高中信息技术 必修1《数据与计算》数据处理和可视化表达 第1课时 认识大数据 教学设计

第五章数据处理和可视化表达

一、项目简介

二、课程标准及目标分析（-）课程标准及教材分析

1.本章对应课标的内容要求通过典型的应用实例，了解数据采集、分析和可视化表达的基本方法根据任务需求，选用恰当的软件工具或平台处理数据，完成分析报告，理解对数据进行保护的意义

2.本章对应的学业要求A-1能够描述数据与信息的特征（信息意识）A-3能够根据需要选用合适的数字化工具开展学习（数字化学习与创新）A-4了解数据采集、分析和可视化表达的基本方法（计算思维）A-5能够利用软件工具或平台对数据进行整理、组织、计算与呈现，并能通过技术方法对数据进行保护（计算思维、信息社会责任）A-6在数据分析的基础上，完成分析报告（计算思维）

3.本章的地位和作用本章是本教科书的第五章，将带领学生学习“数据处理和可视化表达”的教学内容，也是学习选择性必修模块《数据管理与分析》和《人工智能初步》的基础知识与技能准备本章以培养信息素养为目标，以知识技能为载体，以项目学习活动为途径，开展自主、协作、探究学习，让学生了解数据采集、分析和可视化表达的基本方法本章以“典型城市空气质量变化研究”为项目范例，通过“典型城市空气质量变化研究”项目，让学生认识和了解大数据，学会选用恰当的软件工具或平台处理数据、发现信息，已逐步成为人们解决问题的一种重要方式；并通过对数据和大数据进行采集、存储、处理，以及从中发掘有价值的信息等过程，让学生全面了解数据与计算的重要意义，从而提升学生的信息素养（-）本章对应达成的学科核心素养

（1）针对特定的信息问题，自觉、主动比较不同的信息源，能描述数据与信息的关系，确定合适的信息获取策略（信息意识1）

（2）依据特定任务需求，甄别不同信息获取方法的优劣，并能利用适当途径甄别信息（信息意识1）

（3）在日常生活中，根据实际解决问题的需要，恰当选择数字化工具，具备信息安全意识（信息意识1）

（4）主动关注信息技术工具发展中的新动向和新趋势，有意识地使用新技术处理信息（信息意识1）

（5）针对给定的任务进行需求分析，明确需要解决的关键问题（计算思维1）

（6）按照问题解决方案，选用适当的数字化工具或方法获取组织分析数据，并能迁移到其他相关问题的解决过程中（计算思维1）

（7）在学习过程中能够评估常用的数字化工具资源，根据需要合理选择（数字化学习与创新1）

（8）在信息活动中，具有信息安全意识，尊重和保护个人及他人的隐私（信息社会责任1）

（三）目标分析.项目目标本章以“典型城市空气质量变化研究”为项目范例，通过“典型城市空气质量变化研究”项目，组织学生进行自主、协作、探究学习，让学生认识大数据及其特征、理解数据对日常生活的影响，了解数据采集的基本方法及其对数据保护的意义，能够在一大批杂乱无章的数据中，运用数字化的工具和技术分析数据，并学会选用恰当工具实现数据的可视化表达，以便更好的理解数据学习过程将知识建构、技能培养与思维发展融入运用数字化工具解决问题和完成任务的过程中，促进本章对应课标的学科核心素养水平的达成，完成项目学习目标.学业目标

（1）能够了解大数据的概念；

（2）能够理解大数据的特征；

（3）能够了解大数据对日常生活的影响;能够明晰传统数据与大数据的区别；能够明确数据应用项目的需求，能制定数据采集的需求清单；能够了解数据采集的方法和工具；能够理解对数据保护的意义；能够了解数据预处理及分析；能够体验多种数据分析技术；能够掌握选用恰当的工具处理数据；能够掌握总结和归纳数据分析的方法和步骤；能够了解数据可视化的两种类型；能够学会选用恰当的工具可视化表达数据，揭示数据反映的本质问题，提升数据分析令重点:了解数据采集的方法和工具；了解数据预处理及分析；体验多种数据分析技术；选用恰当的工具可视化表达数据，揭示数据反映的本质问题，提升数据分析的效率令难点.

（1）体验多种数据分析技术；

（2）选用恰当的工具可视化表达数据，揭示数据反映的本质问题，提升数据分析的效率

三、学情分析学生在第四章已经体验了利用程序去解决问题了解了python程序设计语言的基础知识，掌握了程序的顺序结构、选择结构和循环结构，学会了使用程序设计语言实现简单算法，体验了程序设计基本流程，掌握了程序调试与运行的方法创设数据处理和可视化表达的活动情境，组织学生在解决问题的过程中探究数据采集、数据分析和数据可视化表达的方法，通过小组学习选用恰当的软件工具或平台处理数据，完成分析报告发展学生的计算思维，提升学生的数字化学习与创新能力

