1、2.2数据教学设计一、教学设计课程标准和教学目标数据教材内容： 1.1数据适应的课程标准： 1.1通过列举实例，分析数据与社会各领域的关系，理解数字、数值和数据的基本含义。1.2通过列举实例，认识到数据作为新的原材料、生产资料和基础设施的价值与意义。教学目标：理解数字、数值和数据的基本含义了解数据的常见存在形式了解数据对现代社会发展的作用指向的核心素养： 信息意识：敏锐感觉到信息的变化，获取相关信息，采用有效策略对信息来源的可靠性、内容的准确性、指向的目的性做出合理判断；能够根据解决问题的需要，自觉、主动地寻求恰当的方式获取与处理信息；计算思维：总结利用计算机解决问题的过程与方法，并迁移到与之
2、相关的其他问题解决中。数字化学习与创新：掌握数字化学习系统，学习资源与学习工具的操作技能，用于开展自主学习、协同工作、知识分享与创新创造”。信息社会责任感：关注信息技术革命所带来的环境问题与人文问题。对于信息技术创新所产生的新观念和新事物，具有积极学习的态度、理性判断和负责行动的能力。学习环境：多媒体教室，预装思维导图软件。建议课时：1课时教学活动设计教学环节教学过程设计意图情境导入观看视频“春运里的数据”，请学生感受多渠道数据整合加工的价值与意义。让学生通过视频观看，交流、探讨春运数据，整合分析处理在春运高峰预测、资源调配，管理中的价值。同时，通过交通结构的改善数据反映人民生活水平的提高，反
3、向春运数据反映人民过节观念的改变，出境数据反映境外旅游成为了人民过节的新选择。旨在培养学生对数据研究的兴趣，为后续的学习奠定基础。知识讲解1结合视频提出引出“数据”主题，展开对比探讨数字“144”的各种存在形式及其意义。通过类似教材中公交车站牌的事例剖析，引导学生经历自主思考后来辨析其中数据的具体存在形式（数字、数值及其他各种存在形式），同一情景中相似概念的比较分析，有助于学生深刻感知不同概念间的区别与联系。知识讲解2结合行程问题探讨数字“144”的数值形式。设计意图：通过行程问题的探讨学生加深学生对“数值”概念的理解（由数字符号组成的，能进行算术运算的某一类数据）。自主学习自主学习教材中数据
4、的“其他表现形式”，探讨数据加工技术发展与计算机性能提升之间的关系。通过自主学习与探讨，唤醒学生对现实中蕴含数据的事例的关注，并在事例的剖析中去深刻理解数据的概念。同时，通过数据加工技术发展与计算机性能提升之间的关系这条线索，引出当今世界互联网发展、人机互动、AI技术离不开计算机软硬件发展这个事实，让学生意识到要更好地适应当今社会就必须理解计算机的思维方式，为后续的学习奠定基本概念与知识、思维方式等方面的基础。问题与讨论讨论主题“为什么现实中我们很少会关注数字和数值的差别，但在计算机科学领域，却必须严格地区分并且在编程时还要定义各种数据类型？” 通过程序“加法”实例，让学生理解计算机处理数据时
5、定义数据类型的必要性。既：计算机面对孤立的符号144时，无法判别这个符号所处的具体情境，或者说计算机不知道这个144是符号还是数值，这就需要人类事先给予界定并以某种方式告诉计算机。在编程时，给变量和常量设定数据类型就能实现这样的目标。本问题讨论的目的一是引导学生进一步理解数据的概念，感受数据与其蕴含的信息之间的关系；二是促进学生在程序设计中对数据类型规划、设计的意识。知识讲解3列举实例讲解，数据促进了人类社会的发展。如古代因为生产生活的需要、数据处理要求在不断提升，计数方法也在不断的改进：肢体计数石子和贝壳计数结绳计数筹码计数。近代，二次世界大战中，密码破译工作涉及的数据量和数据计算都非常巨大
6、，催生了电子计算机巨人，同样因弹道计算与大规模科学运算的需求，美国军方成功研制了ENIAC电子计算机，引着人们进入信息社会。列举实例讲解，随着计算机系统软硬件的不断升级改良和人类运用计算机进行数据处理能力的提高，计算机越来越被广泛地应用到数据处理事务中，并从数据中挖掘有用的信息用于社会生产。例如，医药生产厂根据药品的销售库存数据规划下一年各种药品的生产量，以确保既满足患者的需要又不致产生过多的库存。政府部门根据某些数据分析的结果进行社会事业的规划决策，如根据当前学校学生数量和未来人口增长趋势，教育部门判断是否需要增设新学校等。结合现实事例开展教学，既能促进学生的学习兴趣，又能使学生对数据在社会
