新版高中信息技術(shù)《數(shù)據(jù)與計(jì)算》(教科版)《我們身邊的數(shù)據(jù)》教學(xué)設(shè)計(jì)

《我們身邊的數(shù)據(jù)》教學(xué)設(shè)計(jì)一、學(xué)科核心素養(yǎng)（一）能夠敏銳感覺(jué)到信息的變化，分析數(shù)據(jù)中所承載的信息，采用有效策略對(duì)信息來(lái)源的可靠性、內(nèi)容的準(zhǔn)確性、指向的目的性做出合理判斷。（信息意識(shí)）（二）合理組織數(shù)據(jù)；通過(guò)判斷、分析與綜合各種信息資源，運(yùn)用合理的算法形成解決問(wèn)題的方案。（計(jì)算思維）（三）適應(yīng)數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境，養(yǎng)成數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新的習(xí)慣；掌握學(xué)習(xí)資源與學(xué)習(xí)工具的操作技能。（數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新）（四）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)，信守信息社會(huì)的道德與倫理準(zhǔn)則。（信息社會(huì)責(zé)任）二、課程標(biāo)準(zhǔn)要求（一）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。（二）在運(yùn)用數(shù)字化的工具的學(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)人們?nèi)粘Ｉ畹挠绊?。（三）針?duì)具體學(xué)習(xí)任務(wù)，體驗(yàn)數(shù)字化學(xué)習(xí)過(guò)程，感受利用數(shù)字化工具和資源的優(yōu)勢(shì)。三、學(xué)業(yè)要求學(xué)生能夠描述數(shù)據(jù)與信息的特征；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(kāi)展學(xué)習(xí)（信息意識(shí)、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新）；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)（計(jì)算思維）。四、學(xué)習(xí)內(nèi)容分析本節(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容是本書(shū)的起始節(jié)，要求學(xué)生了解數(shù)據(jù)、信息和知識(shí)的相互關(guān)系。關(guān)于數(shù)據(jù)、信息和知識(shí)的定義，不同的領(lǐng)域和組織有不同的認(rèn)識(shí)。因此只能結(jié)合多個(gè)實(shí)例讓學(xué)生理解這三個(gè)概念。在理解概念的基礎(chǔ)之上，感受數(shù)據(jù)的特征。教科書(shū)上還提到數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式的多樣性和不變的數(shù)據(jù)、變化的數(shù)據(jù)和隨機(jī)的數(shù)據(jù)。通過(guò)分析了解數(shù)據(jù)、信息和知識(shí)的相互關(guān)系也是本節(jié)的重點(diǎn)內(nèi)容。五、學(xué)習(xí)者分析學(xué)生基于平時(shí)的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)和初中的知識(shí)儲(chǔ)備，對(duì)課程往往容易只停留在對(duì)工具軟件的學(xué)習(xí)上。另一方面，學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)、信息和知識(shí)有一定的感性認(rèn)識(shí)，但是對(duì)具體的概念和相互關(guān)系缺乏系統(tǒng)的學(xué)習(xí)。六、學(xué)習(xí)目標(biāo)（一）了解數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式，根據(jù)任務(wù)需求選用恰當(dāng)?shù)能浖ぞ咛幚頂?shù)據(jù)；（二）理解數(shù)據(jù)、信息與知識(shí)的基本含義，并能體會(huì)三者之間的相互關(guān)系；（三）體驗(yàn)數(shù)字化學(xué)習(xí)過(guò)程，感受利用數(shù)字化工具的優(yōu)勢(shì)。七、教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)：數(shù)據(jù)、信息和知識(shí)的概念及相互關(guān)系難點(diǎn)：數(shù)據(jù)、信息和知識(shí)相互關(guān)系八、教學(xué)策略與手段（一）概念通俗化教材上的概念學(xué)生比較難懂，結(jié)合多個(gè)版本教材和部分論文的解讀，提煉出了通俗易懂的概念解釋。