1.3數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)教學(xué)設(shè)計(jì)20232024學(xué)年人教-中圖版高中信息技術(shù)必修1

課題1.3數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)學(xué)科信息技術(shù)年級(jí)高一班級(jí)授課教師章節(jié)第一章第三節(jié)課題名稱數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)課型新授課授課時(shí)間課標(biāo)要求內(nèi)容要求：在具體感知數(shù)據(jù)與信息的基礎(chǔ)上，描述數(shù)據(jù)與信息的特征。認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)對(duì)人們?nèi)粘Ｉ畹挠绊?。學(xué)業(yè)要求:能夠描述數(shù)據(jù)與信息的特征；掌握數(shù)字化學(xué)習(xí)方法，能根據(jù)需要選用合適的數(shù)字化工具開展學(xué)習(xí)。教學(xué)目標(biāo)（核心素養(yǎng)）1、通過親歷的生活應(yīng)用，感受大數(shù)據(jù)；通過其他領(lǐng)域應(yīng)用，認(rèn)識(shí)大數(shù)據(jù)的價(jià)值。（信息意識(shí)）2、通過項(xiàng)目實(shí)踐，體驗(yàn)大數(shù)據(jù)解決問題的方式，認(rèn)識(shí)到大數(shù)據(jù)安全性問題。（計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會(huì)責(zé)任）教學(xué)重點(diǎn)了解大數(shù)據(jù)在社會(huì)各領(lǐng)域中的應(yīng)用，感受大數(shù)據(jù)在社會(huì)變革中的作用。教學(xué)難點(diǎn)運(yùn)用大數(shù)據(jù)解決問題的意識(shí)。。教學(xué)方法講授法，案例分析法、探究法。教學(xué)過程教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)二次備課新課引入情境導(dǎo)入：通過“百度地圖”，感受大數(shù)據(jù)的存在。1．展示百度地圖應(yīng)用案例，提出問題：“百度地圖”為什么會(huì)認(rèn)路？這節(jié)課我們一起聊聊與大數(shù)據(jù)有關(guān)的話題現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)技術(shù)已能很方便地將路上車輛的行駛軌跡數(shù)據(jù)充分利用起來，自動(dòng)計(jì)算出每條道路的實(shí)時(shí)交通流量。導(dǎo)航地圖平臺(tái)還能根據(jù)用戶實(shí)時(shí)上報(bào)的交通事件信息，通過大數(shù)據(jù)平臺(tái)，將各種信息整合，得出相應(yīng)的交通路線。大數(shù)據(jù)平臺(tái)綜合考慮道路環(huán)境、天氣情況和節(jié)假日等多種因素，基于大數(shù)據(jù)分析得出每條道路在不同環(huán)境或不同時(shí)間的路況規(guī)律，為交通預(yù)測(cè)和路徑規(guī)劃提供數(shù)據(jù)依據(jù)。大數(shù)據(jù)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，正在悄然改變著我們的生活。今天我們就一起來學(xué)習(xí)有關(guān)大數(shù)據(jù)的相關(guān)知識(shí)。學(xué)生課下可以去嘗試體驗(yàn)。初步了解大數(shù)據(jù)使用了百度地圖提出問題，學(xué)生思考引入大數(shù)據(jù)相關(guān)話題。新課學(xué)習(xí)1.3.1數(shù)據(jù)科學(xué)的興起體驗(yàn)探究一大數(shù)據(jù)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，正在悄然改變著我們的生活。有網(wǎng)站利用電子地圖的定位功能進(jìn)行大數(shù)據(jù)計(jì)算與分析，并采用可視化呈現(xiàn)方式，反映人口流動(dòng)的軌跡與特征。P25圖1.3.1呈現(xiàn)的是某日遷入或遷出北京的人口數(shù)據(jù)情況。思考:1.試分析這些人口流入和流出的熱點(diǎn)城市有何關(guān)聯(lián)？從中有何發(fā)現(xiàn)？