高中信息技術：表格數(shù)據(jù)加工的多元性-教案

2.計算思維：在信息活動中能夠采用計算機可以處理的方式界定問題、抽象特征、結構模型、合理組織數(shù)據(jù)；通過判斷、分析與綜合各3.數(shù)字化學習與創(chuàng)新：掌握數(shù)字化學習系統(tǒng)、學習資源與學習工具的操作技能，用于開4.信息社會責任：具有一定的信息安全意識與能力，能夠遵守信息法律法規(guī)，信守信息【課程標準要求】1.在運用數(shù)字化工具的學習活動中，理解數(shù)據(jù)、信息與知識的相互關系，認識數(shù)據(jù)對人3.根據(jù)任務需求，選用恰當?shù)能浖ぞ呋蚱脚_處理數(shù)據(jù)，完成分析報告，理解對數(shù)【學業(yè)要求】1.掌握數(shù)字化學習的方法，能夠根據(jù)需要選用合適的數(shù)字化工具開展學習(信息意識、2.了解數(shù)據(jù)采集、分析和可視化表達的基本方法，能夠利用軟件工具或平臺對數(shù)據(jù)進行整理、組織、計算與呈現(xiàn)(信息社會責任、計算思維)?！窘虒W內(nèi)容分析】本節(jié)課內(nèi)容是《普通高中信息技術課程標準2017年版》必修課程的模塊1“數(shù)據(jù)與計算”部分的內(nèi)容，針對數(shù)據(jù)(包括大數(shù)據(jù))在信息社會中的重要價值，分析數(shù)據(jù)與信息的關系，強調(diào)數(shù)據(jù)處理的基本方法和技能，發(fā)展學生利用信息能認識到數(shù)據(jù)在信息社會中的重要價值，合理決生活與學習中的問題，認識到人工智能在信息社教學對象是高二年級學生，學生已經(jīng)掌握了表格數(shù)據(jù)的等操作對數(shù)據(jù)進行簡單處理，并且能夠圖形化展示表格數(shù)據(jù)，2.簡單運用程序設計語言(如Python),調(diào)用相應的接口函數(shù)，完成一定的大數(shù)據(jù)處理信息意識)5.大數(shù)據(jù)技術雖然給我們生活學習帶來便利，但是數(shù)據(jù)安全問題不容忽視，應用大數(shù)據(jù)時需要遵循大數(shù)據(jù)應用的道德規(guī)范，樹立正確的信息社會責任感。(核心素養(yǎng)：信息社會責任)(核心素養(yǎng)：數(shù)字化學習與創(chuàng)新貫穿整節(jié)課)【教學重點】能從實際生活中發(fā)現(xiàn)大數(shù)據(jù)應用的價值，認識到有效的大數(shù)據(jù)處理對于提高大數(shù)據(jù)價值【教學難點】運用程序設計語言，調(diào)用相應的接口函數(shù)，完成一定的大數(shù)據(jù)處理任務，得出大數(shù)據(jù)分【教學策略分析】本節(jié)課中運用到的教學策略主要有創(chuàng)設情境、任務驅(qū)動、自主探究、支架式教學等。創(chuàng)設情境：從學生身邊的數(shù)據(jù)入手，有目的地創(chuàng)設趣味和內(nèi)容并存的學習情境，激發(fā)學生興趣，調(diào)動積極性。如課前查詢學生參與的運動會的成績數(shù)據(jù)、課上挖掘分析校園卡大數(shù)據(jù)、從識別校園植物體驗圖片大數(shù)據(jù)、從識別校園歌曲體驗音頻大數(shù)據(jù)等。任務驅(qū)動、自主探究：以教師為主導，學生為主體，任務驅(qū)動，充分發(fā)揮學生的學習主動性。如體驗文本大數(shù)據(jù)環(huán)節(jié)，利用Python程序語言，調(diào)用接口函數(shù)，分析唐詩300首。支架式教學：在學生自主探究環(huán)節(jié)，提供自主學習支架，幫助學生高效率的完成任務。如分析唐詩300首文本大數(shù)據(jù)時，提供學習引導單，指引學生完成分析任務。【教學環(huán)境】硬件環(huán)境：網(wǎng)絡機房。軟件環(huán)境：教學網(wǎng)站、Python開發(fā)平臺(Spyder),手機APP。