基于數據分析的“表格數據加工”教學內容拓展

謝偉

目前，在國內初中信息技術課程中，“表格數據加工”是必不可少的教學單元。其內容主要圍繞某電子表格軟件（Excel或WPS表格），讓學生掌握統計與處理表格數據的基本方法。從教材內容與教學實踐看，該單元的教學往往在圖表之后就結束了。但筆者總有“意猶未盡”之感，覺得如果能在該單元的末尾部分加上“數據綜合分析”性質的內容，則能更好地體現課程的核心思想，才有利于培養學生的核心素養。學習“表格數據加工”可以讓學生掌握其基本知識與技能，但更重要的是要讓學生建立利用數據解決問題、輔助決策的意識。這些雖然可以考慮在本單元各部分教學內容中滲透，但限于課時與知識內容，在單元最后進行總結與強化將更能凸顯其意義。表格數據加工的目的與意義在于為接下來的數據分析提供方法與基礎。數據分析是指“用適當的統計分析方法對搜集來的大量數據進行分析，提取有用信息形成結論并對數據加以詳細研究和概括總結的過程”。[1]這是培養學生發展核心素養中“問題解決”的重要方法。在實際教學中，電子表格數據可以從單表與多表數據分析兩個層面開展，并結合“數據透視表”與“合并計算”兩個知識點進行講解（下文中的案例均以WPS表格為工具）。

● 單表數據分析

面對電子表格中單張工作表中的數據，人們常常會根據實際需要，綜合運用計算、排序、篩選、匯總、圖形化等手段，深入分析這些數據。有時，還需要根據不同的需求對工作表中數據進行多角度的分析。如果將每種需求的分析結果都制成新的工作表則比較麻煩，這時可以使用“數據透視表”來解決。

1.單表深入分析與案例

通過對單張工作表中的數據進行統計與深入分析可以得到某種結論，并因此生成新的應用需求，或對未來可能出現的狀況進行預測。

例如，體育老師為了挑選籃球興趣小組成員，分析了“學生信息表”中的數據，并特別關注了全班學生的“身高”與“體重”兩項數據（如表1）。筆者讓學生從“體育老師”的角度去觀察數據并思考（觀察“身高”與“體重”數據是為了挑選籃球隊員），看有沒有其他發現？

從表中信息，筆者聯想到了“BMI指數”，即常用衡量人體胖瘦程度以及是否健康的一個國際標準。于是，筆者統計了全班的“BMI指數”，并分析了全班學生的體質狀況。結果發現，全班超過半數的學生都有體重超標的現象（如下頁圖1）。據此，筆者建議班主任要鼓勵與組織相關學生多進行有氧運動，以減輕體重。

隨后，筆者指導學生總結：通過對數據統計與分析，發現體重超標的現象，并以此為依據預測相關同學發生相關疾病的風險可能增加，這就是開展預測。班主任在體育老師的建議下，開展相應的活動，倡導學生加強鍛煉，增強體質，這就產生了新的應用。當然，還可以引導學生繼續觀察數據，看能否有新的發現或想法，開拓其思維并提供實踐的機會。只要學生提出的猜想與假設是合理的，都應給予鼓勵，幫助他們建立利用數據的意識。

2.數據透視表

數據透視表是一種交互式的表格。用戶可以根據不同的分析目標，動態地安排行、列、數據以及頁區域的內容，從而輕松實現數據的多角度分析與需求。

例如，對“班費使用記錄表”中的數據進行多角度分析（如表2）。學生可以根據自己的意圖來自由安排行、列項，從而實現對相同數據的多樣性分析，如可以分析不同班委使用班費的總額，或某月所有班委使用班費的總額等。如果分別建立工作表進行分析統計會比較麻煩，而使用“數據透視表”則更高效。

首先，創建針對“班費使用記錄表”工作表中數據的數據透視表。具體步驟如下：①選擇工作表中A1∶F22單元格；②單擊“數據”菜單下的“數據透視表”，在彈出的對話框中，選擇“新工作表”，將創建的數據透視表放置在新工作表中；③單擊“確定”，完成創建。接著，在創建好的數據透視表上，根據需求將字段列表區中的字段拖放到數據透視表中的行區域、列區域、數據區域與頁區域中，進行多角度的分析，結果會直接呈現在工作表中。例如，想了解各班委使用班費的總額，可以將“負責人”字段拖至“行區域”，將“金額”字段拖至“數據區域”，結果會在工作表中顯示（如圖2）。如果用“分類匯總”方法也可以完成這一任務，但用數據透視表來實現更為方便。另外，放在頁區域中的字段，也可以作為透視表中已有數據的篩選條件。例如，將“月份”字段放置在頁區域，則可以通過下拉菜單選擇具體月份，對下面的所有數據進行篩選。

● 多表數據分析

在使用和處理數據的過程中，經常需要將多個工作表中的數據聯合起來綜合分析，即多表聯合分析。有時還需要將多張工作表，甚至是不同工作簿中的工作表中的數據聯合起來統計，此時，可以運用電子表格中的“合并計算”來完成操作。

1.多表聯合分析與案例

數據統計后，發現、分析問題，并針對問題通過分析與之關聯的數據尋求答案或解決方案。

例如，班主任在統計了班費使用金額后，發現總花費超出了預算。在不減少活動次數又不超出總預算的情況下，如何調整班費使用方案呢？此設計的目的在于，讓學生在“問題”的指引下，對多張工作表中的數據進行綜合分析，從而找到解決問題的對策。

