《初識(shí)數(shù)據(jù)與計(jì)算》教學(xué)案例

《初識(shí)數(shù)據(jù)與計(jì)算》教學(xué)案例●教材分析本課是高中信息技術(shù)必修1《數(shù)據(jù)與計(jì)算》第1單元的內(nèi)容，教材對這部分內(nèi)容的要求為“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;在運(yùn)用數(shù)字化工具的學(xué)習(xí)活動(dòng)中，理解數(shù)據(jù)、信息與知識(shí)的相互關(guān)系，認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)對人們?nèi)粘Ｉ畹挠绊?，感受利用?shù)字化工具的優(yōu)勢”。通過本節(jié)課的教學(xué)活動(dòng)，帶領(lǐng)學(xué)生走進(jìn)數(shù)據(jù)時(shí)代，做合格的數(shù)字公民?！駥W(xué)情分析學(xué)生在初中時(shí)已學(xué)習(xí)和了解了信息的概念、特征及應(yīng)用，但數(shù)據(jù)、信息、知識(shí)之間的關(guān)系，數(shù)字化工具在日常學(xué)習(xí)工作中的優(yōu)勢等理解得還不到位，還存在誤區(qū)甚至盲區(qū)。例如，有的學(xué)生把數(shù)據(jù)和信息當(dāng)作同義詞來用;有的學(xué)生認(rèn)為大數(shù)據(jù)是很專業(yè)的技術(shù)，是專家研究的，跟普通人沒多大關(guān)系;還有的學(xué)生在生活中囿于紙筆的手工計(jì)算，一提及計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)就有畏難情緒等。因此，教師需要引導(dǎo)學(xué)生從日常的情境中觀察和體驗(yàn)，并通過具體的案例剖析走出誤區(qū)，掃除盲區(qū)?！窠虒W(xué)目標(biāo)①通過具體事例的觀察、體驗(yàn)，能夠描述生活中的各種數(shù)據(jù)和信息，能夠舉例說明兩者的區(qū)別和聯(lián)系。②通過觀看視頻和小組討論，能夠闡述數(shù)據(jù)、信息和知識(shí)的關(guān)系，辯證地看待知識(shí)共享的利好，擔(dān)負(fù)起信息社會(huì)責(zé)任。③通過具體案例的三種計(jì)算方式的分析對比，能夠了解計(jì)算的基本方式和發(fā)展歷程，能根據(jù)問題需求選用恰當(dāng)?shù)挠?jì)算方式，感受計(jì)算機(jī)在處理數(shù)據(jù)時(shí)的優(yōu)勢?！窠虒W(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)：理解數(shù)據(jù)、信息與知識(shí)的相互關(guān)系。難點(diǎn)：能夠比較總結(jié)出不同計(jì)算方式的特點(diǎn)。●教學(xué)過程1.情境導(dǎo)入，引出課題學(xué)生回答記錄的表現(xiàn)形式。數(shù)字、符號(hào)、文字、圖形圖像、聲音、視頻等都可以用來做記錄，它們幫我們記錄客觀事物的原始狀態(tài)，這些原始的狀態(tài)正是我們所說的“數(shù)據(jù)”。在大數(shù)據(jù)時(shí)代，我們每一個(gè)人都是數(shù)據(jù)的生產(chǎn)者，不管是手機(jī)下單訂外賣、掃碼騎單車出行，還是習(xí)慣性地敲擊鍵盤打字，都在產(chǎn)生數(shù)據(jù);同時(shí)，我們又是數(shù)據(jù)的消費(fèi)者，通過數(shù)據(jù)的收集、整理、計(jì)算、分析得到有價(jià)值的信息并用于輔助決策、優(yōu)化選擇、改善生活等方方面面。今天這兩節(jié)課我們要學(xué)習(xí)的內(nèi)容就是感受數(shù)據(jù)與計(jì)算。2.感受數(shù)據(jù)與信息（1）從數(shù)據(jù)到信息問題1：為什么說“數(shù)據(jù)爆炸了，信息卻很貧乏”？你能結(jié)合自己的經(jīng)驗(yàn)，說說數(shù)據(jù)和信息有什么區(qū)別或聯(lián)系嗎？①數(shù)據(jù)是顯示世界客觀事物的符號(hào)記錄，是信息的載體，是計(jì)算機(jī)加工的對象。②數(shù)據(jù)本身沒有意義，它只有對實(shí)體行為產(chǎn)生影響時(shí)才成為信息。③信息是對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后的結(jié)果，信息是數(shù)據(jù)的內(nèi)涵。（2）信息的特征問題2：在這個(gè)超長的寒假里，為什么信息的及時(shí)獲取顯得尤為重要？（如60后勸90后不要熬夜，90后勸60后戴口罩，原因是什么——90后獲取信息的及時(shí)，體現(xiàn)了信息的時(shí)效性），出示其他幾張圖片，與學(xué)生互動(dòng)提出共享性、載體依附性、價(jià)值型等特征。①信息的表示、傳播和存儲(chǔ)需要依附于某種載體，用來反映其內(nèi)容和含義。②信息的傳遞和共享體現(xiàn)了信息的意義。