Python数据可视化教学设计-Python使用matplotlib绘制简单图表教学设计

黑马程序员《Python数据可视化》教学设计
课程名称：Python数据可视化
授课年级：202x年级
授课学期：202x学年第二学期
教师姓名：某某老师
202x年09月09日课题
名称第2章使用matplotlib绘制简单图表
计划
学时
6学时
内容分析
上一章使用matplotlib快速地绘制了一个图表，让读者真切地体会到matplotlib的强大之处。

matplotlib之所以能成为如此优秀的绘图工具，离不开其丰富的API，使用这些API可以轻松地绘制常见的图表，使得数据可视化变得轻而易举。

接下来，本章将带领大家了解matplotlib的绘图函数，并使用这些函数绘制简单的图表，包括折线图、柱形图或堆积柱形图、条形图或堆积条形图、堆积面积图、直方图、饼图或圆环图、散点图或气泡图、箱形图、雷达图、误差棒图。

教学目
标及基
本要求
1. 掌握matplotlib的绘图函数，可以绘制一些简单的图表
教学重点1. 绘制折线图
2. 绘制柱形图或堆积柱形图
3. 绘制条形图或堆积条形图
4. 绘制饼图或圆环图
5. 绘制散点图或气泡图
教学难点1. 绘制箱形图
2. 绘制雷达图
3. 绘制误差棒图
教学
方式
教学采用教师课堂讲授为主，结合教学PPT进行讲解
教学过程
第一课时
（绘制折线图，绘制柱形图或堆积柱形图）
一、创设情境，导入绘制简单图表的知识
（1）教师通过提出需求，引出绘制简单图表的知识。

matplotlib之所以能成为如此优秀的绘图工具，离不开其丰富的API，使用这些API可以轻松地绘制常见的图表，包括折线图、柱形图或堆积柱形图、条形图或堆积条形图、堆积面积图、直方图、饼图或圆环图、散点图或气泡图、箱形图、雷达图、误差棒图。

（2）明确学习目标。

●要求学生会绘制折线图
●要求学生会绘制柱形图或堆积柱形图
二、进行重点知识的讲解
（1）教师根据课件，介绍如何使用plot()函数绘制折线图，并使用代码进行演示。

plot()函数用于绘制折线图，该函数会返回一个包含Line2D类对象（代表线条）的列表。

plot()函数不仅能够绘制包含一条线段的折线图，还能够绘制包含多条线段的折线图。

（2）教师根据课件，介绍实例1：未来15天最高气温和最低气温，并使用代码进行演示。

（3）教师根据课件，介绍如何使用bar()函数绘制柱形图或堆积柱形图，并使用代码进行演示。

bar()函数用于绘制助柱形图或堆积柱形图，该函数会返回一个BarContainer类的对象。

BarContainer类的对象是一个包含矩形或误差棒的
容器，它亦可以视为一个元组，可以遍历获取每个矩形或误差棒。

（4）教师根据课件，介绍实例2：2013—2019财年阿里巴巴淘宝和天猫平台GMV，并使用代码进行演示。

三、归纳总结，布置课后作业
（1）回顾上课前的学习目标，对本节课知识点进行总结。

教师带领学生总结本节课需要掌握的知识点，包括绘制折线图和绘制柱形图或堆积柱形图。

（2）布置随堂练习，检查学生掌握情况。

根据博学谷和随堂练习资源，给学生布置随堂练习，检测学生的掌握程度，并对学生出现的问题进行解决。

（3）使用博学谷系统下发课后作业。

第二课时
（绘制条形图或堆积条形图，绘制堆积面积图，绘制直方图）一、回顾上节课内容，继续讲解本课时的知识
（1）教师对学生们的疑问进行统一答疑。

（2）回顾上个课时所学习的内容，继续介绍本课时的内容。

上节课主要为大家介绍了绘制折线图、柱形图、堆积柱形图的内容，接下来，本节课将为大家介绍绘制条形图、堆积条形图、堆积面积图、直方图的内容。

（3）明确学习目标。

要求学生会绘制条形图或堆积条形图
●要求学生会绘制堆积面积图
●要求学生会绘制直方图
二、进行重点知识的讲解
（1）教师根据课件，介绍如何使用barh()函数绘制条形图或堆积条形图，并使用代码进行演示。

