【課件】數(shù)據(jù)、信息與知識 2022-2023學年人教中圖版（2019）高中信息技術(shù)必修一

1.1數(shù)據(jù)、信息與知識1.1.1感知數(shù)據(jù)1.1.2認識信息1.1.3理解知識學習目標理解數(shù)據(jù)、信息的概念，能夠舉例說明兩者的區(qū)別和聯(lián)系。領會數(shù)據(jù)、信息與知識之間的關系，能有意識地開展數(shù)字化學習。體驗探究【發(fā)現(xiàn)身邊的數(shù)據(jù)】數(shù)據(jù)應用十分廣泛，隨著數(shù)據(jù)處理方式與工具的變革，數(shù)據(jù)對我們生活和學習的影響越來越大。為了更好地提高身體素質(zhì)，小明同學堅持每天跑步鍛煉。自從使用了智能運動手環(huán)，他可以實時獲取自己的運動數(shù)據(jù)，靈活調(diào)整運動方式，如圖1.1.1所示。例如，跑步前可預先設置心率提示上限。當心率過高時，手環(huán)可以通過振動、語音等方式進行提醒。此時就要適當放慢步頻，調(diào)整心率。感知數(shù)據(jù)日常生活和學習中，我們經(jīng)常會接觸到數(shù)據(jù)。例如，同學們的體質(zhì)數(shù)據(jù)、圖書館中的圖書數(shù)據(jù)、超市中的商品數(shù)據(jù)、道路上行駛的車輛數(shù)據(jù)、企業(yè)內(nèi)產(chǎn)品的生產(chǎn)和銷售數(shù)據(jù)等。隨著信息社會的發(fā)展，人們對數(shù)據(jù)的認識越來越深刻，對數(shù)據(jù)的使用也越來越廣泛，數(shù)據(jù)體現(xiàn)出了前所未有的價值。感知數(shù)據(jù)--數(shù)據(jù)什么是數(shù)據(jù)呢?其實數(shù)據(jù)就在我們身邊。例如:日常交流中，我們可能會聽到“這位同學的體重是60kg”“今天的氣溫是25℃”“這件襯衫的價格是49元”等表述，這其中的60，25，49作為數(shù)據(jù)描述了不同事物的特征。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)有了更豐富的含義。在計算機中，我們能夠看到不同格式的文件，例如，“doc”“xls”“ppt”等文件，這些文件所包含的內(nèi)容也是由數(shù)據(jù)組成的，通過計算機中的相應軟件編輯文稿、制作表格、編排演示文稿，都是對數(shù)據(jù)進行處理。步入信息社會后，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展加速了數(shù)據(jù)的產(chǎn)生與傳輸，使社會數(shù)據(jù)量迅猛增長。例如:在物聯(lián)網(wǎng)中，通過各種傳感器可以采集到大量的數(shù)據(jù)，人們在社交網(wǎng)站的交流過程中也產(chǎn)生著海量數(shù)據(jù)……這些數(shù)據(jù)被廣泛應用在各行各業(yè)中，深刻影響著社會的經(jīng)濟結(jié)構(gòu)與生產(chǎn)方式，改變著人們的工作、學習和生活習慣。感知數(shù)據(jù)--數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)可用于描述事物。例如，通過頻率和振幅等數(shù)據(jù)來描述聲音;通過體重指數(shù)(BMI)、肺活量等數(shù)據(jù)來描述體質(zhì)健康狀況;通過學號、姓名和性別等數(shù)據(jù)來描述學生基本信息。用來描述事物的一系列數(shù)據(jù)形成了數(shù)據(jù)集。數(shù)據(jù)是信息的載體。例如，居民身份證號碼能夠反映出生日期和性別等信息;郵政編碼代表著所投遞郵件的郵局專用代號信息;商品的條形碼能夠傳遞出商品的產(chǎn)地、廠家、名稱、生產(chǎn)日期等信息﹔目前在移動設備中廣泛使用的二維碼則通過鏈接的電話號碼、網(wǎng)址、圖片等數(shù)據(jù)來描述事物，可以用來表示更多種類的信息，應用于多種場景。感知數(shù)據(jù)--數(shù)據(jù)綜上所述，數(shù)據(jù)是描述事物的符號記錄，是信息的載體。在計算機科學中，數(shù)據(jù)是計算機識別、存儲和加工的對象，例如字符、圖像和音頻等。