高中信息技術(shù)：表格數(shù)據(jù)加工的多元性-教案

2.計(jì)算思維：在信息活動(dòng)中能夠采用計(jì)算機(jī)可以處理的方式界定問題、抽象特征、結(jié)構(gòu)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(xué)習(xí)與創(chuàng)新：掌握數(shù)字化學(xué)習(xí)系統(tǒng)、學(xué)習(xí)資源與學(xué)習(xí)工具的操作技能，用于開4.信息社會(huì)責(zé)任：具有一定的信息安全意識(shí)與能力，能夠遵守信息法律法規(guī)，信守信息【課程標(biāo)準(zhǔn)要求】1.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(duì)人3.根據(jù)任務(wù)需求，選用恰當(dāng)?shù)能浖ぞ呋蚱脚_(tái)處理數(shù)據(jù)，完成分析報(bào)告，理解對(duì)數(shù)【學(xué)業(yè)要求】1.掌握數(shù)字化學(xué)習(xí)的方法，能夠根據(jù)需要選用合適的數(shù)字化工具開展學(xué)習(xí)(信息意識(shí)、2.了解數(shù)據(jù)采集、分析和可視化表達(dá)的基本方法，能夠利用軟件工具或平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、組織、計(jì)算與呈現(xiàn)(信息社會(huì)責(zé)任、計(jì)算思維)。【教學(xué)內(nèi)容分析】本節(jié)課內(nèi)容是《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)2017年版》必修課程的模塊1“數(shù)據(jù)與計(jì)算”部分的內(nèi)容，針對(duì)數(shù)據(jù)(包括大數(shù)據(jù))在信息社會(huì)中的重要價(jià)值，分析數(shù)據(jù)與信息的關(guān)系，強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)處理的基本方法和技能，發(fā)展學(xué)生利用信息能認(rèn)識(shí)到數(shù)據(jù)在信息社會(huì)中的重要價(jià)值，合理決生活與學(xué)習(xí)中的問題，認(rèn)識(shí)到人工智能在信息社教學(xué)對(duì)象是高二年級(jí)學(xué)生，學(xué)生已經(jīng)掌握了表格數(shù)據(jù)的等操作對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單處理，并且能夠圖形化展示表格數(shù)據(jù)，2.簡(jiǎn)單運(yùn)用程序設(shè)計(jì)語言(如Python),調(diào)用相應(yīng)的接口函數(shù)，完成一定的大數(shù)據(jù)處理信息意識(shí))5.大數(shù)據(jù)技術(shù)雖然給我們生活學(xué)習(xí)帶來便利，但是數(shù)據(jù)安全問題不容忽視，應(yīng)用大數(shù)據(jù)時(shí)需要遵循大數(shù)據(jù)應(yīng)用的道德規(guī)范，樹立正確的信息社會(huì)責(zé)任感。(核心素養(yǎng)：信息社會(huì)責(zé)任)(核心素養(yǎng)：數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新貫穿整節(jié)課)【教學(xué)重點(diǎn)】能從實(shí)際生活中發(fā)現(xiàn)大數(shù)據(jù)應(yīng)用的價(jià)值，認(rèn)識(shí)到有效的大數(shù)據(jù)處理對(duì)于提高大數(shù)據(jù)價(jià)值【教學(xué)難點(diǎn)】運(yùn)用程序設(shè)計(jì)語言，調(diào)用相應(yīng)的接口函數(shù)，完成一定的大數(shù)據(jù)處理任務(wù)，得出大數(shù)據(jù)分【教學(xué)策略分析】本節(jié)課中運(yùn)用到的教學(xué)策略主要有創(chuàng)設(shè)情境、任務(wù)驅(qū)動(dòng)、自主探究、支架式教學(xué)等。創(chuàng)設(shè)情境：從學(xué)生身邊的數(shù)據(jù)入手，有目的地創(chuàng)設(shè)趣味和內(nèi)容并存的學(xué)習(xí)情境，激發(fā)學(xué)生興趣，調(diào)動(dòng)積極性。如課前查詢學(xué)生參與的運(yùn)動(dòng)會(huì)的成績(jī)數(shù)據(jù)、課上挖掘分析校園卡大數(shù)據(jù)、從識(shí)別校園植物體驗(yàn)圖片大數(shù)據(jù)、從識(shí)別校園歌曲體驗(yàn)音頻大數(shù)據(jù)等。任務(wù)驅(qū)動(dòng)、自主探究：以教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體，任務(wù)驅(qū)動(dòng)，充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。如體驗(yàn)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(xué)：在學(xué)生自主探究環(huán)節(jié)，提供自主學(xué)習(xí)支架，幫助學(xué)生高效率的完成任務(wù)。如分析唐詩300首文本大數(shù)據(jù)時(shí)，提供學(xué)習(xí)引導(dǎo)單，指引學(xué)生完成分析任務(wù)?！窘虒W(xué)環(huán)境】硬件環(huán)境：網(wǎng)絡(luò)機(jī)房。軟件環(huán)境：教學(xué)網(wǎng)站、Python開發(fā)平臺(tái)(Spyder),手機(jī)APP。【教學(xué)流程圖】立非非結(jié)構(gòu)化大數(shù)據(jù)【教學(xué)過程】【核心素養(yǎng)：數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新】課前：課前熱身學(xué)生用姓名登陸教學(xué)網(wǎng)站，登陸上以后查詢校運(yùn)動(dòng)會(huì)的成績(jī)。