2.“遷徙”地圖中的數(shù)據(jù)是如何獲取的？數(shù)據(jù)量會(huì)有多大？試說明大數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)意義上的數(shù)據(jù)的區(qū)別?；ヂ?lián)網(wǎng)、智能終端和行業(yè)信息化的快速發(fā)展推動(dòng)了社會(huì)數(shù)據(jù)量的迅速增長(zhǎng)。海量數(shù)據(jù)引發(fā)了人們對(duì)數(shù)據(jù)研究思路和方法的轉(zhuǎn)變與飛躍,數(shù)據(jù)科學(xué)成了一個(gè)新興的研究?；ヂ?lián)網(wǎng)、智能終端和行業(yè)信息化的快速發(fā)展推動(dòng)了社會(huì)數(shù)據(jù)量的迅速增長(zhǎng)。海量數(shù)據(jù)引發(fā)了人們對(duì)數(shù)據(jù)研究思路和方法的轉(zhuǎn)變與飛躍,數(shù)據(jù)科學(xué)成了一個(gè)新興的研究。思考活動(dòng)：數(shù)據(jù)與科學(xué)發(fā)現(xiàn)任務(wù)：查閱資料，小組討論上述科學(xué)發(fā)現(xiàn)在所使用工具、方法上的異同，分析數(shù)據(jù)在這些發(fā)現(xiàn)過程中所起的作用。人類認(rèn)識(shí)世界的方式通過觀察、感知的方式分析自然現(xiàn)象，尋求其中的發(fā)展規(guī)律；通過實(shí)驗(yàn)探究的方式研究問題，對(duì)問題假設(shè)進(jìn)行驗(yàn)證和判定；如今，數(shù)據(jù)科學(xué)為人們提供了認(rèn)識(shí)事物的新方法。信息技術(shù)與經(jīng)濟(jì)社會(huì)的交匯融合引發(fā)了數(shù)據(jù)的迅猛增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)已成為國(guó)家基礎(chǔ)性戰(zhàn)略資源，大數(shù)據(jù)正日益對(duì)全球生產(chǎn)、流通、分配、消費(fèi)活動(dòng)及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行機(jī)制、社會(huì)生活方式和國(guó)家治理能力產(chǎn)生重要影響。1.3.2大數(shù)據(jù)及其應(yīng)用信息技術(shù)飛速發(fā)展的今天，人們?cè)诶蒙缃?、教育、電商和金融等平臺(tái)進(jìn)行交流、學(xué)習(xí)、購(gòu)物和理財(cái)?shù)然顒?dòng)的過程中，產(chǎn)生了海量的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)正在快速流動(dòng)、急劇增加，深刻影響著人們的生活、學(xué)習(xí)和工作。大數(shù)據(jù)的特征巨量性：大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量非常大一旦擁有了事物全部或幾乎全部的數(shù)據(jù)，就在一定程度上提高了數(shù)據(jù)對(duì)事物描述的完整性，這使大數(shù)據(jù)應(yīng)用中的全樣本分析成為可能。多樣性：即數(shù)據(jù)類型繁多。大數(shù)據(jù)不僅包括傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)，還包含網(wǎng)頁(yè)、搜索索引、圖像、音視頻和地理位置等數(shù)據(jù)。在互聯(lián)網(wǎng)上，人類不僅是網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的獲取者，也成了數(shù)據(jù)的制造者和傳播者。訊變性：數(shù)據(jù)生成速度快，要求對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行快速處理只有快速地從龐雜的數(shù)據(jù)中獲取有價(jià)值的信息，才能更好地服務(wù)于人，而數(shù)據(jù)量的快速增長(zhǎng)對(duì)數(shù)據(jù)處理速度提出了更高的要求。價(jià)值性：大數(shù)據(jù)具有價(jià)值，但價(jià)值密度低價(jià)值性不僅指大數(shù)據(jù)能產(chǎn)生價(jià)值，更是指大數(shù)據(jù)所創(chuàng)造的價(jià)值密度相對(duì)偏低，即龐大的數(shù)據(jù)量中可能產(chǎn)生價(jià)值的只是其中非常小的部分。