教師可以引導學生逐步展開如下分析。首先，了解各月班費使用情況的比例，發現11月份的花費最高；其次，分析11月份各項活動的具體花費情況，發現生日禮物花費最高；最后，圍繞生日禮物花費分析并橫向比較，發現11月份在生日禮物上的花費是整個學期中最高的。為了尋找原因，可以將“學生信息表”與“班費使用記錄表”中的數據進行聯合分析，發現11月份過生日的人數最多。若想削減班費開支，可以考慮降低生日禮物人均費用標準。

本例中，既有對單個工作表單字段數據的比例分析與多字段數據的橫向比較，又有對多張工作表關聯數據的聯合分析。將“學生信息表”與“班費使用記錄表”中多個字段的數據聯系起來分析、尋找11月份班費使用較多的原因（如上頁圖3）。學生在完成任務的過程中，可以體會到將不同工作表中數據聯系起來分析的重要性，從而建立數據是有關系與結構的意識。

2.合并計算

合并計算可以將多表中的數據，以單行（單列）為條件進行統計匯總。合并計算，首先需要選定結果存放的位置（新工作表或某源數據所在的工作表）；其次確定匯總選項（求和、平均值等）；再次分別選定需要合并統計的數據源；最后確定合并條件完成合并計算。

例如，了解一學期各班委經手的費用情況（除了班費外還有班級圖書館活動中產生的相關費用，如表3）。要完成此任務，學生必須將班委在不同表中各自經手的費用進行統計并相加，這無疑是比較繁瑣的，從而自然引出“合并計算”。

因此，可以將“班級管理”工作簿中“班費使用記錄表”工作表中的“負責人”“金額”數據，與“班級圖書角管理”工作簿中“班級購書信息”工作表中的“購買人”“金額”數據進行合并計算。具體步驟如下：①分別打開“班級管理”工作簿和“班級圖書角管理”工作簿；②打開“班級管理”工作簿中的“合并統計”工作表，選定A2單元格；③單擊“數據”菜單下的“合并計算”（如圖4）。

在合并計算對話框中確定“函數”為“求和”。在“引用位置”通過點擊按鈕，選擇“班級管理”工作簿中“班費使用記錄表”工作表中的B2∶C22單元格，返回后再用“添加”按鈕添加至“所有引用位置”。

用類似的方法，也可以將“班級圖書角管理”工作簿中“班級購書信息”工作表中的C2∶D9單元格數據添加至“所有引用位置”。勾選對話框中的“最左列”，單擊確定，完成合并計算（如上頁圖5）。

合并計算時需要注意兩點：一是合并的數據源結構必須相同，本例中的“負責人”“金額”與“購買人”“金額”的數據結構是相同的；二是要明確合并條件，如果選擇“首行”表示按第一行的內容進行分類合并計算，選擇“最左列”表示按第一列的內容進行分類合并計算。合并計算的運用可以讓學生建立將數據結合起來分析統計的意識。

● 課程內容建設的兩點思考

“表格數據加工”單元中單表的深入分析與多表的聯合分析，以及數據透視表與合并計算知識點的引入，都屬于課程內容一個具體方面的建設與拓展。關于課程內容的建設，筆者有以下兩點思考。

1.課程內容建設應聚焦于學科核心素養的挖掘

一線教師應當擺脫已有教學經驗的束縛，不斷思考課程的核心價值與教育意義，并結合學生的發展目標，嘗試提煉本學科的核心素養。同時，在已有專家的研究結果上努力開展教學實踐。在“表格數據加工”單元中，筆者嘗試從單純軟件工具的教學向“數據分析”教學內涵的推進，進一步思考數據之間的關系與結構，并上升到數據管理的思想層面。這其實可以歸類在“信息技術課程核心素養框架”的主題中。[2]站在學科思維的高度，教師可以從對象管理的角度，對“表格數據加工”單元進行整體的設計與安排，如在“數據錄入與修改”部分介紹“對象”“屬性”的概念，在“規劃表格”部分強調“對象”與“屬性”的應用，在“公式、函數、篩選、排序、圖表”的案例教學過程中逐步引入數據的關系與結構。強調數據的應用實際上也是引導學生關注關系與結構的問題。從對象管理的主線出發，安排數據管理的內容，不僅可以與小學階段的“文件管理”相關內容銜接，還可以為高中階段數據庫的學習奠定基礎。

2.課程內容建設應服務于學科核心素養的實現

是否增加教學內容與相關知識點應看其是否有助于說明或體現學科的核心素養。本文中的“數據透視表”與“合并計算”，都曾經出現在蘇科版的教材中，但因一線教師普遍反映內容“太難”而刪除，筆者也曾是其中一員。但經過學習與思考，筆者發現這兩個知識點的引入，可以讓學生有效把握單表內數據與多表間數據的關系與結構。如果教學中缺失，學生對關系與結構的理解會大打折扣，也無法為將來高中數據庫的學習夯實根基。但也不能為了拓展而拓展，以電子表格的函數為例，其種類眾多且每個函數都有其應用的價值，若每個函數都列入教學知識點顯然是不可能的，只要讓學生理解函數的功能與使用方法即可。

總之，信息技術課程內容建設與課程思想提煉的浪潮方興未艾，需要每一位學科教師勤于思考，勇于實踐，貢獻自己的一份力量。