項目一第一課時-采集鳥類活動的數(shù)據(jù)

第一單元數(shù)據(jù)與信息

項目一探秘鳥類研究——認識數(shù)據(jù)、信息與知識第一課時采集鳥類活動的數(shù)據(jù)■教學目標1.通過實例分析，感知其中的數(shù)據(jù)，描述數(shù)據(jù)的概念和特征，理解并應用數(shù)據(jù)。2.通過分析大數(shù)據(jù)應用案例，了解大數(shù)據(jù)的概念、特征和常見應用領域，認識數(shù)據(jù)在信息社會中的重要價值，能夠舉例說明大數(shù)據(jù)對人們日常生活的影響。3.通過數(shù)字化學習活動，逐步適應數(shù)字化學習環(huán)境，掌握數(shù)字化學習的方法，能夠根據(jù)需要選用恰當?shù)臄?shù)字化工具和資源開展學習?！鼋虒W重點和難點1.重點：數(shù)據(jù)的概念和特征，大數(shù)據(jù)的特征、應用及其對人們日常生活的影響。2.難點：數(shù)據(jù)與大數(shù)據(jù)之間的關系。■教學準備1.軟硬件環(huán)境：機房、思維導圖軟件、大數(shù)據(jù)應用平臺。2.教學素材：鳥類研究的案例或其他體現(xiàn)數(shù)據(jù)的案例，大數(shù)據(jù)的應用案例?！鼋虒W過程一、導入“人類社會已進入大數(shù)據(jù)時代，信息技術與社會各領域的交互融合引發(fā)了數(shù)據(jù)量的迅猛增長，同時帶來了海量信息?，F(xiàn)實社會中，數(shù)據(jù)和信息無處不在，我們時刻處于數(shù)據(jù)和信息的包圍之中。那么，什么是數(shù)據(jù)？今天，我們將學習數(shù)據(jù)的基本知識?！倍?、什么是數(shù)據(jù)1.學生自主學習明確自主學習的任務和要求：（１）閱讀教材中的項目一“采集鳥類活動的數(shù)據(jù)”，完成“導學案”第一部分的問題和任務。（２）閱讀知識鏈接中的“數(shù)據(jù)和信息”，結合“采集鳥類活動的數(shù)據(jù)”，完成“導學案”第二部分的問題和任務。（３）閱讀知識鏈接中的“數(shù)據(jù)、信息與知識的關系”及相關資料，完成“導學案”第三部分的問題和任務。借助教材和網(wǎng)絡資源學習相關知識，完成“導學案”中的問題和任務（詳見件中的“探秘鳥類研究”項目導學案）。小組交流明確小組交流的要求：（１）小組內學生依次分享自主學習的成果，要求每個學生都參與。（２）所有組員都完成交流后，選出小組代表，并幫助他完善發(fā)言，準備代表本組在班級里分享。3.數(shù)據(jù)的定義數(shù)據(jù)是對客觀事物屬性的描述，是記錄下來的某種可以識別的符號。在計算機科學中，數(shù)據(jù)是指所有能輸入到計算機中并能被計算機程序處理的符號的總稱。數(shù)據(jù)的定義很多，以下列舉了兩種。（１）數(shù)據(jù)是事實或觀察的結果，是對客觀事物的邏輯歸納，是用于表示客觀事物的未經(jīng)加工的原始素材。數(shù)據(jù)是信息的表現(xiàn)形式和載體，可以是符號、文字、數(shù)字、語音、圖像、視頻等。數(shù)據(jù)和信息是不可分離的，數(shù)據(jù)是信息的表達，信息是數(shù)據(jù)的內涵。數(shù)據(jù)本身沒有意義，數(shù)據(jù)只有對實體行為產(chǎn)生影響時才成為信息。數(shù)據(jù)可以是連續(xù)的值，比如聲音、圖像，稱為模擬數(shù)據(jù)。也可以是離散的，如符號、文字，稱為數(shù)字數(shù)據(jù)。在計算機系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)以二進制信息單元０，１的形式表示。———童應學，吳燕．計算機應用基礎教程．武漢：華中師范大學出版社，２０１４（２）數(shù)據(jù)是對客觀事物的符號表示，在計算機科學中是指所有能輸入到計算機中并被計算機程序處理的符號的總稱。它是計算機程序加工的“原材料”。對計算機科學而言數(shù)據(jù)的含義極為廣泛，如圖像、聲音等都可以通過編碼而歸之于數(shù)據(jù)的范疇?！獓牢得簦當?shù)據(jù)結構．北京：清華大學出版社，２００９獲取數(shù)據(jù)的方法近年來，人們利用各種信息技術工具，實現(xiàn)了自動采集數(shù)據(jù)。例如，在鳥類棲香山地安裝實時監(jiān)控設備，利用紅外報影機全天候拍攝視頻數(shù)據(jù)，利用錄音設備錄制聲音數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以直接保存到信息系統(tǒng)中，供人們分析研究。三、大數(shù)據(jù)特征大數(shù)據(jù)是指無法在可承受的時間范圍內用常規(guī)軟件工具進行捕捉、管理和處理的數(shù)