大數(shù)據(jù)技術(shù)大數(shù)據(jù)技術(shù)指對(duì)巨量數(shù)據(jù)資源進(jìn)行采集、提取、存儲(chǔ)、分析和表達(dá)的技術(shù)，一般包括大數(shù)據(jù)采集、大數(shù)據(jù)預(yù)處理、大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理、大數(shù)據(jù)分析與挖掘及大數(shù)據(jù)可視化與應(yīng)用等技術(shù)。大數(shù)據(jù)采集技術(shù)大數(shù)據(jù)采集技術(shù)通過物聯(lián)傳感、社交網(wǎng)絡(luò)等方式獲得各種類型的海量數(shù)據(jù)。例如隨著全國(guó)各地平安城市項(xiàng)目的大規(guī)模推進(jìn)，視頻采集在智能安防領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用，很多機(jī)場(chǎng)、車站、碼頭、辦公大樓和住宅小區(qū)等場(chǎng)所都安裝有視頻采集系統(tǒng)。大數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)大數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)不僅能提高數(shù)據(jù)質(zhì)量、降低數(shù)據(jù)計(jì)算的復(fù)雜度，還能降低數(shù)據(jù)規(guī)模、提升數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性。例如，社交大數(shù)據(jù)中有些數(shù)據(jù)涉及用戶的隱私，也可能存在一些異?；蝈e(cuò)誤數(shù)據(jù)，因此要對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，這樣才能更好地幫助我們進(jìn)行后期分析以便獲得有價(jià)值的信息。大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理技術(shù)大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理技術(shù)能通過相應(yīng)的數(shù)據(jù)中心把采集到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來，并進(jìn)行管理和調(diào)用。例如，使用云存儲(chǔ)和分布式管理技術(shù)能方便且快速地處理巨量的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)應(yīng)用。大數(shù)據(jù)分析與挖掘技術(shù)大數(shù)據(jù)分析與挖掘技術(shù)能從規(guī)模巨大的數(shù)據(jù)中，分析并提取出有潛在價(jià)值的信息。例如，我們政府部門開發(fā)的“精準(zhǔn)扶貧大數(shù)據(jù)”通過對(duì)數(shù)據(jù)的提取分析，展示貧困人口的貧困原因，深度挖掘數(shù)據(jù)的價(jià)值，為扶貧工作提供真實(shí)可靠、及時(shí)、全面的決策數(shù)據(jù)，為實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)扶貧和精準(zhǔn)脫貧保駕護(hù)航。=5\*GB3⑤大數(shù)據(jù)可視化與應(yīng)用技術(shù)大數(shù)據(jù)可視化與應(yīng)用技術(shù)能將分析或挖掘出來的數(shù)據(jù)進(jìn)行直觀、形象地呈現(xiàn)，為人們的社會(huì)活動(dòng)提供依據(jù)，提高各個(gè)領(lǐng)域的運(yùn)行效率，以發(fā)揮出更大的效益。例如，利用基站注冊(cè)數(shù)據(jù)，不但可以獲得居住地的信息，還能了解人口密度。隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，大數(shù)據(jù)已經(jīng)滲透到很多行業(yè)，成為重要的生產(chǎn)要素，并通過各行各業(yè)的不斷創(chuàng)新，逐步為人類創(chuàng)造著更多的價(jià)值和財(cái)富。大數(shù)據(jù)應(yīng)用生活服務(wù)：目前大數(shù)據(jù)在生活服務(wù)方面的應(yīng)用較為廣泛，通過分析客戶的愛好和消費(fèi)行為及其趨勢(shì)等，提供更為精準(zhǔn)的服務(wù)。