③信息的產(chǎn)生和利用都具有時(shí)效性。④信息的價(jià)值和效用因人而異，取決于對信息理解、認(rèn)識(shí)和利用的能力。結(jié)論：在信息社會(huì)里，信息的有效獲取和利用已成為人們的一種重要素養(yǎng)。3.討論數(shù)據(jù)、信息與知識(shí)的關(guān)系問題3：信息有價(jià)值，信息可以共享，那么信息就是我們學(xué)到的知識(shí)嗎？觀看視頻，思考并討論數(shù)據(jù)、信息與知識(shí)的關(guān)系。你同意視頻中辯手的觀點(diǎn)嗎？能說說你的理由嗎？①數(shù)據(jù)是事物狀態(tài)的一種原始記錄，經(jīng)過處理并被賦予某種意義后，才會(huì)轉(zhuǎn)化為信息。②知識(shí)是人們對信息進(jìn)行提煉和歸納后，獲得實(shí)踐中解決問題的觀點(diǎn)、經(jīng)驗(yàn)和技能。③智慧是人們?yōu)榱诉_(dá)到預(yù)定目標(biāo)而綜合運(yùn)用知識(shí)和技能解決問題的創(chuàng)新思維能力。結(jié)論：數(shù)據(jù)、信息、知識(shí)與智慧之間是逐漸遞進(jìn)的，前者是后者的基礎(chǔ)和前提，后者是前者的抽象與升華。問題4：如果說3.14是個(gè)普通的數(shù)據(jù)，你能聯(lián)想到什么信息、知識(shí)與智慧？4.體驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算的三種方式數(shù)據(jù)是冷冰冰的，而數(shù)據(jù)背后的信息是有溫度的，在海量信息中我們必須學(xué)會(huì)判別真假。因此，我們每一個(gè)人都應(yīng)該具備基本的數(shù)據(jù)處理能力，其中包括簡單的數(shù)據(jù)計(jì)算與數(shù)據(jù)分析。今天我們先來體驗(yàn)數(shù)據(jù)的計(jì)算。在人類發(fā)展的歷史中，計(jì)算多依靠人工來完成。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，以數(shù)據(jù)抽象和自動(dòng)化處理為代表的計(jì)算方式改變著我們的行為方式和心理認(rèn)知。同學(xué)們目前主要采用什么方式進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算呢？下面我們通過一個(gè)有趣的問題來體驗(yàn)一下這幾種常見的計(jì)算方式。在數(shù)學(xué)領(lǐng)域有一個(gè)冰雹猜想問題：任給一個(gè)自然數(shù)，若為偶數(shù)則除以2，若為奇數(shù)則乘以3再加1，若干次迭代后得到的結(jié)果必然是最小的自然數(shù)為1。由于在一般情況下，演算時(shí)數(shù)值時(shí)大時(shí)小，這恰如天降冰雹時(shí)尺寸忽大忽小，所以得名。請同學(xué)們思考并選擇合適的計(jì)算方式，看看誰能以最快的速度求出自然數(shù)24的迭代次數(shù)。78呢？27呢？分別用電子表格軟件和Python編程演示計(jì)算過程，思考、討論并回答（如上頁表）。①要根據(jù)問題的需求來選擇恰當(dāng)?shù)挠?jì)算方式，因?yàn)楹线m的才是最好的。②不要小看計(jì)算機(jī)工具軟件，它不是阿拉丁神燈，但很實(shí)用。③編程計(jì)算不神秘，因?yàn)閷W(xué)編程和學(xué)寫作是一樣的。5.課堂小結(jié)（如上頁圖）昌老師的這節(jié)課是高中信息技術(shù)的第一課，第一課就像兩人初次見面，印象很關(guān)鍵。這節(jié)課會(huì)給學(xué)生留下高中信息技術(shù)課程的感覺是：知識(shí)是比較“密實(shí)”的，4個(gè)問題后面跟上了13個(gè)需要“帶走”的知識(shí);課堂上的思考是靜水流深的，沒有浮在面上的討論，但是一節(jié)課下來要思考的問題很多;學(xué)習(xí)是充滿挑戰(zhàn)的，冰雹猜想對于高一學(xué)生來說還是要仔細(xì)斟酌才行。這就是我們要的感覺。這個(gè)案例還體現(xiàn)了江蘇省錫山高級(jí)中學(xué)課堂改革的4個(gè)點(diǎn)：一是教學(xué)目標(biāo)撰寫規(guī)范。昌老師用可觀察可測量的行為動(dòng)詞描述了經(jīng)過課堂學(xué)習(xí)學(xué)生需要發(fā)生的變化。例如，“通過觀看視頻和小組討論，學(xué)生能夠闡述數(shù)據(jù)、信息和知識(shí)的關(guān)系”交代了怎么學(xué)的“觀察”“討論”，學(xué)到什么程度“能夠闡述”。還有就是“能夠舉例說明兩者的區(qū)別和聯(lián)系”，學(xué)生能夠舉例，那就是學(xué)習(xí)的程度。有了清晰的目標(biāo)，學(xué)生就知道學(xué)完這節(jié)課要到哪里去。二是設(shè)計(jì)了促進(jìn)學(xué)習(xí)的課堂評(píng)價(jià)。一個(gè)個(gè)的問題就是一次次的評(píng)價(jià)，學(xué)生回答有沒有在點(diǎn)子上，就知道教的效果如何，冰雹猜想的表格有沒有填寫，填寫得準(zhǔn)確與否，