【教學流程圖】立非非結構化大數(shù)據(jù)【教學過程】【核心素養(yǎng)：數(shù)字化學習與創(chuàng)新】課前：課前熱身學生用姓名登陸教學網(wǎng)站，登陸上以后查詢校運動會的成績。提示：點擊對應的班級、項高三1高三2高三3高三5高二1高二2高二3高二5高二6高一年級高一1高一5高一6【設計意圖】:通過對學生剛參與的運動會成績的查詢，吸引學生注意的同時感受身邊的數(shù)據(jù)。Focusky課件中圖片(上課班級運動會的鏡頭，增強帶入感)解釋學生所看到結果的來源與過程：學生比賽→裁判計分→數(shù)據(jù)錄入→平臺分析→呈現(xiàn)結果，學生了解普通數(shù)據(jù)的分析處理過程，引入大數(shù)據(jù)。第一環(huán)節(jié)：結構化大數(shù)據(jù)師：數(shù)據(jù)無處不在，我們每天都在產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，比如用餐、洗澡、買文具、借書等行為都會產(chǎn)生校園卡數(shù)據(jù)，據(jù)統(tǒng)計，我們開學到現(xiàn)在，已經(jīng)產(chǎn)生四十多萬條校園卡數(shù)據(jù)了，那么從我們剛開始使用校園卡到現(xiàn)在，數(shù)據(jù)量已經(jīng)很龐大了。這些大數(shù)據(jù)存放在這里，只是作為我們校園卡的消費憑證，為了讓這些大數(shù)據(jù)更有意義，我們能不能從中挖掘一些對我們有用或者我們感興趣的信息。比如，我們可以看看班里哪些同學最喜歡逛圖書館?我和我的同桌誰最喜歡去書店?我們餐廳哪個窗口最受歡迎?……下面我們就重新打開瀏覽器，根據(jù)操作提示，從校園卡大數(shù)據(jù)中挖掘你想發(fā)現(xiàn)的信息吧。體驗子：按動校國保長數(shù)據(jù)體驗子：按動校國保長數(shù)據(jù)品健壯的和品滑小的組的食時要好?四個常食高費是工?切選造的時向易長?址是要密圖書情?R政我向查址總各吃名書店?餐廳響個室0號的3人?O【活動體驗一】生：打開教學網(wǎng)站，根據(jù)操作提示，從校園卡大數(shù)據(jù)中挖掘自己比較感興趣或者覺得比較有價值的信息。師：同學們從中發(fā)現(xiàn)了什么比較有趣的信息呢?校園卡消費數(shù)據(jù)分析2018-09-01周六早·~2018-10-17周三晚提交包讀部海氣班可的稱思機一程想樓一機的買力加界突排物費掃華西位使高院率一是時芃青全是青語保原場林濟技恰15產(chǎn)加要院文建馬高璃現(xiàn)停洋三維理在段班營孫理空府是日相工江樂工標放工時商工張形工作魏測球景行n及師球辭5生1:查詢醫(yī)務室的消費情況，我發(fā)現(xiàn)我們班同學在醫(yī)務室的消費記錄都為0。師：說明我們同學們都很健康，是我們喜聞樂見的。生2:我們所有消費記錄中，用餐的消費占的比重最多。師：這說明了民以食為天。大家從校園卡大數(shù)據(jù)中挖掘到了很多信息，信息是具有價值性的，那么我們獲取到的信息有哪些價值呢?比如，我們醫(yī)務室，根據(jù)同學們的刷卡記錄來跟蹤大家的健康。生：我們食堂，可以根據(jù)窗口消費情況，分析判斷同學們愛吃什么菜，不愛吃什么菜，作為食堂菜譜調(diào)整的參考。師：沒錯，我們通過對校園卡大數(shù)據(jù)的挖掘，獲取很多信息，這些信息對我們學校教育教學管理提供決策的依據(jù)，這才是我們對校園卡大數(shù)據(jù)挖掘分析的意義所在?！驹O計意圖】:從學生每天都接觸的校園卡大數(shù)據(jù)入手，吸引學生的注意，激發(fā)學生的興趣。通過對學生自己感興趣的消費情況查詢，發(fā)現(xiàn)一些信息，教師引導學生從這些信息中分析出這些信息的價值。通過對校園卡大數(shù)據(jù)的挖掘分析，體驗結構化大數(shù)據(jù)，同時讓同學們意識到，從校園卡大數(shù)據(jù)中挖掘到的信息，用于學校教育教學管理的決策依據(jù)，這才是大數(shù)據(jù)挖掘的意義所在。