五、资源列表

六、学习活动流程Pyttion*据分析

七、教学过程第一课时认识大数据教学设计

八、教学评价与反思项目主题典型城市空气质量变化研究项目背景2020年9月22日在75届联合国大会上我国提出将努力在2060年实现“碳中和”，2021年“碳达标”和“碳中和”首次写入政府工作报告，2022年10月16日召开的二十大也再次提到了碳达标近几年，我国各地方政府先后采取了一系列措施整治环境，各个城市空气质量也都有了明显的改善，中国对空气质量的严格要求对推动全球气候治理起到关键性的推动作用本项目以大数据为依托，对各典型城市的空气质量数据进行采集和分析，进而探究数据背后的真相对应教材广东教育出版社普通高中教科书信息技术必修1《数据与计算》第五章课时安排4课时资源名称清单及描述形式（类型）来源课件第五章数据处理和可视化表达（课件）演示文稿教师制作微课5-3聚类分析程序介绍微课视频教师制作学习资料《近十年气象变化》《探究大数据特征》文档、视频教师准备软件工具后羿采集器软件互联网环节课堂活动设计意图教师活动利用视All在学习本节内容之前，请学生观看一则《近十年气象变化》视频频进行训裙学生活动导入，可耳情观看视频感知大数据学动调教师活动学的生9汨请同学们思考，为什么视频中说我们的气象预测稳步提升？依据什么？习热情，优学生活动同时给现且回答问题予学生X教师活动直观感八引入本节课内容——认识大数据知大数vSo1s大数据概念通过知1士名教师活动识讲授、分口反展示大数据的概念并讲解学生交罪抖流讨论，初大数据是指无法在可承受的时间范围内用常规软件工具进行高效自主探r+i捕捉、管理和处理的信息集合，是需要新处理模式才能具有更强究等方内交的决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增长率和多样法，学生谷讲化的信息资产掌握本I7i融节课主学生活动要知识环节课堂活动设计意图观看PPT并听讲

2、大数据特征教师活动已经学习了大数据的概念，我们通过一则视频来总结大数据的特征（从互联网产生大数据角度思考）播放视频学生活动学生观看视频，并交流讨论，总结大数据的特征教师活动提问学生，并对学生的总结进行反馈展示大数据的4V特征，并进行详细讲解

1.数据体量大

2.数据类型繁多

3.价值密度低

4.数据变化快学生活动观看PPT并认真听讲

3、大数据对日常生活的影响教师活动请同学根据任务单，总结大数据对我们日常生活的影响案例1:当今时代，出行一部手机就可以完成各项事宜，比如购买商品，可以选择支付宝、微信、云］皿寸等多种电子支付方式~案例2当我们每天在公路上开车时，我们的智能手机会发送我们的位置信息以及速度，然后结合实时交通信息为我们提供最佳路线，从而避免堵车结合位匿应用程序极要©期皂，还可以为你提供附近的餐憎、银行、加油站等信息一案例3«当我们去购物时，我们的数据会结合历史购买记录和社交媒体数据来为我们提供优惠券、折扣和个性化优惠或者结合之前的数据，给用户推送一些~L品o.案例4:在医院，儿科部会记录早产儿和患病婴儿的每一次心跳，然后将这些数据与历史数据相结合来识别模式基于这些分析，系统可以在婴儿表现出任何明显的症状之前就检测到感染，这使得医生可以早期干预和治疗~案例5在大数据时代，网上购物.会员信息旅馆住宿、电信、移动、联通、等需要身份证件实名登记的部门、场所，个别人员利用登记的便利条件，泄露客户个人信息-案例62012年底.北康、上海、深圳等城市相继发生大量电话诈骗学生家长案件犯罪分子利用非法获取的公民家庭成员信息，向学生家长打电话谎称其在校子女遭绑架或突然生病要求紧急汇款解救或医治以此实施诈骗，《案例J7同一平台、同一时段、同款货品下单价格竟有较大差别更令人费解的是，多付费者还是平台的熟客据报道，用户分别使用自己的高级会员和普通会员账号在同一电商平台购买同款商品.结果发现高级会员账号不仅没享受到优惠，反而需要比普通账号支付更高的价格北京市消协的一项调查显示许多被调查者表示曾被“杀熟”，而网购平台、在线旅游、网约车类移动客户端或网站早蚩灾区〈近生来.类似夫数据.保熟”现象时有卷牛.给消费者带来困扰°-学生活动打开任务单，进行案例阅读和总结内容填写教师活动结合学生的回答，根据案例讲解内容方便支付、方便出行、方便购物与产品推销、方便看病与诊病个人信息泄露、信息诈骗、信息伤害内容环节课堂活动设计意图教师活动:项大数据已和我们的生活息息相关，那么我们如何发挥大数据的优目势？目前，大数据应用于智慧预测中比较多那我们就一起探索学生合提大数据的智慧预测作探索出给出项目主题一一探究典型城市空气质量的研究体验给9典型城市有山西太原、安徽合肥、浙江杭州（3选1）予大数小展示百度指数近年来对空气质量的关注度，提问学生为什么这几据开展组年关注度不高现象的项目，合学生活动并项目作小组成员之前根据主题进行典型城市的确定学习单完成项教师活动目规划，项项目开展要经过数据采集、数据分析、数据可视化等阶段前期任务分目需要做好规划才能保证项目的顺利实施配培养规学生活动其逻辑划根据项目学习单，进行任务分配，并利用数字化工具思维导图思维能mindmaster软件制作项目规划图力和团创教师活动结合作新巡视小组成员间任务分配以及各自操作，给予相关问题解答能力发展示展请小组成员展示其项目规划图，其他学生听讲并给予自己小组内容补充教师活动知识性教师展示小组项目规划图内容的学生活动小结，将展示总结观看并调整自己组内规划图知识技教师活动能尽快教师利用思维导图总结化为学目前我们已经进行了项目规划，请同学思考如何将项目付诸实践，生的信即如何采集太原/合肥/杭州空气质量数据息素养反思大数据的定义学后予课给生升豹抠母里巨大思考方/势摺犬生繁多大数据的特荏-K〜向.便于华ullHtrreln认识大数据襄化漆一正面A4大数据前日将生活例影响弓.丁二米开一据的一数集项目规划/R.O。