比如數(shù)據(jù)的概念就是原始的、未解釋的符號(hào)。（二）實(shí)例簡(jiǎn)單化教材受單元設(shè)計(jì)等局限所設(shè)計(jì)的活動(dòng)比較正規(guī)、復(fù)雜，不利于學(xué)生快速體驗(yàn)。從學(xué)生的實(shí)際出發(fā)，設(shè)計(jì)了一些貼近學(xué)生的實(shí)例。九、教學(xué)過(guò)程（一）感知數(shù)據(jù)、信息和知識(shí)1.感知數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式從人類(lèi)文明開(kāi)始，由于地區(qū)文明的差異，以及學(xué)科之間的不同，“O”這個(gè)符號(hào)代表了各種各樣的含義。同學(xué)們，你們能從不同的學(xué)科角度解釋一下這個(gè)符號(hào)嗎？大家先思考一分鐘。限時(shí)一分鐘，頭腦風(fēng)暴開(kāi)始！活動(dòng)1：學(xué)生根據(jù)學(xué)科情境解釋數(shù)據(jù)（學(xué)生可能的回答：漢語(yǔ)拼音、句號(hào)、數(shù)字、圓、英文字母、元素符號(hào)、血型、事物總是周而復(fù)始的、休止符、球、操場(chǎng)、鏡子、地球、眼睛……）數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式多種多樣，除了數(shù)字以外，還有文字、圖形、圖像、聲音和視頻等形式。我們一起來(lái)分析一下，剛才大家在“頭腦風(fēng)暴”里所想到的都是什么數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式。（數(shù)字0是數(shù)字，漢語(yǔ)拼音、英文字母、元素符號(hào)等是文字，球等是圖形……）2.感知信息當(dāng)這個(gè)“0”符號(hào)被賦予不同的學(xué)科情境后，我們就獲得了不同的信息。3.感知知識(shí)我們?cè)谡n堂上學(xué)習(xí)了很多關(guān)于這些信息的知識(shí)，比如數(shù)字零和英文字母O，這些知識(shí)會(huì)被一代一代地傳承下去。那什么是數(shù)據(jù)、信息和知識(shí)呢？設(shè)計(jì)意圖：“0”這個(gè)符號(hào)可能是世界上最簡(jiǎn)單的符號(hào)了，用這個(gè)符號(hào)導(dǎo)入很容易打開(kāi)學(xué)生的思維空間，他們自然比較感興趣。他們可以利用他們的學(xué)科知識(shí)來(lái)解讀這個(gè)符號(hào)，并能回憶所學(xué)相關(guān)知識(shí)，基本上人人有話可講，最終能感知數(shù)據(jù)、信息和知識(shí)。老師利用思維導(dǎo)圖收集學(xué)生所提供的數(shù)據(jù)和整理課堂上的信息，最終形成知識(shí)結(jié)構(gòu)思維導(dǎo)圖，這種方法會(huì)讓學(xué)生感受到利用數(shù)字化學(xué)習(xí)工具的優(yōu)勢(shì)。（二）認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)、信息和知識(shí)1.認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)是原始的、未解釋的符號(hào)，比如這幾個(gè)數(shù)據(jù)，有同學(xué)們能解釋一下這可能是什么嗎？再加上一組數(shù)據(jù)，最后給出單位Kg/m3。2.認(rèn)識(shí)信息老師現(xiàn)在處理一下數(shù)據(jù)，把它們放在表格里，這些數(shù)據(jù)就變成了有意義的信息。這種經(jīng)過(guò)處理、賦予具體情境的數(shù)據(jù)，我們稱(chēng)之為信息。3.認(rèn)識(shí)知識(shí)從這些數(shù)據(jù)或信息里，你能提煉出物質(zhì)密度的相關(guān)規(guī)律嗎？可以從整體分析數(shù)據(jù)，分組、個(gè)別對(duì)比分析數(shù)據(jù)，總結(jié)“物質(zhì)密度的相關(guān)規(guī)律”，感受加工提煉的過(guò)程。知識(shí)表述的是事物運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和狀態(tài)變化的規(guī)律。剛才同學(xué)們從物質(zhì)密度表里提煉了物質(zhì)密度的相關(guān)知識(shí)，我們把這種經(jīng)過(guò)加工提煉后數(shù)據(jù)或信息稱(chēng)為知識(shí)。這些知識(shí)會(huì)指導(dǎo)我們的學(xué)習(xí)生活。比如利用了氫氣或氦氣密度小于空氣密度的這個(gè)知識(shí)，可以制作氫氣或氦氣球。你們能利用化學(xué)知識(shí)解釋一下到底要選購(gòu)哪種氣球呢？……這就是知識(shí)的力量?，F(xiàn)在我們來(lái)感受一下知識(shí)的強(qiáng)大魅力！（播放一分多鐘的科技史視頻）設(shè)計(jì)意圖：數(shù)據(jù)、信息如何轉(zhuǎn)變?yōu)橹R(shí)是一個(gè)比較抽象的過(guò)程，學(xué)生不太容易理解。結(jié)合初二物理的密度知識(shí)，從數(shù)據(jù)出發(fā)，賦予數(shù)據(jù)具體的情境變成信息。