中職教育二年級上學(xué)期電子與信息《大數(shù)據(jù)導(dǎo)論3規(guī)范化處理》教學(xué)設(shè)計(jì)

PAGEPAGE1課題名稱：數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換之規(guī)范化處理授課班級：中職二年級專業(yè)：大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用授課時(shí)間：課型：理論教具：多媒體課時(shí)：1一、教學(xué)內(nèi)容分析教材是為高校大數(shù)據(jù)專業(yè)而編，對中職生偏難。掌握規(guī)范化處理的整體概念，理解并掌握三大常用方法及各子概念，培養(yǎng)研究性學(xué)習(xí)創(chuàng)新學(xué)習(xí)的能力與意識，形成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換之規(guī)范化處理的意識及情感激勵。二、學(xué)情分析二年級大數(shù)據(jù)專業(yè)學(xué)生，已掌握部分計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)理論及常識，但此前還沒有學(xué)習(xí)大數(shù)據(jù)專業(yè)基礎(chǔ)、核心課程，中職入學(xué)成績不夠好，可能學(xué)習(xí)方法不完善，紀(jì)律、習(xí)慣及上進(jìn)心較差，對數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換之平滑處理有所了解。三、設(shè)計(jì)思路：由學(xué)情及教材和教學(xué)內(nèi)容知，教材是為高校大數(shù)據(jù)專業(yè)而編，對中職生來說過于精簡，需要整合實(shí)例及練習(xí)于教學(xué)過程以豐富教學(xué)過程，使明確及隱含的知識及能力更適宜中職生了解、理解、掌握。所以增加了一批數(shù)據(jù)以表或其他形式幫助學(xué)生學(xué)習(xí)，并圍繞數(shù)據(jù)進(jìn)行解析、練習(xí)。只是微課視頻的形式不利于交互，未來最好補(bǔ)充交互手段例如問卷交互，或以微課交互軟件呈現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)及時(shí)反饋適時(shí)評價(jià)學(xué)習(xí)過程與完善學(xué)習(xí)者累積數(shù)據(jù)維護(hù)。四、教學(xué)目標(biāo)：（一）知識目標(biāo):掌握規(guī)范化處理常用方法有哪幾個，從數(shù)據(jù)直觀與抽象的角度探索三大種常用方法，形成規(guī)范化處理是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的子概念及規(guī)范化處理各方法子概念，從數(shù)據(jù)實(shí)例上理解規(guī)范化處理常用方法及優(yōu)缺點(diǎn)。（二）能力目標(biāo)：（專業(yè)能力、方法能力、社會能力）培養(yǎng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換之規(guī)范化處理的研究性學(xué)習(xí)、創(chuàng)新學(xué)習(xí)相關(guān)的能力與意識，形成規(guī)范化處理的意識。（三）職業(yè)素養(yǎng)：（情感體驗(yàn)、態(tài)度和敬業(yè)精神）激勵愛國及為社會服務(wù)的精神，培養(yǎng)研究性學(xué)習(xí)、創(chuàng)新學(xué)習(xí)的專業(yè)思想與情感意識，形成規(guī)范化處理的意識及情感激勵。五、教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)重點(diǎn)：掌握規(guī)范化處理常用三種方法，從數(shù)據(jù)直觀與抽象的角度探索規(guī)范化處理方法，形成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換之規(guī)范化處理的整體概念及各內(nèi)容子概念。難點(diǎn)：掌握并形成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換之規(guī)范化處理的整體概念及各內(nèi)容子概念。六、教學(xué)過程教師活動學(xué)生活動設(shè)計(jì)意圖（一）導(dǎo)入思政及引入：同學(xué)們好，未來高素質(zhì)的勞動者，從小就應(yīng)當(dāng)培養(yǎng)一點(diǎn)數(shù)據(jù)處理分析的能力，我們培養(yǎng)的人才，這方面以前比較欠缺，但數(shù)據(jù)處理分析確實(shí)是研究、創(chuàng)新的基本素質(zhì)，很難想象，研究、創(chuàng)新者不會利用信息設(shè)備幫助處理分析大量在實(shí)踐中遇到的數(shù)據(jù)。且人工智能與大數(shù)據(jù)，是新興而關(guān)鍵的產(chǎn)業(yè)。本課討論數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換里的規(guī)范化處理問題。