感知數(shù)據(jù)--數(shù)據(jù)的應用如今，數(shù)據(jù)已廣泛應用于社會的方方面面。上網(wǎng)收發(fā)電子郵件，使用搜索引擎查找網(wǎng)絡信息，借助電子地圖進行導航等，都是在與數(shù)據(jù)打交道。數(shù)據(jù)正在改變著人們的生活學習和生產(chǎn)方式。體質(zhì)數(shù)據(jù)有助于人們了解身體狀況。通過可穿戴設備能及時收集人體數(shù)據(jù)，從每日步數(shù)、人體熱量消耗等基礎運動數(shù)據(jù)，到血氧飽和度、血壓、心率、皮膚溫度和睡眠狀況等生理數(shù)據(jù)，便于個人及時了解身體狀況，接受健康方面的建議，調(diào)整運動方式乃至生活方式(圖1.1.3)?？纱┐髟O備還可融合云計算、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等技術(shù)，幫助人們更好地獲取并處理自身與外部世界的數(shù)據(jù)，提供個性化的專屬服務。感知數(shù)據(jù)--數(shù)據(jù)的應用在線學習數(shù)據(jù)可幫助教師了解學情，調(diào)整教學進度，支持學習者的持續(xù)發(fā)展。通過在線學習平臺可以收集學習者的在線行為(如瀏覽課件、提交作業(yè)、練習考試和師生交互等）數(shù)據(jù)，對這些數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，可及時判斷學習者的學習狀況，并可提供個性化的學習改善建議，以便更合理地安排學習進度，提高學習效率。感知數(shù)據(jù)--數(shù)據(jù)的應用營銷數(shù)據(jù)有助于企業(yè)做出決策、組織生產(chǎn)以及為客戶提供個性化服務等。圖1.1.4中的數(shù)字腕帶可以用來采集游客的個人偏好數(shù)據(jù)，如記錄游客來公園的次數(shù)，去過哪些地方，參與了什么娛樂項目，在什么時候用餐，喜歡什么食物等。管理部門能夠利用這些數(shù)據(jù)所反映的信息，決定營銷策略，合理安排人力和物力等資源，為游客提供個性化的服務，如推送商品信息、自助點餐等，從而提升游客的滿意度。認識信息--信息數(shù)據(jù)是信息的載體，信息則是數(shù)據(jù)所表示的意義。信息可以用來消除接收者某種認識上的不確定性。也就是說，當接收者獲得信息后，這種“不確定性”就可以減少或消除。信息量的大小可用消除不確定性的多少來表示。例如，播報足球比賽新聞時，收聽者預先不知道比賽情況，因此足球新聞報道對急需了解比賽情況的聽眾來說就是很重要的信息，報道越詳細，則信息量越大。假如廣播時有外界干擾，收聽受到影響，聽者所聽到的信息也會受到損失。認識信息--信息【理解信息的涵義】例1:隋唐時期發(fā)明的雕版印刷米，在宋代得到廣泛推廣。但雕刻書版費工費時，保存書版也非常不便。北宋時期的匠人畢昇發(fā)明了活字印刷米（圖1.1.5)。這種印刷方法方便、省時、經(jīng)濟，大大提高了印刷效率。印刷術(shù)發(fā)明后，逐漸傳到朝鮮和日本，甚至傳到中亞、西亞和北非。印刷術(shù)的發(fā)明，對世界文化的傳播、交流和發(fā)展起到了巨大的推動作用。認識信息--信息【理解信息的涵義】例2:每逢大型體育賽事，電視臺會現(xiàn)場直播比賽（圖1.1.6)。電視臺利用現(xiàn)場解說、技術(shù)統(tǒng)計分析、比賽慢動作回放及現(xiàn)場比分播報等全方位、多視角的直播手段，使觀眾能夠通過電視機觀看比賽實況，身臨其境地感受賽場的氣氛。認識信息--信息【理解信息的涵義】例3:地圖導航軟件是出行的好助手（圖1.1.7)。開啟定位功能，就能使用導航軟件確定使用者的位置，規(guī)劃出行線路，還能隨時搜索周邊的商店、銀行、醫(yī)院和公交站臺等信息。認識信息--信息閱讀上述事例，參考表1.1.2中的例1，完成例2和例3的事例分析。認識信息--信息通過上面的案例可以看出，依附字符、圖像和音頻等載體，通過各種途徑進行傳播，能夠幫助獲取者了解情況、形成判斷或做出決策的內(nèi)容可以稱之為信息。當人們獲取各種形式的信息后，經(jīng)過分析、判斷與理解，把它們變成知識或引發(fā)相應的行為，此時信息便發(fā)生了作用。