outer, ignore_index=False. keys=None, sort=False)(1 ) objs表示合并的对

9、象列表，可以是Series对象或DataFraine对象。(2 ) axis表示合并轴的方向，取0或index表示纵向，取1或columns表 示横向，默认为0。通过教师讲解 和课堂讨论，使学 生了解数据合并 的相关知识，包括 数据纵向合并的 程序编写（3 ） join表示合并的方式,可以取outer（外合并）或inner（内合并）, 默认为“outer .（4 ） keys表示标记合并的每个对象。（5 ） sort表示是否对合并结果按列索引或标签进行排序，如果为True则排序， 否则不排序，默认为False.【教师】按照教材步骤逐步分析并进行演示例3-7（详见教材）的程序编写步import

10、pandas as pddf= pd.DataFrame（商品苹果:香蕉,，梨香蕉1单价（元）：4,5, 4, 5,销量（kg）”100, 120, 105, 120,库存（kg ）: 50, 60, 70,60）print（原始数据：n df）print（,检查所有列的重复值：n df.duplicatedO）pin4检直单价列的重复值，标记除包含重复值的第一行外其他包含重复值的行 为 True : n df.duplicatedj单价（元）prinl（检查单价列的重复值，标记除包含重复值的最后一行外其他包含重复值的 彳亍为 True ： n, df.duplicated（单价（元），kee

11、p=last）print（检查单价列的重复值，标记所有包含重复值的行为True ： n, df.duplicatedC 单价（元）keep=False）（洋见教材）号【学生】观察、记录、理解A【学生】教师演示完成后，学生按照教材提示和教师演示迸行实际操作，并 对比程序运行结果（详见教材）+【教师】巡视课堂记录，对学生进行个别指导【教师】提出学习任务：对匕维序结果，进行程序分析。十【学生】观察、记录、理解、分析小【教师】总结学生的分析结果数据纵向合并的方式只有外合并和内合并，当设置为外合并时，包含合并对象的 所有数据，如df3和df4 ；当设置为内合并时，只包含具有相同列索引或标签的数据， 如

12、df5。）【教师】按照教材步骤逐步分析并进行演示例3-8 （详见教材）的程序编写步从教材图3-9可以看出，1月入职员工缺少性别和学历信息，因此可首先将I 月和1月员工补充信息”工作表中的数据进行横向合并，然后与2月3月 工作表中的数据进行纵向合并。import pandas as pdpd.set_option（display.unicode.east_asian_width. True）机卖取1-3月入职员工信息.xlsx文件4个工作表的数据df = pl.read_cxcel(l3 月入职员工信息.xlsx, indcx_col=0, shect_name=,l 月2 月,3月丁 1月员工

13、补充信息)printC原始数据：n df)#获取1月入职员工信息及其补充信息dfl_l,dfl_2 = dfTl月IdfH月员工补充信息df2, df3 = dQ2月I dtp月1#获取2月和3月入职员工信息dfl = pd.merge(dfl_l. dfl_2) #横向合并1月入职员工信息及其补充信息#纵向合并1月、2月和3月入职员工信息df_total = pd.concat(dfl, df2, df3, ignorc_indcx=Truc)printfl3 月入职员工信息：n. df_total)(详见教材)中【学生】观察、记录、理解A【学生】教师演示完成后,学生按照教材提示和教师演示进

14、行实际操作，并 对比程序运行结果(详见教材)中【教师】巡视课堂记录，对学生进行个别指导【提示】教师讲解 set_option(display.unicode.east_asian_width True)函数的 作用中【学生】聆听、思考【学生】聆听、思考、理解、记录【教师】提出问题，请同学们分小组练习：1 .原始数据考号姓名年级班级考场座位号nooiooi 简爱13。*61*boi411101002 李一131*01*002310501003 孙梦165*011003通过课堂实训，*111001004 王兴11。61*004课堂实践*110301005 张佳163*01*005登牛能够I 门附和

15、(12 min)110501006 张星1 0501006据合并的知识一第一考场第二考场第三考场|考号姓名年级班级考场座位号110901007 马文61*007*111101008 邵曼lrU*01*008*111201009 王美通2161*009111101010 王昊1七*01*010110101011 孙悦1 0101011*110701012 王嘉17,01*012第一考场定考场第三考场矿号位 3 4 5 6 7 8m 1 1 1 1 1 1SOFOUFOUFO场 1 1 1111 OFVOOroo名浩皓颖名媛好姓丁王于张宋孙考号,111001013,111001014*110801

16、015*111101016*11120101711101018第一考场第二考场第三考场|2.练习要求将三个考场的数据进行纵向合并。【学生】聆听、结组、思考、讨论、写代码、展示程序代码及运行结果【教师】聆听学生的回答【教师】简要总结本节课的要点课堂小结(3 min )总结知识点巩 固学生对相关知 识的印象本节课学习了数据合并的相关知识，包括数据的横向合并，数据的纵向合并等相 关内容，希望大家在课下多加练习，巩固所学知识，为以后的学习打好基础。【学生】总结回顾知识点作业布置(2 min )【教师】布置课后作业完成课后本章考核3的习题。【学生】完成课后任务通过课后作业 复习巩固学到的 知识，提高理论接 收能力教学反思本节课内容逻辑性较强，但内容较为简单，学生上课态度积极，有问题及时与教师进行了沟通，课 堂教学效果良好。但教师在处理学生课堂练习中出现的错误时有些急躁，急着引导学生向正确的思路靠 近，却没有让学生充分认识所存在的问题，这在今后的教学工作中应进行改进。