《尋找有效的數據》教學案例

江海濤

● 設計思路

新一輪課程改革背景下的信息技術課程以學生信息意識、計算思維、數字化學習與創新、信息社會責任四個維度素養的提升為核心。信息技術教師在進行教學設計時應時刻以體現學科核心素養為指導。本案例試圖體現如下幾個方面的學科核心素養：①根據給定的問題進行需求分析，主動獲取與處理信息，分析信息中所承載的信息;②能提取問題的基本特征，進行抽象處理，合理組織數據，利用合適的計算方案解決問題;③通過計算機可以處理的方式，用形式化的方法表述問題。

● 教學內容分析

《普通高中信息技術課程標準（2017年版）》必修模塊1《數據與計算》中的內容要求之一是，“在運用數字化工具的學習活動中，理解數據、信息與知識的相互關系，認識數據對人們日常生活的影響。”本節課通過開放性自選教材內容，圍繞“大數據及其應用”主題，采用了核心期刊論文為理論教學材料，同時以最新的、具有一定影響力的信息采集發布平臺（微信）數據為教學活動依據。本節課試圖通過項目式教學活動的方式，幫助學生在具體感知數據與信息的基礎上，理解大數據定義、特征;通過將大數據“簡單化”，在利用Excel電子表格等工具處理數據的過程中，理解數據、信息與知識的相互關系，認識數據對人們日常生活的影響;鼓勵學生多角度、多維度地進行數據分析，尋找合適的論據支撐自己的論點，并用合適的方式表述出來。

● 學情分析

高二年級學生相對成熟，課堂氛圍活躍，接受能力較強，通過高一年級的信息技術學習，已經具備基本的信息技術素養。學生對信息的含義、數據與信息的關系、數據處理分析等有一定程度的基礎，掌握了基本的數據處理方法和技巧。學生在現實生活中對大數據、網絡、人工智能、微信等信息技術接觸較多，對大數據概念有所了解。學生對Excel表格的數據計算、篩選與排序以及圖表等基本操作技能已經熟練掌握，但是通過對數據的分析和挖掘獲取有效信息的能力還有待提升。學生缺乏大數據分析的經驗以及創造性運用數據的能力，普遍缺乏項目式學習習慣。本課題的另外一個困難是目前尚未有新課程配套教材，學生也沒有專題學習過大數據相關知識。為了提高教學的針對性和有效性，教師提前準備了兩篇專業論文給學生課前閱讀。

● 教學目標

知識與技能目標：理解大數據的概念和特征;通過數據的分析和整理，理解數據挖掘的思維方式;鞏固Excel操作技能。

過程與方法目標：通過一個完整的項目活動，以小組協作、討論、闡述的方式，培養快速選擇性獲取信息、表達信息的能力（大數據分析）;培養和提升學生利用圖表發現、挖掘和多維度分析數據的能力。

情感態度與價值觀目標：通過現實案例，感受數據和信息的重要作用和價值，培養信息意識及科學研究論證習慣;培養學生交流溝通、表達闡述的能力;體會在大數據倉庫中選擇有效數據以及通過數據計算支撐論證時的價值取向。

● 教學重難點

通過大數據分析活動理解大數據的概念和特征;通過數據計算、數據挖掘理解大數據倉庫中有效數據的獲取;用數據進行論證;學生活動協調及開放性學習程度干預。

● 教學設計

1.情境設置——引入

教師展開話題，利用最近發酵的互聯網熱門話題“國慶微信‘百步青年”激發學生興趣。

師：國慶七天長假大家都做了什么？宅在家里還是出去旅行亦或者是探親了？要說國慶大家做了什么事，可能大數據比我們自己都了解得多。長假期間，全國共有2100萬位微信用戶的日運動量少于100步，其中，80后、90后兩個群體占比達總人數的56%，共有1200萬人成為當之無愧的“百步青年”。

教師展示微信網頁（http：//www.sohu.com/a/259023412_394047）的內容。

師：微信通過采集海量的用戶數據，并對這些數據進行篩選、統計分析、挖掘，從而獲得了這些分析結果，這就是大數據處理的四個環節：數據采集、預處理——數據清洗、統計和分析、數據挖掘——價值挖掘。那么什么是大數據呢？大數據有些什么特征呢？請同學們拿出我課前要求大家閱讀的兩篇論文，我們一起來劃出大數據的基本概念和特征。

教師在課前預習的兩篇論文里指出大數據的定義、特征，并進行簡單概括和講解。

大數據的3+xV特征：規模性、多樣性、高速性;價值密度低、真實性、易變性、粘性、鄰近性、模糊性……

思維擴散：大數據不僅是海量的數據，而且垃圾信息、錯誤信息很多，這恰恰是我們真實世界的體現，因為我們所處的真實世界確實是充斥著垃圾信息和錯誤信息。大數據的挖掘蘊含著巨大的價值。

設計意圖：利用微信發布的國慶大數據例子，讓學生直觀感受大數據以及大數據挖掘。熱門話題能引起學生的興趣，可以讓學生更積極地觀察和思考;利用專業論文進行預習和講解，既可以加深概念理解，又能夠培養專業的科學精神，讓學生了解到定義、概念和特征并不是絕對的，重點是理解其內涵，這有利于學生批判性思考;思維擴散部分教師僅點到即止，目的是讓學生能夠更理性地看待真實世界;學生通過觀察和思考為后面的體驗活動環節做準備。

2.學生活動——體驗

活動1：發現可以利用的“商機”。按照4個人1小組，觀察微信大數據分析（如圖1），討論并選擇本小組覺得國慶期間比較有商機的工作，并陳述理由。

教師提示：“商機”可以從吃、穿、住、行、玩等幾方面考慮，陳述理由可以從數量、排名等角度考慮。

活動2：觀察數據表。將圖1中內含的數據呈現給學生，讓學生直觀地“看到大數據”，引導學生觀察數據表并思考：如何使用數據完成預設任務？

學生需要在數據表中尋找支持自己觀點（活動1中本小組認為比較有商機的工作）的有效數據，并標注出來。此階段學生可能會沒有頭緒，或者標錯，不必糾正，可以鼓勵學生進行開放性的嘗試。