例如，聽到上課鈴聲，學生進入教室、保持安靜、準備上課;根據(jù)交通信號燈的變化，駕駛員和行人決定“行”和“?！钡男袨?根據(jù)個人體質(zhì)數(shù)據(jù)，人們采取合理的保健措施。由此可見，在信息社會，信息的有效獲取和合理利用已成為一種重要素養(yǎng)。認識信息--信息的特征信息在人際交流、生產(chǎn)管理、知識傳播和科學研究等方面都發(fā)揮著巨大的作用。了解信息的特征，有助于我們加深對信息的認識和理解。信息的表示、傳播和存儲需要依附于某種載體，用來反映其內(nèi)容和含義。例如，許多古籍通過文字記錄了我國古代的歷史與文化;體育比賽實況是以音視頻形式，通過電視、網(wǎng)絡等途徑傳播的;導航信息則是以地圖和語音的形式，通過移動通信網(wǎng)絡、衛(wèi)星通信系統(tǒng)等途徑傳輸?shù)?。認識信息--信息的特征信息的傳遞和共享體現(xiàn)了信息的意義。信息可進行復制、傳播或分享，不會因使用人數(shù)和次數(shù)的累積而耗損其內(nèi)容。例如，電視臺直播的比賽實況可以將信息傳播給眾多的觀眾，提高了信息的利用率，還節(jié)省了社會成本。信息的無損共享使信息資源能夠發(fā)揮最大的效用，促進人們的交流與溝通，從而推動社會的進步和發(fā)展，如圖1.1.8所示。認識信息--信息的特征信息的產(chǎn)生和利用具有時效性。信息往往反映了事物在某一時間段的狀態(tài)，而事物狀態(tài)會隨著時間的推移發(fā)生變化，信息就可能失去原來的作用。例如，氣象信息、交通信息、市場信息等常常瞬息萬變、時過境遷，只有善于把握時機，才能發(fā)揮信息的效用。信息的價值和效用因人而異。信息蘊含著價值，信息價值的大小是相對的，它取決于接收信息者的需求及其對信息的理解、認識和應用能力。例如，天氣預報中關于臺風的信息，對于臺風影響到地區(qū)的居民和沒有影響到地區(qū)的居民，其價值是不一樣的。認識信息--信息的特征人類很早就將信息應用于生產(chǎn)和生活實踐，只是受當時社會環(huán)境的制約，信息利用的規(guī)模和范圍十分有限。如今進入了信息社會，信息技術(shù)的變革正強有力地推動著社會的進步。人們借助信息對自然界中的資源進行有效地獲取、分配和利用，促進了人類社會的可持續(xù)發(fā)展。理解知識--知識知識是人們在社會實踐中所獲得的認識和經(jīng)驗的總和，是人類在實踐中認識世界的成果?！爸R就是力量”這句名言一直流傳至今。在人類歷史文明的長河中，人們可以通過學習各種各樣的資料繼承前人的知識，也可以通過實踐探究發(fā)現(xiàn)知識。經(jīng)過人們一代一代的探索與傳承，人類社會的知識得以不斷豐富。理解知識--知識血液化驗單列舉的是患者的血液指標數(shù)據(jù)，其中蘊含著有用的信息。例如，化驗指標行中的提示箭頭表明相應的指標異常。指標異常的信息很多，如何抓住其中的關鍵信息來診斷病情呢?在上述案例中，醫(yī)生通過觀察患者血液化驗結(jié)果的“白細胞計數(shù)”和“中性粒細胞百分比”兩項指標的異常來對病情進行初步診斷。醫(yī)生之所以能夠迅速從眾多化驗數(shù)據(jù)中獲取到有價值的信息，主要得益于醫(yī)療行業(yè)的專業(yè)基礎知識和實踐經(jīng)驗，而這些知識和經(jīng)驗是醫(yī)務工作者在學習和工作過程中逐步積累起來的。數(shù)據(jù)、信息與知識的關系數(shù)據(jù)作為描述事物的符號記錄，經(jīng)過處理后，就有可能轉(zhuǎn)換為相應的信息。人們對信息進行提煉和歸納后，獲得實踐中解決問題的觀點、經(jīng)驗和技能，信息才會內(nèi)化為知識。人們綜合運用知識和技能解決問題、發(fā)明創(chuàng)造或預測未來時，知識就升華為智慧。表1.1.3以案例的方式說明了數(shù)據(jù)、信息與知識的關系。數(shù)據(jù)、信息與知識的關系表1.1.3中提到的體重指數(shù)對于不同年齡和性別的學生有著不同的標準。例如，對于高一男生來說，體重指數(shù)為15.35屬低體重，但對于小學一年級男生來說就是正常體重。因此，《國家學生體質(zhì)健康標準》是針對我國青少年學生制定的，是國家有關部門在長期研究的基礎上知識積累的結(jié)果，屬于知識的范疇。