集合。大數(shù)據(jù)通常具有4V特征,也就是

Volume(數(shù)據(jù)量)、

Velocity(處理速度)、vani

(多樣性)

Veracity(真實性

(1)數(shù)據(jù)量:大數(shù)據(jù)的體量很大,且數(shù)據(jù)集合的規(guī)模還在不斷擴大。隨著信息技術的大規(guī)模普及和應用,教育、商業(yè)、工業(yè)、科學研究、醫(yī)療等各行各業(yè)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量都呈現(xiàn)出指數(shù)增長的趨勢。

(2)處理速度:由于數(shù)據(jù)量增長速度快,大數(shù)據(jù)處理速度也必須快,且時效性要求高大數(shù)據(jù)往往以數(shù)據(jù)流的形式動態(tài)地、快速地產(chǎn)生,需要在一定的時間限度下得到及時處理。

(3)多樣性:大數(shù)據(jù)來自多種數(shù)據(jù)源,數(shù)據(jù)種類和格式非常豐富。隨著智能設備,社交網(wǎng)絡等的流行,機器和傳感器數(shù)據(jù)(如設備日志、地理位置數(shù)據(jù))、社交數(shù)據(jù)(如網(wǎng)站用戶行為記錄數(shù)據(jù)等)等各種新類型數(shù)據(jù)越來越多