第二環(huán)節(jié)：大數(shù)據(jù)的概念師：說到大數(shù)據(jù)，最近很火，那么什么是大數(shù)據(jù)呢?簡單來說，大量的數(shù)據(jù)就是大數(shù)據(jù)，那么大到什么程度呢?大數(shù)據(jù)是指所涉及的數(shù)據(jù)資料量巨大，以致無法通過人腦，甚至常規(guī)大數(shù)據(jù)(bigdata)=師：我們從視頻中看出，大數(shù)據(jù)已經(jīng)融入我們生活的物，還能幫助警察抓逃犯。為了加強同學們對大數(shù)據(jù)的理解，我們數(shù)據(jù)庫(池塘捕魚)VS大數(shù)據(jù)(大海捕魚)師：從數(shù)據(jù)類型來看，普通數(shù)據(jù)庫基本是結構化數(shù)據(jù)【設計意圖】:上一環(huán)節(jié)中體驗了校園卡大數(shù)據(jù)，沒有具體說明什么是大數(shù)據(jù)，從學生熟幫助學生更加直觀的感受日常生活中的大數(shù)據(jù)。緊接著通過大數(shù)據(jù)與普通數(shù)據(jù)的對比，利用池塘和大海兩個比喻，加深學生對大數(shù)據(jù)的文本文本圖片非結構化大數(shù)據(jù)【設計意圖】:由上一環(huán)節(jié)大數(shù)據(jù)的類型分類引出這部分內(nèi)容，通過舉例說明什么是非結生：唐詩300首。師：據(jù)資料顯示，全唐詩一共有五萬首左右，假如你每天背誦10首唐詩，背完全唐詩你需要13年的時間，數(shù)據(jù)量是相當大的。大家有沒有思考過全唐出現(xiàn)最多的字是?出現(xiàn)最多的字是?詩人最喜歡的季節(jié)?鑄人最喜歡的顏魚是?出現(xiàn)最多的情感是?師：我們從全唐詩中除了獲取這些信息外，我們還能挖掘出什么呢?比如全唐詩里出現(xiàn)最多的地名是哪里?哪種類型的詩最多?作品數(shù)排在前十名的詩人都有誰?十二生肖哪個生肖出現(xiàn)的頻次最高?……這些我們也都能挖掘出來。但是大數(shù)據(jù)的處理需要依托于云計算的分布式處理、分布式數(shù)據(jù)庫、云存儲技術、專業(yè)的分析平臺唐詩三百首師：我們打開桌面“Spyder”軟件；第二步，點擊工具欄里面的運行按鈕，完成數(shù)據(jù)載入；第三步，根據(jù)導學案選擇你最感興趣的2-3個項目完成，復制對應的代碼，粘貼至右側生：打開Spyder,根據(jù)操作引導單，體驗對唐詩300首的分析。Editor-D:\tang\shic913makeword_cloud(results['title_text'],stopwordss18make_word_cloud(results['word_text'],pic=pi21#操作3詩歌類型-餅圖23makepieplot(data,fnefn)師：我們一起看看大家提交上來的分析結果，首先是對唐詩300首標題進行詞頻統(tǒng)計分析，生成的云圖，最開始我們生成了這張圖，我們發(fā)現(xiàn)里面有商色未送麗并序石魚,這辛新國春宮j日金陵湖上官吏/時古跡五首古跡五首送辛新調(diào)溶春言，并序石魚二道之霸長十行家?guī)煟何覀冞€對唐詩300首的詩句部分進行詞頻統(tǒng)計分析，生成了比較別致的云圖，這張圖是可以修改成自己喜歡的樣子。從這張云圖中我們可以看出唐詩詩句中出現(xiàn)最多的是萬里。其實我們是可以利用這樣的分析結果來自己作詩，挑選出現(xiàn)頻次比較高的詞組合成簡單的詩王【設計意圖】:體驗非結構化文本大數(shù)據(jù)。