讓學(xué)生從表格里提煉數(shù)據(jù)或信息，經(jīng)過(guò)思維整理，歸納出關(guān)于物質(zhì)密度的相關(guān)知識(shí)。（三）理解數(shù)據(jù)、信息和知識(shí)1.理解數(shù)據(jù)繼續(xù)我們的知識(shí)之旅，再看一組數(shù)據(jù)，這可能是一組數(shù)據(jù)或幾組數(shù)據(jù)的組合。它表達(dá)了什么信息呢？（它有可能被解釋成銀行卡號(hào)、錢(qián)、商品編號(hào)、音樂(lè)簡(jiǎn)譜等。）2.理解信息再給它加上一定的情境，這是每個(gè)人唯一的、不變的法定號(hào)碼。它就是中國(guó)公民的身份證號(hào)。3.理解知識(shí)關(guān)于身份證號(hào)你們又了解多少呢？請(qǐng)兩位同學(xué)分享他們的身份證號(hào)。對(duì)比講解身份證號(hào)相關(guān)知識(shí)。(身份證號(hào)一共18位，分四段，從左至右依次為:六位數(shù)字地址碼，八位數(shù)字出生日期碼，三位數(shù)字順序碼和一位數(shù)字校驗(yàn)碼。地址碼表示你所在的城市地區(qū)。順序碼表示在同一地址碼所標(biāo)識(shí)的區(qū)域范圍內(nèi)，對(duì)同年同月同日出生的人員編定的順序號(hào)。其中第十七位奇數(shù)分給男性，偶數(shù)分給女性。作為尾號(hào)的校驗(yàn)碼，是由號(hào)碼編制單位按統(tǒng)一的公式計(jì)算出來(lái)的。主要是為了校驗(yàn)計(jì)算機(jī)輸入公民身份證號(hào)碼的前17位數(shù)字是否正確，其取值范圍是0至10，當(dāng)值等于10時(shí)，用羅馬數(shù)字符X表示。)知識(shí)除了可以指導(dǎo)我們的學(xué)習(xí)生活，還可以幫助我們收集數(shù)據(jù)、獲取信息。剛才我們對(duì)比“冰”和“水”的密度這一組數(shù)據(jù)得出“同種物質(zhì)狀態(tài)不同密度不同”的規(guī)律，我們能不能再增加一組“鐵”和“鐵水”密度數(shù)據(jù)驗(yàn)證一下這個(gè)規(guī)律？“鐵水”的密度如何獲取呢？……利用密度知識(shí)采集數(shù)據(jù)。知識(shí)是認(rèn)識(shí)世界的結(jié)果，同時(shí)也是改造世界的依據(jù)。4.理解數(shù)據(jù)、信息和知識(shí)的相互關(guān)系數(shù)據(jù)、信息、知識(shí)的關(guān)系也可以是一個(gè)三層金字塔結(jié)構(gòu)，知識(shí)在頂層，而數(shù)據(jù)在底層。我們把底層的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)處理、賦予具體的情境后變成有意義的信息，人腦對(duì)數(shù)據(jù)和信息加工提煉后變成知識(shí)，知識(shí)不僅指導(dǎo)我們的學(xué)習(xí)生活，也幫助我們重新采集數(shù)據(jù)、獲取信息，最終提煉新的知識(shí)?！菊n堂檢測(cè)】練習(xí)一：判斷“霧大少駕”、“明日大霧”、“霧”這三種描述是數(shù)據(jù)、信息還是知識(shí)練習(xí)二：判斷“圓周率近似值=3.14”、“3.14”、“圓的面積=3.14×r2”這三種描述是數(shù)據(jù)、信息還是知識(shí)活動(dòng)2：利用身份證和WPS表格函數(shù)知識(shí)獲取身份證出生日期和年齡信息操作步驟：①打開(kāi)要在WPS中編輯的表格；②在身份證號(hào)后面的空格即“出生年月日”那一列第一格輸入公式=MID(B2,7,8)，輸入完成后按下enter鍵，B2指身份證號(hào)的單元格，數(shù)字7為數(shù)字開(kāi)始位置，8為字符個(gè)數(shù)；③鼠標(biāo)點(diǎn)擊綠色框右下角的小方框“填充柄”并下拉至身份證號(hào)的最后一行；④在“年齡”一列第一格輸入公式“=2020-MID（A2，7，4）”，按下enter鍵；⑤用“自動(dòng)填充”功能，就能讓同類(lèi)型單元格用同樣的公式計(jì)算結(jié)果。（學(xué)有余力的同學(xué)可以嘗試獲取性別的方法）設(shè)計(jì)意圖：身份證號(hào)是一個(gè)人非常重要的信息，但是因?yàn)橄鄳?yīng)知識(shí)的匱乏，很多學(xué)生并不能牢牢記住自己的身份證號(hào)，所以設(shè)計(jì)了這一個(gè)環(huán)節(jié)。現(xiàn)實(shí)生活中，我們經(jīng)常利用知識(shí)來(lái)采集數(shù)據(jù)和獲取信息，通過(guò)提取身份證出生年月日和計(jì)算年齡這一實(shí)踐操作讓學(xué)生能感受到知識(shí)的作用。（四）鞏固總結(jié)數(shù)據(jù)、信息和知識(shí)1.了解數(shù)據(jù)的變化身份證中同一個(gè)地區(qū)的人地址碼是固定不變的，因?yàn)槌錾掌诨虺錾樞虻牟煌?，這段數(shù)據(jù)是在不斷變化的。你們也能舉一些數(shù)據(jù)固定不變或不斷變化的例子嗎？（水變成冰時(shí)密度在變化，每天的氣溫也在不斷變化……）其實(shí)還有一些隨機(jī)變化的數(shù)據(jù)，比如拋硬幣，是正面向上還是反面向上是隨機(jī)的。2