7、中的作用产生鸟瞰式的认知，利于学生逐步形成面向项目的工程思维、抽象与建模能力。知识讲解4列举实例讲解，医院运用大数据技术，分析病人特征数据和疗效数据，找到针对特定病人的最佳治疗途径，以减少过度治疗、避免治疗不足。学校采集每位学生学习过程中获取知识的内容偏好、提交作业的错误特征、学习行为的规律等信息，分析出每位学生知识和技能的缺陷，从而针对性地为每位学生判断缺失的知识和技能环节、推送个性化的学习建议和适合的学习资源，帮助每位学生提升学业水平、优化学习方式。网络运营商可以根据用户浏览网页的痕迹为每个用户记录标签并生成用户画像，在推销时就可根据画像特征进行精准推送。根据手机信号在真实地理空间上的覆盖
8、情况，完整、客观地还原出手机用户的现实活动轨迹，从而挖掘得到人口生活空间分布与工作空间分布等特征信息，为城市规划提供可靠的参考信息。但大数据存在数据体量大、数据类型复杂、处理数据时效性高、数据价值密度低等4V特征，收集到的数据并不直接拥有价值与意义，要从收集的数据中得到有价值的信息，必须根据需要建立计算模型，合理组织数据结构，选择设计合适的算法进行处理。通过大数据应用实例，让学生感受大数据技术服务于当今生产生活的价值，培养学生全面而正确的数据观，同时也为后续内容做铺垫，教学中结合实例说明原始的数据很多时候并不直接具备价值和意义，只有人们收集、组织、加工数据之后，数据才能显现出它的价值和意义。课
9、堂小结知识梳理：学习评价（附件6：学习评价表）本节课概念性知识较多，借助思维导图进行梳理有助于对这些概念的归纳总结形成体系。有助于加深学生对数据这个概念的理解。同时，通过学生的自评与互评，一是引导学生对自身学习进行反思，引导其抓住本节课的重难点，二是有利于学生不断地自主改善学习，提升学生的学习能力。布置作业基础作业（面向所有学生）：1.选择题（详见课后练习）。2. 思考教材“思考与练习”从现实中寻找一个计算机处理数据的实例，找出其中的“数字”“数值”和“数据”。进一步地，分析“数字”“数值”和“数据”之间的关系。3. 思考教材“实践与体验”中“剩余行驶时间预估”，简要阐述你所体验和了解的导航仪
10、预估剩余时间的原理和方法，提出一些导航时间预估改进建议。提升作业（面向学有余力学生）：学校的图书借阅系统，要记录同学们的图书借阅情况，需要记录哪些数据？课后作业是课堂学习的延伸，是巩固和升华知识点的有效途径。根据学生的基础和能力设置不同难度的作业，以满足不同层次的学生需求。针对核心素养培养的设计考虑信息意识：落点在“敏锐感觉到信息的变化，获取相关信息，采用有效策略对信息来源的可靠性、内容的准确性、指向的目的性做出合理判断；能够根据解决问题的需要，自觉、主动地寻求恰当的方式获取与处理信息；”。通过相关事例的学习，让学生理解数据类型的作用于意义，意识到数据作为新的原材料、生产资料和基础设施的价值，
11、唤醒学生对现实中蕴含数据的事例的关注，并在事例的剖析中去深刻理解数据的概念。能思考使用一定的数据处理手段加工数据，产生数据增值效应，以更好地服务工作生活。计算思维：落点在“总结利用计算机解决问题的过程与方法，并迁移到与之相关的其他问题解决中”。本条例提供了大量的现实事例，既能促进学生的学习兴趣，又能使学生对数据在社会中的作用产生鸟瞰式的认知，逐步形成面向项目的工程思维、抽象与建模能力。学有余力的学生，还可以针对现实情境，大致分析项目实施过程中数据的获取、加工、结果呈现的过程。 数字化学习与创新：落点在“掌握数字化学习系统，学习资源与学习工具的操作技能，用于开展自主学习、协同工作、知识分享与创新
12、创造”。本条例的学习通过学生经历自主思考后来辨析其中数据的具体存在形式（数字、数值及其他各种存在形式），同一情景中相似概念的比较分析，有助于学生深刻感知不同概念间的区别与联系。同时教学可通过小组合作、交流讨论的方式开展，学生在讨论寻找实例的过程中必定经历一个将概念与情景对应的思维过程。信息社会责任：落点在“关注信息技术革命所带来的环境问题与人文问题。对于信息技术创新所产生的新观念和新事物，具有积极学习的态度、理性判断和负责行动的能力”。本课所举例的一些实例，如医疗的个性化诊断、学校的精准教学、运营商的用户偏好识别、基于手机信号的城市规划等都是一些新兴的事物，对于这些新事物、新技术，学生需要以积极的态度去面对，并能理性判断新技术所带来的便利和新问题。在分析各种项目案例时，要引导学生从信息安全、信息伦理等角度负责任思考与应用大数据技术，如：如何规避大数据带来的个人隐私问题。