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換是大數(shù)據(jù)導(dǎo)論第五章數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理中的一個重要內(nèi)容，注意數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換而非數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換針對的是數(shù)值類型與文本、日期時(shí)間等相互間類型的轉(zhuǎn)換，而教材中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換針對的是數(shù)值型數(shù)據(jù)，是數(shù)值范圍、大小的變換、轉(zhuǎn)換。規(guī)范化處理還有另一課的平滑處理都是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的重要內(nèi)容，字面上理解，就是讓數(shù)據(jù)一起呈現(xiàn)時(shí)看起來變得規(guī)范，實(shí)質(zhì)是同一屬性的變量其變化調(diào)整規(guī)范到更合適的范圍。學(xué)好它，我們能更好的愛國，能將愛國，將提高國家、中華民族的核心競爭力落實(shí)到行動，讓我們從我做起，努力學(xué)習(xí)，奮力拼搏。如交互功能完善，可問答交互激勵學(xué)生情感思政前后呼應(yīng)準(zhǔn)備后續(xù)要點(diǎn)（二）教學(xué)活動教師講，與學(xué)生探討結(jié)合5.3.3規(guī)范化處理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換之規(guī)范化處理——

常用：Min-Max、Z-Score、小數(shù)定標(biāo)等規(guī)范化進(jìn)行分類、回歸或其他分析時(shí)，年齡、體重、身高數(shù)值范圍差異較大，相當(dāng)于權(quán)重、偏置相差太遠(yuǎn)，體重的因素影響過大，分析評價(jià)時(shí)體重就有決定性影響。規(guī)范化對被轉(zhuǎn)換的某列數(shù)據(jù)進(jìn)行一種投射轉(zhuǎn)換，變換到特定范圍，這樣各列取值范圍比較統(tǒng)一，后續(xù)處理時(shí)重要性變得一致，不會因?yàn)閱挝?、屬性不同而在比較、訓(xùn)練、分析評價(jià)時(shí)人為引入重要程度、整體偏差的明顯差異。Min-Max規(guī)范化方法將被轉(zhuǎn)換的某列或說某個屬性的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到0與1之間，其轉(zhuǎn)換公式如下：轉(zhuǎn)換后的值=（待轉(zhuǎn)換值?最小值）/（最大值?最小值）注：所有參與運(yùn)算的都是同一列或?qū)傩缘母髦怠in-Max規(guī)范化比較簡單，但是也存在一些缺陷，當(dāng)有新的數(shù)據(jù)加入時(shí)，可能導(dǎo)致最大值和最小值的變化，需要重新定義屬性最大值和最小值。Z-Score規(guī)范化將不同量級的數(shù)據(jù)統(tǒng)一轉(zhuǎn)化為同一個量級正負(fù)都有的值，以保證數(shù)據(jù)之間的可比性及分析、訓(xùn)練時(shí)重要性的統(tǒng)一。其轉(zhuǎn)換公式如下：z=（待轉(zhuǎn)換屬性值?屬性平均值）/屬性標(biāo)準(zhǔn)差Z-Score的優(yōu)點(diǎn)是不需要知道數(shù)據(jù)集的最大值和最小值，對離群點(diǎn)規(guī)范化效果好。此外，Z-Score能夠應(yīng)用于數(shù)值型的數(shù)據(jù)，并且不受數(shù)據(jù)量級的影響，因?yàn)樗旧淼淖饔镁褪窍考壗o分析帶來的不便。Z-Score也有一些缺陷。首先，Z-Score對于數(shù)據(jù)的分布有一定的要求，正態(tài)分布是最有利于Z-Score計(jì)算的。其次，Z-Score與Min-Max一樣，消除了數(shù)據(jù)具有的實(shí)際意義，因此，轉(zhuǎn)換后的結(jié)果用于比較、訓(xùn)練、分析后，如需使用數(shù)據(jù)的真實(shí)意義，還需要還原原值，再如需要將未轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)加入到轉(zhuǎn)換后的比較、訓(xùn)練、分析中，同樣需要先轉(zhuǎn)換，要始終記得保持一致。小數(shù)定標(biāo)規(guī)范化方法通過移動屬性值的小數(shù)位置來達(dá)到規(guī)范化的目的。所移動的小數(shù)位數(shù)取決于屬性絕對值的最大值。其轉(zhuǎn)換公式為：x=待轉(zhuǎn)換屬性值/(10的k次方)其中，k為能夠使該屬性絕對值的最大值的轉(zhuǎn)換結(jié)果小于1的最小值。小數(shù)定標(biāo)法的優(yōu)點(diǎn)是直觀簡單，缺點(diǎn)是并沒有消除屬性間的權(quán)重差異。規(guī)范化處理常用三種方法記憶、理解，從數(shù)據(jù)直觀與抽象的角度探索三種常用方法及其優(yōu)缺點(diǎn)，形成規(guī)范化處理的整體概念及各內(nèi)容子概念。三種方法都整合數(shù)據(jù)實(shí)例進(jìn)行理解并加以練習(xí)展示實(shí)例，激勵學(xué)習(xí)情感通過問答舉例、辨識，使學(xué)生對規(guī)范化處理的三種常用方法、子概念基本掌握、了解，并形成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換之規(guī)范化處理的整體概念及了解優(yōu)缺點(diǎn)即時(shí)練習(xí)調(diào)動并在臨結(jié)束時(shí)幫助小結(jié)（三）學(xué)生練習(xí)或作業(yè)學(xué)生完成對應(yīng)附屬資源的練習(xí)P17412.請闡述數(shù)據(jù)規(guī)范化包含哪些