运用Python可视化技术，提高中学编程教学趣味性

发布时间：2020-10-31 01:21

　　 如何提高学生的积极性,是中学编程教学始终需要关注的问题。本文以词云制作为例,探讨在Python教学中,通过合理设计教学任务,综合运用Jieba、Wordcloud、Matplotlib和Numpy等库提供的分词、可视化等技术,采取循序渐进、不断完善的教学方法,逐步实现教学目标。同时,降低编程教学的门槛,提高趣味性,帮助学生克服畏难情绪,充分调动积极性、主动性,有效提升教学效果。
【部分图文】：

初始的词云

图1 初始的词云在完成基础程序编制的基础上，教师可以指导学生设置一些属性，进一步完善词云的分析结果和显示效果。例如，观察图1我们发现，“叶修”一词最大，说明其出现频率最高，是该小说的核心人物。但是，“他们”“但是”“已经”“这样”等词尽管使用也很频繁，却缺乏指向性。因此，最好作为停用词予以排除。Wordcloud的停用词应设为set（集合）类型，并在调用该库时将其作为“Stopwords”属性传递给Wordcloud（例10-12）。如果停用词较多，我们还可以将其统一设为数组，并用for循环，逐一添加进Stopwords（篇幅关系，代码省略）。在排除“他们”“但是”“这样”“自己”“就是”“没有”等16个停用词后，获得了新的词云（图2）。在该图中，除“叶修”外，“君莫笑”“陈果”等人物也凸显出来。同时，“现在”“此时”的出现频率很高，说明作品中对故事发生时的场景描写较多。“角色”“攻击”“技能”“选手”等词使用较多，也符合作品描写主人公如何成长成为一名游戏选手的故事情节。可见，排除部分停用词后，故事的出场人物和相关信息更加清晰了。

Wordcloud默认绘制的方形图片尽管内容翔实，但仍不够有趣。因此，教师可以指导学生通过mask属性设置蒙板，改变输出图像的形状，进一步提高编程的趣味性。该属性需要一个二值化的mask。为此，我们导入绘图库Matplotlib以及Numpy数学函数库，用前者提供的图像处理功能打开构建蒙板所用的图片文件（图3），并用后者的array指令完成由彩色图片向二值化数据的转化（例13）。在将mask属性传递给Wordcloud后（例14），高频词将被显示在蒙板图片中非白色的位置上（图4）。于是，程序输出更加生动、有趣了。图4 设置蒙板后产出的词云
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本文编号：2863265