barh()函数用于绘制一个条形图。

在使用barh()函数绘制条形图时，可以通过给left参数传值的方式控制条形的x值，通过给xerr、yerr参数传值的方式为条形添加误差棒。

（2）教师根据课件，介绍实例3：各商品种类的网购替代率，并使用代码进行演示。

（3）教师根据课件，介绍如何使用stackplot()函数绘制堆积面积图，并使用代码进行演示。

堆积折线图按照自下而上的顺序逐个堆叠折线及填充区域，因此先绘制的图形位于底部，后绘制的图形位于上方。

（4）教师根据课件，介绍实例4：物流公司物流费用统计，并使用代码进行演示。

（5）教师根据课件，介绍如何使用hist()函数绘制直方图，并使用代码进行演示。

（6）教师根据课件，介绍实例5：人脸识别的灰度直方图，并使用代码进行演示。

三、归纳总结，布置课后作业
（1）回顾上课前的学习目标，对本节课知识点进行总结。

教师带领学生总结本节课需要掌握的知识点，包括绘制条形图、堆积条形图、堆积面积图、直方图。

（2）布置随堂练习，检查学生掌握情况。

根据博学谷和随堂练习资源，给学生布置随堂练习，检测学生的掌握程度，并对学生出现的问题进行解决。

（3）使用博学谷系统下发课后作业。

第三课时
（绘制饼图或圆环图，绘制散点图或气泡图）
一、回顾上节课内容，继续讲解本课时的知识
（1）教师对学生们的疑问进行统一答疑。

（2）回顾上个课时所学习的内容，继续介绍本课时的内容。

上节课主要为大家介绍了绘制条形图、堆积条形图、堆积面积图、直方图的内容，接下来，本节课将为大家介绍绘制饼图、圆环图、散点图、气泡图的内容。

（3）明确学习目标。

●要求学生会绘制饼图或圆环图
●要求学生会绘制散点图或气泡图
二、进行重点知识的讲解
（1）教师根据课件，介绍使用pie()函数绘制饼图或圆环图的内容，并使用代码进行演示。

（2）教师根据课件，介绍实例6：支付宝月账单报告，并使用代码进行演示。

（3）教师根据课件，介绍使用scatter()函数绘制散点图或气泡图的
内容，并使用代码进行演示。

（4）教师根据课件，介绍实例7：汽车速度与制动距离的关系，并使用代码进行演示。

三、归纳总结，布置课后作业
（1）回顾上课前的学习目标，对本节课知识点进行总结。

教师带领学生总结本节课需要掌握的知识点，包括绘制饼图、圆环图、散点图、气泡图。

（2）布置随堂练习，检查学生掌握情况。

根据博学谷和随堂练习资源，给学生布置随堂练习，检测学生的掌握程度，并对学生出现的问题进行解决。

（3）使用博学谷系统下发课后作业。

第四课时
（绘制箱形图，绘制雷达图，绘制误差棒图）
一、回顾上节课内容，继续讲解本课时的知识
（1）教师对学生们的疑问进行统一答疑。

（2）回顾上个课时所学习的内容，继续介绍本课时的内容。

上节课主要为大家介绍了绘制饼图、圆环图、散点图、气泡图的内容，接下来，本节课将为大家介绍绘制箱形图、雷达图、误差棒图的内容。

（3）明确学习目标。

●要求学生会绘制箱形图和雷达图
●要求学生会绘制误差棒图
二、进行重点知识的讲解
（1）教师根据课件，介绍如何使用boxplot()函数绘制箱形图，并使用代码进行演示。

（2）教师根据课件，介绍实例8：2017年和2018年全国发电量统计，并使用代码进行演示。

（3）教师根据课件，介绍如何使用polar()函数绘制雷达图，并使用代码进行演示。

（4）教师根据课件，介绍实例9：霍兰德职业兴趣测试，并使用代码进行演示。

（5）教师根据课件，介绍如何使用errorbar()函数绘制误差棒图，并使用代码进行演示。

（6）教师根据课件，介绍实例10：4个树种不同季节的细根生物量，并使用代码进行演示。

三、归纳总结，布置课后作业
（1）回顾上课前的学习目标，对本节课知识点进行总结。

教师带领学生总结本节课需要掌握的知识点，包括绘制箱形图、绘制雷达图、绘制误差棒图。

（2）布置随堂练习，检查学生掌握情况。

根据博学谷和随堂练习资源，给学生布置随堂练习，检测学生的掌握程度，并对学生出现的问题进行解决。

（3）使用博学谷系统下发课后作业。

第五课时
（上机练习）
上机练习主要针对本章中需要重点掌握的知识点，以及在程序中容易出错的内容进行练习，通过上机练习可以考察同学对知识点的掌握情况，对本章知识掌握程度。

上机一：（考察知识点使用bar()绘制柱形图）
形式：单独完成
题目：
编写程序。

根据实例2的要求，绘制一个展示2013~2019财年阿里巴巴淘宝+天猫平台的GMV的柱形图，实现过程如下：
（1）导入matplotlib.pyplot模块；
（2）准备x轴和y轴的数据；
（3）绘制柱形图。

上机二：（考察知识点使用barh()绘制条形图）
形式：单独完成
题目：
编写程序。

根据实例3的要求，绘制一个展示各商品种类的网购替代率的条形图，实现过程如下：
（1）导入matplotlib.pyplot模块；
（2）准备x轴和y轴的数据；
（3）绘制条形图。

第六课时
（上机练习）
上机练习主要针对本章中需要重点掌握的知识点，以及在程序中容易出错的内容进行练习，通过上机练习可以考察同学对知识点的掌握情况，对本章知识掌握程度。

上机一：（考察知识点使用pie()绘制饼图）
形式：单独完成
题目：
编写程序。

根据实例6的要求，绘制一个展示支付宝月账单报告的饼图，实现过程如下：
（1）导入matplotlib.pyplot模块；
（2）准备饼图的数据；
（3）绘制饼图。

上机二：（考察知识点使用bar()绘制带误差棒的柱形图）
形式：单独完成
题目：
编写程序。

根据实例10的要求，绘制一个展示马尾松、樟树、杉木、桂花4个树种不同季节的细根生物量的误差棒图，实现过程如下：（1）导入matplotlib.pyplot模块；
（2）准备柱形图的数据；
（3）准备测量偏差数据；
（4）绘制柱形图；
（5）在柱形图的上方绘制误差棒。

思
考题和
见教材第2章配套的习题习题
教
学
后
记
11。