以全唐詩為例，首先通過一組數(shù)字說明全唐詩屬于文本大數(shù)據(jù)；再呈現(xiàn)大數(shù)據(jù)分析全唐詩的部分結果，如全唐詩中出現(xiàn)最多的字、最多的季節(jié)、最多的顏色、最多的情感等與學生的語文學習比較相關的內(nèi)容，與學生的已有認知形成比較，然后引導學生思考我們還能從全唐詩中挖掘出哪些信息，激發(fā)學生的求知欲；之后說明大數(shù)據(jù)的分析處理需要專門的技術平臺支持，課堂的時間與條件有限，暫且做不到對全唐詩進行分析，但我們可以利用相關技術對全唐詩的一部分——唐詩300首進行處理分析；引導學生利用Python程序語言，調(diào)用接口函數(shù)，完成對唐詩300首文本數(shù)據(jù)的分析：一共提供6項分析內(nèi)容，①是詞云顯示唐詩標題中出現(xiàn)頻次最高的詞(分析結果中會出現(xiàn)很多意義不大的詞),引導學生將部分詞放進stopwords中，再生成詞云會發(fā)現(xiàn)這些詞不再出現(xiàn)在詞云中，這就是大數(shù)據(jù)處理的數(shù)據(jù)清洗過程；②是圖案詞云顯示唐詩正文中最常見的詞，一個目的是揭秘網(wǎng)絡上常出現(xiàn)的各種圖案詞云是怎么來的，二個目的是引導學生利用大數(shù)據(jù)分析文本為學習作幫助；③是餅圖呈現(xiàn)唐詩類型占比；④是柱形圖呈現(xiàn)唐詩中作品數(shù)排名前10的詩人；⑤是柱形圖呈現(xiàn)你想知道的詞在唐詩中的占比，如“梅蘭竹菊”、十二生肖等；⑥是柱形圖呈現(xiàn)唐詩中經(jīng)常出現(xiàn)的地名，這個是通過對詞性分析得出的結果。學生分析的結果自動上傳至服務器中并在教學網(wǎng)站上以學生之名呈現(xiàn)出來，作為學習體驗的反饋。同時簡單分析其處理原理，幫助學生了解大數(shù)據(jù)分析處理的過程。另外，通過對唐詩文本大數(shù)據(jù)的分析，引導學生聯(lián)想到利用大數(shù)據(jù)技術對其他文學作品的分析，為文學研究提供一個新的路徑?！竞诵乃仞B(yǎng)：計算思維】師：非結構化大數(shù)據(jù)除了文本大數(shù)據(jù)外，還有圖片大花草草，你們都能說出他們的名字嗎?這是個什么花?體驗三體驗三：探秘圖片大數(shù)據(jù)校園里有很多花花草草.你認識多少?海量植物圖片+圖像識別大數(shù)據(jù)處理技術師：現(xiàn)在有一款拍照識花的APP,我們來體驗一下。(手機同屏識別課件中的花，識別為金鈴蘭)師：世界上植物那么多，拍照識花APP是如何能比較精準的識別出來的呢?師：是的，需要海量的圖片庫，還需要結合圖像識別APP就是圖片大數(shù)據(jù)的一個應用。由學生互動完成，拍攝實際的盆栽進行識別(手機識別界面同屏到電腦上),選擇的兩種植物學生都見過，但都說不出名字，而又對名字比較熟悉的。完成互動之后引導學生思考，拍照體驗四：探秘音頻大數(shù)據(jù)體驗四：探秘音頻大數(shù)據(jù)++什么歌???(播放最美的期待，學生很熟悉副歌，但對前奏不熟悉，也不知道歌名)生：自己(手機)放，自己識別。師：聽歌識曲能夠比較精準的識別出歌名，其背后是有師：所以大數(shù)據(jù)已經(jīng)融入了我們生活的方方面面，給家有沒有想過，大數(shù)據(jù)時代，我們生活產(chǎn)生的數(shù)據(jù)都能被獲取到，我們還有隱私嗎?我們一(看視頻)生1:大數(shù)據(jù)給我們生活學習帶來便利的同時，也有可能將我們的隱私泄露，所以大數(shù)生2:我覺得很恐怖。生2:我們盡量使用一些開源軟件，上網(wǎng)瀏覽的時候，啟用無痕瀏覽……師：我們同學們說的都很好，要注意我們的信息安全視頻引發(fā)學生的思考，引導學生正視大數(shù)據(jù)技術帶來的影響，注意保護自己的信息安全，同體驗結構化大數(shù)據(jù)了解大數(shù)據(jù)的概念文本大數(shù)據(jù)非結構化大數(shù)據(jù)音頻大數(shù)據(jù)思考大致?lián)踩珕栴}(視頻：大數(shù)據(jù)與隱私圖片大數(shù)據(jù)之后我們一起挖掘了校園卡大數(shù)據(jù)，從中挖掘出一些比較說到大數(shù)據(jù)，我們通過大數(shù)據(jù)融入生活的這則視頻了解