(4)直實性:大數(shù)據(jù)的直實性主要包括數(shù)據(jù)的可信性、真?zhèn)涡浴碓春托抛u、有效性等。四、大數(shù)據(jù)的應用大數(shù)據(jù)的價值體現(xiàn)在大數(shù)據(jù)的應用上，人們關心大數(shù)據(jù)，最終是關心大數(shù)據(jù)的應用，關心如何從業(yè)務和應用出發(fā)讓大數(shù)據(jù)真正實現(xiàn)其所蘊含的價值，從而為我們的生產(chǎn)生活帶來有益的改變。目前，大數(shù)據(jù)應用在各行各業(yè)的發(fā)展呈現(xiàn)“階梯式”格局：互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)是大數(shù)據(jù)應用的領跑者，金融、零售、電信、公共管理、醫(yī)療衛(wèi)生等領域積極嘗試大數(shù)據(jù)。（一）互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)是大數(shù)據(jù)應用的領跑者互聯(lián)網(wǎng)是大數(shù)據(jù)應用的發(fā)源地，大型互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)是當前大數(shù)據(jù)應用的領跑者。搜索引擎作為最早的互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)應用，其不斷的發(fā)展推動谷歌公司在２０００年左右提出了ＭａｐＲｅｄｕｃｅ／ＢｉｇＴａｂｌｅ等技術，從此開啟了大數(shù)據(jù)技術的新篇章。經(jīng)過十多年的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)上形成了多種相對成熟的大數(shù)據(jù)應用模式，按照用途可分為以下三類：第一，商業(yè)大數(shù)據(jù)應用，即主要以盈利為目的的大數(shù)據(jù)應用。目前常見的應用有：一是基于用戶個人信息、行為、位置、微博等數(shù)據(jù)而進行的個性化推薦、交叉推薦、品牌監(jiān)測等營銷類大數(shù)據(jù)應用。由于其商業(yè)模式清晰可見，市場需求廣泛旺盛，因此這是目前互聯(lián)網(wǎng)上最熱門最普遍的應用，被互聯(lián)網(wǎng)廣告、電子商務、微博、視頻、相親等公司普遍采用。二是基于用戶、商鋪的交易數(shù)據(jù)而進行的經(jīng)營分析報告、反欺詐、反虛假交易、促銷和團購選品、產(chǎn)業(yè)集聚判斷等交易輔助類大數(shù)據(jù)應用，這些應用目前已經(jīng)逐漸成為電子商務企業(yè)的必備工具。三是利用網(wǎng)站動態(tài)數(shù)據(jù)對網(wǎng)絡狀態(tài)進行實時監(jiān)控預警、網(wǎng)站分析優(yōu)化和網(wǎng)絡信息安全保護（如用戶信息保護、防網(wǎng)絡攻擊、防釣魚、防垃圾郵件等）的網(wǎng)絡安全大數(shù)據(jù)應用。第二，公共服務類大數(shù)據(jù)應用，即不以盈利為目的、側重于為社會公眾提供服務的大數(shù)據(jù)應用。典型案例如谷歌開發(fā)的流感、登革熱等流行病預測應用能夠比官方機構提前一周發(fā)現(xiàn)疫情暴發(fā)狀況。國內也有搜索引擎公司提供諸如春運客流分析、失蹤兒童搜尋的公益大數(shù)據(jù)服務。第三，技術研發(fā)類大數(shù)據(jù)應用，即利用大數(shù)據(jù)技術促進前沿技術研發(fā)、持續(xù)改進產(chǎn)品性能的應用。互聯(lián)網(wǎng)應用在新版本的研發(fā)中，常常進行Ａ／Ｂ測試，這就是大數(shù)據(jù)在產(chǎn)品開發(fā)中的典型應用。Ａ／Ｂ測試中，服務商同時收集新老版本下的用戶行為數(shù)據(jù)（如點擊行為、訪問時長、鼠標停留等），并進行分析比對，用以指導產(chǎn)品后續(xù)的改進方向。另外，利用各種語言版本的網(wǎng)頁數(shù)據(jù)不斷提高翻譯質量的機器翻譯、利用更多話音指令不斷提升質量的話音識別技術，以及無人汽車等前沿技術的研發(fā)也廣泛應用了大數(shù)據(jù)技術。（二）大數(shù)據(jù)應用加速向傳統(tǒng)領域拓展大數(shù)據(jù)應用起源于互聯(lián)網(wǎng)，正在向以數(shù)據(jù)生產(chǎn)、流通和利用為核心的各個產(chǎn)業(yè)滲透。目前金融、零售、電信、公共管理、醫(yī)療衛(wèi)生等領域在積極地探索和布局大數(shù)據(jù)應用，主要呈現(xiàn)兩種發(fā)展方向：一是積極整合行業(yè)和機構內部的各種數(shù)據(jù)源，通過對整合后的數(shù)據(jù)進行挖掘分析，從而發(fā)展大數(shù)據(jù)應用。例如，一些新興的大型百貨商場利用大數(shù)據(jù)平臺整合ＰＯＳ（ｐｏｉｎｔｏｆｓａｌｅ）機、企業(yè)ＣＲＭ（ＣｕｓｔｏｍｅｒＲｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐＭａｎａｇｅｍｅｎｔ）系統(tǒng)、免費無線網(wǎng)絡、客流監(jiān)控設備等數(shù)據(jù)，對用戶進行聚類分析，支撐包括商品位置擺放、打折信息投放、移動端營銷、客戶習慣查詢、客戶群路徑分析等應用，提高商場營銷效率和營業(yè)額?；诖髷?shù)據(jù)的智慧城市決策系統(tǒng)也是大數(shù)據(jù)應用的重要領域，可整合來自經(jīng)濟、統(tǒng)計、民政、教育、衛(wèi)生、人力等政府部門內部數(shù)據(jù)和來自物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡數(shù)據(jù)，設計經(jīng)濟社會運行分析模型，支撐智慧人口、智慧醫(yī)療、智慧教育、智能物流、智能環(huán)保等相關決策應用。二是積極借助外部數(shù)據(jù)，主要是互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，來實現(xiàn)相關應用。例如，金融機構通過收集互聯(lián)網(wǎng)用戶的微博數(shù)據(jù)、社交數(shù)據(jù)、歷史交易數(shù)據(jù)來評估用戶的信用等級；證券分析機構通過整合新聞、股票論壇、公司公告、行業(yè)研究報告、交易數(shù)據(jù)、行情數(shù)據(jù)、報單數(shù)據(jù)等，試圖分析和挖掘各種事件和因素對股市和股票價格走向的影響；監(jiān)管機構將社交數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡新聞數(shù)據(jù)、網(wǎng)頁數(shù)據(jù)等與監(jiān)管機構的數(shù)據(jù)庫對接，通過比對結果進行風險提示，提醒監(jiān)管機構及時采取行動；零售企業(yè)通過互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)據(jù)分析商品銷售趨勢、用戶偏好等?！怨I(yè)和信息化部電信研究院《大數(shù)據(jù)白皮書（２０１４年）》五、思維導圖1.思維導圖及思維導圖軟件思維導圖（ＭｉｎｄＭａｐ）是１９世紀７０年代初期出現(xiàn)的一種新型筆記方法。它是一種表達發(fā)射性思維的圖形思維工具，它運用圖文并重的技巧，把各級主題的關系用相互隸屬與相關的層級圖表現(xiàn)出來。2.常見的思維導圖軟件如下：●ＸＭｉｎｄ：這是一款實用的思維導圖軟件，它簡單易用、美觀、功能強大，擁有高效的可視化思維模式，具備可擴展、跨平臺、穩(wěn)定性等性能?！瘢疲颍澹澹停椋睿洌哼@是一款基于Ｊａｖａ的完全免費的思維導圖軟件。它具有一鍵“展開／折疊”功能以及“鏈接”跟隨操作，因而操作與導航十分便捷?！瘢桑恚椋睿洌恚幔穑浩浣缑嬗押?，容易使用，功能豐富，是全球首個提供３Ｄ視圖的思維導圖軟件。●ＮｏｖａＭ