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文本内容:
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;
（4）能够明晰传统数据与大数据的区别；
（5）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；
（6）能够了解数据采集的方法和工具；
（7）能够理解对数据保护的意义；
（8）能够了解数据预处理及分析；
（9）能够体验多种数据分析技术；
（10）能够掌握选用恰当的工具处理数据；
（11）能够掌握总结和归纳数据分析的方法和步骤；
（12）能够了解数据可视化的两种类型；
（13）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，提升数据分析的效率；
（14）能够撰写数据分析报告令重点
（1）了解数据采集的方法和工具；了解数据预处理及分析；
（3）体验多种数据分析技术；
（4）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
四、教学方法和策略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、资源列表软件工具后羿采集器软件互联网
六、学习活动流程
七、教学过程第3课时数据的分析
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、视频教师准备环节课堂活动设计意图项目回顾回顾前两节课内容认识大数据一数据的采集教师活动回顾整个项目流程认识大数据f数据的采集，以及上节课的主要任务采集数据，并且我们也通过所学方法采集到了项目所需要的数据学生活动跟着老师的思路回忆上节课所学内容回顾项目进程帮助学生回忆上节课所学内容，还为本节课创设情境做准备情境导入教师活动教师展示上节课采集的部分数据截图提问你能快速的从以下图片中获得有用的信息吗？你能发现这些数据的内在结构和规律呢？学生活动学生认真观察数据并思考回答教师总结通过观察我们可以从图片中获得一些有价值的数据，但是当数据量庞大时我们通过观察获得有用信息效率很低而且仅仅观察很难发现数据的内在规律和结构因此我们要对采集的数据进行数据分析什么是数据分析？怎提出问题引发学生思考，借助学生的回答引发学生认知冲突，从而引出本节课课题“数据的分析”，为新课教学做好铺垫环节课堂活动设计意图样进行数据分析呢？我们开始
5.3数据分析的学习展示课题
5.3数据的分析新知探究
1、数据分析教师活动展示数据分析的概念并讲解学生活动观看PPT并听讲教师活动上节课，我们采集到了2016~2021年的日空气质量指数，通过每日空气质量指数很难说明问题，因此我们需要计算年平均空气质量指数，再通过对比才能发现空气质量是不是逐年变好
2、特征探索教师活动展示并讲解特征探索概念，今天主要分为数据预处理和特征值探索学生活动观看PPT并认真听讲数据预处理教师活动引导学生观察图片发现问题（数据重复和缺失值）学生活动观察图片、发现问题并回答教师活动结合发现的问题讲解数据预处理关键代码特征值探索教师活动结合采集的数据，讲解特征值探索的代码学生活动理解教师讲解内容通过学生假设空气质量变好的结论，让学生想办法去验证这个结论，从而引出本节课要用到的数据分析方法-特征探索课堂活动教师活动引导学生根据学习任务单小组合作完成活动一体验数据预处理、活动二体验特征值探索学生活动根据学生任务单内容完成活动
一、活动二，并思考问题教师活动巡视指导学生操作，引导学生发现文件中的变化，并请学生回答展示学生代表回答问题并展示项目数据分析结果，其他学生听讲并补充学生合作探索体验数据分析，并根据活动结果总结归纳数据分析前后的变化探索活教师活动引导完成活动
一、活动二的同学尝试探索活动学生活动满足不同层次学生的学习需求，弹性设计探环节课堂活动设计意图动部分学生尝试探索最大空气质量指数、最小空气质量指数的计算合肥市样表如下究活动，使学有余力的学生有所提高年份平均空气质量最高AQI指数最低AQI指数201685323182017842712020187522718201971215172020601932020215916311拓展教师活动提出问题“如果我们获取的信息是文本信息我们应该如何分析”？展示并讲解词云分析及其原理学生活动学生听讲教师活动引导学生完成学习任务单中拓展活动，并观察生成的两幅词云图有什么区别学生活动学生完成拓展活动体验词云分析，观察两幅词云图有什么区别展示并回答教师总结通过词云分析我们能快速分析出一段文本中的高频词汇提出问题引发学生思考；再让学生了解词频分析这种数据分析的方法课堂小结学生活动学生总结本课所学教师活动教师利用思维导图总:二为数据可视41做铺垫［衍Q1if不神蝴僖-1waax知识性内容的小结，将知识技能尽快化为学生的信息素养昌・•«。
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