智慧城市：大數(shù)據(jù)可以用來改善城市生活，提升城市管理，促進(jìn)智慧城市的建設(shè)。醫(yī)療健康：大數(shù)據(jù)在醫(yī)療健康方面的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)的醫(yī)療和健康服務(wù)模式，提高了服務(wù)的針對(duì)性。社區(qū)管理：大數(shù)據(jù)現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到社區(qū)管理中，為保護(hù)居民安全和維護(hù)公眾利益發(fā)揮著越來越重要的作用。體驗(yàn)探究二：了解年度“熱詞”有多熱任務(wù)：1.嘗試將你所了解到的“熱詞”作為關(guān)鍵詞，通過某一大數(shù)據(jù)平臺(tái)的指數(shù)分析功能進(jìn)行檢索，如P34圖1.3.14所示，并進(jìn)行指數(shù)趨勢(shì)研究，并填寫表1.3.1。2.添加合適的對(duì)比詞，體驗(yàn)該平臺(tái)指數(shù)分析功能的大數(shù)據(jù)應(yīng)用，了解其可視化分析結(jié)果。3.實(shí)踐延伸：在互聯(lián)網(wǎng)上，已經(jīng)有很多大數(shù)據(jù)平臺(tái)，你還知道哪些？如何應(yīng)用這些平臺(tái)來支持你的生活和學(xué)習(xí)？了解數(shù)據(jù)科學(xué)。了解數(shù)據(jù)科學(xué)的相關(guān)應(yīng)用了解什么的大數(shù)據(jù)。結(jié)合具體案例理解大數(shù)據(jù)的特征。結(jié)合具體案例了解大數(shù)據(jù)技術(shù)。結(jié)合具體案例了解大數(shù)據(jù)技術(shù)。結(jié)合具體案例了解大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，能夠意識(shí)到大數(shù)據(jù)應(yīng)用的重要性和廣泛性。課下可以借助網(wǎng)絡(luò)資源，進(jìn)一步了解大數(shù)據(jù)以及應(yīng)用。體驗(yàn)探究活動(dòng)：利用百度遷徙展示人口遷入遷出的數(shù)據(jù)，提出問題這些人口流入和流出的熱點(diǎn)城市有何關(guān)聯(lián)？從中有何發(fā)現(xiàn)？思考：“遷徙”地圖中的數(shù)據(jù)是如何獲取的？數(shù)據(jù)量會(huì)有多大？試說明大數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)意義上的數(shù)據(jù)的區(qū)別。引導(dǎo)學(xué)生閱讀并思考：數(shù)據(jù)與科學(xué)發(fā)現(xiàn)通過前面理論的講解設(shè)計(jì)了體驗(yàn)探究二：了解年度“熱詞”有多熱。體驗(yàn)大數(shù)據(jù)技術(shù)和大數(shù)據(jù)的應(yīng)用課堂小結(jié)大數(shù)據(jù)作為一種重要的資源，它在推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、完善國(guó)家治理、提升政府服務(wù)和監(jiān)管能力等方面具有重要意義。為了更好地發(fā)揮大數(shù)據(jù)的價(jià)值，就需要建立“用數(shù)據(jù)說話、用數(shù)據(jù)決策、用數(shù)據(jù)管理、用數(shù)據(jù)創(chuàng)新”的管理機(jī)制，以實(shí)現(xiàn)基于數(shù)據(jù)的科學(xué)決策。大數(shù)據(jù)深刻改變著人類的思維、學(xué)習(xí)、生活和生產(chǎn)方式，引領(lǐng)著生活新變化，孕育著發(fā)展新思路。大數(shù)據(jù)涉及每個(gè)人、每個(gè)企業(yè)，乃至整個(gè)國(guó)家。隨著我國(guó)大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略的實(shí)施，基于大數(shù)據(jù)的智慧生活、智慧企業(yè)、智慧城市將會(huì)越來越普及。課后作業(yè)實(shí)踐活動(dòng)：了解年度“熱詞”有多熱嘗試將你所了解到的“熱詞”作為關(guān)鍵詞，通過某一大數(shù)據(jù)平臺(tái)的指數(shù)分析功能進(jìn)行檢索。板書設(shè)計(jì)教學(xué)反思本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生生活實(shí)際比較接近，但是對(duì)于具體