提示：點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)的班級(jí)、項(xiàng)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(jí)高一1高一5高一6【設(shè)計(jì)意圖】:通過對(duì)學(xué)生剛參與的運(yùn)動(dòng)會(huì)成績(jī)的查詢，吸引學(xué)生注意的同時(shí)感受身邊的數(shù)據(jù)。Focusky課件中圖片(上課班級(jí)運(yùn)動(dòng)會(huì)的鏡頭，增強(qiáng)帶入感)解釋學(xué)生所看到結(jié)果的來源與過程：學(xué)生比賽→裁判計(jì)分→數(shù)據(jù)錄入→平臺(tái)分析→呈現(xiàn)結(jié)果，學(xué)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(jié)構(gòu)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(huì)產(chǎn)生校園卡數(shù)據(jù)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我們開學(xué)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(fèi)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(duì)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(xué)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(gè)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(yàn)子：按動(dòng)校國保長數(shù)據(jù)體驗(yàn)子：按動(dòng)校國保長數(shù)據(jù)品健壯的和品滑小的組的食時(shí)要好?四個(gè)常食高費(fèi)是工?切選造的時(shí)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(gè)室0號(hào)的3人?O【活動(dòng)體驗(yàn)一】生：打開教學(xué)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(jià)值的信息。師：同學(xué)們從中發(fā)現(xiàn)了什么比較有趣的信息呢?校園卡消費(fèi)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(jī)一程想樓一機(jī)的買力加界突排物費(fèi)掃華西位使高院率一是時(shí)芃青全是青語保原場(chǎng)林濟(jì)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(biāo)放工時(shí)商工張形工作魏測(cè)球景行n及師球辭5生1:查詢醫(yī)務(wù)室的消費(fèi)情況，我發(fā)現(xiàn)我們班同學(xué)在醫(yī)務(wù)室的消費(fèi)記錄都為0。師：說明我們同學(xué)們都很健康，是我們喜聞樂見的。生2:我們所有消費(fèi)記錄中，用餐的消費(fèi)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(jià)值性的，那么我們獲取到的信息有哪些價(jià)值呢?比如，我們醫(yī)務(wù)室，根據(jù)同學(xué)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(fèi)情況，分析判斷同學(xué)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(cuò)，我們通過對(duì)校園卡大數(shù)據(jù)的挖掘，獲取很多信息，這些信息對(duì)我們學(xué)校教育教學(xué)管理提供決策的依據(jù)，這才是我們對(duì)校園卡大數(shù)據(jù)挖掘分析的意義所在?！驹O(shè)計(jì)意圖】:從學(xué)生每天都接觸的校園卡大數(shù)據(jù)入手，吸引學(xué)生的注意，激發(fā)學(xué)生的興趣。通過對(duì)學(xué)生自己感興趣的消費(fèi)情況查詢，發(fā)現(xiàn)一些信息，教師引導(dǎo)學(xué)生從這些信息中分析出這些信息的價(jià)值。通過對(duì)校園卡大數(shù)據(jù)的挖掘分析，體驗(yàn)結(jié)構(gòu)化大數(shù)據(jù)，同時(shí)讓同學(xué)們意識(shí)到，從校園卡大數(shù)據(jù)中挖掘到的信息，用于學(xué)校教育教學(xué)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(jiǎn)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(qiáng)同學(xué)們對(duì)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(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)【設(shè)計(jì)意圖】:上一環(huán)節(jié)中體驗(yàn)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(xué)生熟幫助學(xué)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(duì)比，利用池塘和大海兩個(gè)比喻，加深學(xué)生對(duì)大數(shù)據(jù)的文本文本圖片非結(jié)構(gòu)化大數(shù)據(jù)【設(shè)計(jì)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(jié)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(shí)間，數(shù)據(jù)量是相當(dāng)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(gè)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(jì)算的分布式處理、分布式數(shù)據(jù)庫、云存儲(chǔ)技術(shù)、專業(yè)的分析平臺(tái)唐詩三百首師：我們打開桌面“Spyder”軟件；第二步，點(diǎn)擊工具欄里面的運(yùn)行按鈕，完成數(shù)據(jù)載入；第三步，根據(jù)導(dǎo)學(xué)案選擇你最感興趣的2-3個(gè)項(xiàng)目完成，復(fù)制對(duì)應(yīng)的代碼，粘貼至右側(cè)生：打開Spyder,根據(jù)操作引導(dǎo)單，體驗(yàn)對(duì)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(jié)果，首先是對(duì)唐詩300首標(biāo)題進(jìn)行詞頻統(tǒng)計(jì)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(shí)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(duì)唐詩300首的詩句部分進(jìn)行詞頻統(tǒng)計(jì)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?jiān)茍D中我們可以看出唐詩詩句中出現(xiàn)最多的是萬里。其實(shí)我們是可以利用這樣的分析結(jié)果來自己作詩，挑選出現(xiàn)頻次比較高的詞組合成簡(jiǎn)單的詩王【設(shè)計(jì)意圖】:體驗(yàn)非結(jié)構(gòu)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(jié)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(xué)生的語文學(xué)習(xí)比較相關(guān)的內(nèi)容，與學(xué)生的已有認(rèn)知形成比較，然后引導(dǎo)學(xué)生思考我們還能從全唐詩中挖掘出哪些信息，激發(fā)學(xué)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(shù)平臺(tái)支持，課堂的時(shí)間與條件有限，暫且做不到對(duì)全唐詩進(jìn)行分析，但我們可以利用相關(guān)技術(shù)對(duì)全唐詩的一部分——唐詩300首進(jìn)行處理分析；引導(dǎo)學(xué)生利用Python程序語言，調(diào)用接口函數(shù)，完成對(duì)唐詩300首文本數(shù)據(jù)的分析：一共提供6項(xiàng)分析內(nèi)容，①是詞云顯示唐詩標(biāo)題中出現(xiàn)頻次最高的詞(分析結(jié)果中會(huì)出現(xiàn)很多意義不大的詞),引導(dǎo)學(xué)生將部分詞放進(jìn)stopwords中，再生成詞云會(huì)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(gè)目的是揭秘網(wǎng)絡(luò)上常出現(xiàn)的各種圖案詞云是怎么來的，二個(gè)目的是引導(dǎo)學(xué)生利用大數(shù)據(jù)分析文本為學(xué)習(xí)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(gè)是通過對(duì)詞性分析得出的結(jié)果。學(xué)生分析的結(jié)果自動(dòng)上傳至服務(wù)器中并在教學(xué)網(wǎng)站上以學(xué)生之名呈現(xiàn)出來，作為學(xué)習(xí)體驗(yàn)的反饋。同時(shí)簡(jiǎn)單分析其處理原理，幫助學(xué)生了解大數(shù)據(jù)分析處理的過程。另外，通過對(duì)唐詩文本大數(shù)據(jù)的分析，引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)想到利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)其他文學(xué)作品的分析，為文學(xué)研究提供一個(gè)新的路徑?！竞诵乃仞B(yǎng)：計(jì)算思維】師：非結(jié)構(gòu)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(gè)什么花?體驗(yàn)三體驗(yàn)三：探秘圖片大數(shù)據(jù)校園里有很多花花草草.你認(rèn)識(shí)多少?海量植物圖片+圖像識(shí)別大數(shù)據(jù)處理技術(shù)師：現(xiàn)在有一款拍照識(shí)花的APP,我們來體驗(yàn)一下。(手機(jī)同屏識(shí)別課件中的花，識(shí)別為金鈴蘭)師：世界上植物那么多，拍照識(shí)花APP是如何能比較精準(zhǔn)的識(shí)別出來的呢?師：是的，需要海量的圖片庫，還需要結(jié)合圖像識(shí)別APP就是圖片大數(shù)據(jù)的一個(gè)應(yīng)用。由學(xué)生互動(dòng)完成，拍攝實(shí)際的盆栽進(jìn)行識(shí)別(手機(jī)識(shí)別界面同屏到電腦上),選擇的兩種植物學(xué)生都見過，但都說不出名字，而又對(duì)名字比較熟悉的。完成互動(dòng)之后引導(dǎo)學(xué)生思考，拍照體驗(yàn)四：探秘音頻大數(shù)據(jù)體驗(yàn)四：探秘音頻大數(shù)據(jù)++什么歌???(播放最美的期待，學(xué)生很熟悉副歌，但對(duì)前奏不熟悉，也不知道歌名)生：自己(手機(jī))放，自己識(shí)別。師：聽歌識(shí)曲能夠比較精準(zhǔn)的識(shí)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(shí)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(xué)習(xí)帶來便利的同時(shí)，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(shí)候，啟用無痕瀏覽……師：我們同學(xué)們說的都很好，要注意我們的信息安全視頻引發(fā)學(xué)生的思考，引導(dǎo)學(xué)生正視大數(shù)據(jù)技術(shù)帶來的影響，注意保護(hù)自己的信息安全，同體驗(yàn)結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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