基于數據探究教學模式在信息技術課程中的應用研究

摘要：大數據時代的來臨，對數據分析需求日益增長。在信息技術教學中引入數據探究，讓學生從生活情境中發現真問題，通過數字化工具、軟件和網絡完成數據的收集、處理、分析，培養了學生使用數據問題解決能力的有效提升。基于此，本文以《尋找U盤中失蹤的容量》為例，介紹數據探究教學模式在信息技術課程中的具體應用。

關鍵詞：數據探究 ?數據可視化 ?信息技術 ?問題解決能力

隨著計算機技術、互聯網和物聯網技術的飛速發展， 大數據對于生活、工作的影響日益廣泛，人們對數據分析能力的需求日益增長，使用數據解決現實生活中問題的能力變得愈加的重要。如何將新技術、新方式與傳統學習相結合，構建靈活有效的數據探究教學模式，提升師生的科學信息素養水平，是現階段信息化建設與教學改革的重要任務。教育作為社會發展的源泉， 應因材施教，注重學用相長，與時俱進，培養學生主動使用數據解決問題的能力。

在當今信息時代，學科課程、創客教育課程、數字科學家課程等都需要以提高學生科學信息素養水平為宗旨， 以探究式深度學習理論為指導， 在課程創新過程中積極實踐探究式學習。我校數學、物理、化學、生物、科學、信息技術學科在課題《“互聯網+教育”背景下數據探究教學模式的理論與實踐》引領下，將數據探究教學模式應用到學科教學。在信息技術教學中，讓學生從生活情境中發現真問題，通過數字化工具、軟件和網絡完成數據的收集、處理、分析，提升了學生使用數據解決問題的能力。第一步：以從生活情境中發現的真問題入手，激發學生對于大數據世界的好奇心;第二步：分組進行問題分析，培養學生尋找解決問題方法的能力;第三步：通過數字化工具、軟件和網絡完成數據的收集、處理、分析，使學生用數據探究解決問題的能力有效提升;第四步：匯報問題的解決方案，促進學生綜合信息素養的提升。基于此，本文以《尋找U盤中失蹤的容量》為例，介紹數據探究教學模式在信息技術課程中的具體應用。

一、精選主題， 挖掘問題

主題是否合適，問題是否是具有探究性的真問題，是課堂數據探究教學是否能夠高效進行的關鍵，因此教師需要精選恰當的主題，引導學生挖掘主題中適合做數據探究的真問題，從而能夠真正的開展數據探究活動。

播放一段學生新買8G U盤查看實際容量只有7.45G的視頻。這種認知上的沖突使學生們驚訝不已，喚起學生的共情，有效的激發學生的探究欲望。針對問題8G U盤查看實際容量只有7.45G，組織學生開展大討論，同學間出現了不同的意見，有同學認為是個別U盤的問題，也有同學認為是所有U盤共性的問題。將明顯有不同意見的同學安排到一個組，并組織學生進行組內問題討論，組間問題論證，在這個過程中，教師為小組發放《綜合實踐活動評價表》開展預設評價，預設評價不在于學生得了多少分或者他有多突出，主要是調動學生的積極性，使學生在活動中有所收獲，有所進步，從而提高學生適應社會生活的能力。在討論、論證中確定了探究的主題：尋找U盤容量失蹤的原因，并確定要用學過的軟件制作展示作品。

二、協調合作，主動探究

學生獨立思考，而后小組討論，學生只想到使用文獻搜集的方法來完成探究活動，教師參與學生的組內討論，為學生提供實驗探究方法的指導。通過梳理，根據確定的主題，各小組討論確定出探究步驟是：

步驟1：驗證猜想一：實際容量小于標示容量是部分U盤個性化的問題。

步驟2：驗證猜想二：實際容量小于標示容量是所有U盤規律性的問題。

步驟3：系統分析以上兩步驟中的過程數據，確定需進一步探秘原因的問題。

步驟4：撰寫結題報告，制作展示作品。

在這一過程中，教師要及時肯定了學生們能根據U盤的特點及所學的知識進行的分析，這是數據探究活動良好的開端。教師引導要從學生的“最近發展區”出發，讓學生從被動接受到主動探究，真正參與到探究活動中來。

三、數據探究，多維整合

各小組統計預先準備好U盤的標識容量和實際容量，探究驗證猜想一，是否是部分U盤個性化的問題？發現實際容量都小于標示容量，所以很容易推測出猜想一不成立。

探究驗證猜想二，是否是所有U盤有規律性的問題？學生小組討論交流，在解決“怎樣查看多組數據是否有規律呢？”時遇到了困難，教師借助了三個問題引導小組利用信息技術進行科學探究：

1、如何獲得多組的U盤存儲容量數據？

2、用什么軟件來存放獲取的數據呢？

3、如何分析數據，說明數據有無規律？

通過這三個問題，小組討論出通過組間共享獲得數據，存儲到Excel中，利用Excel排序、公式、函數、圖表處理數據，確定有無規律。部分小組分析到這個環節又遇到了困難“如何將分析的數據與探秘原因相結合呢？”，教師適時呈現出問題四：猜想二驗證過程中，數據有哪些規律與差異呢？通過問題引導，各個小組實驗思路一下就清晰了起來。教師提示各小組將過程與結果記錄在電子探究單上。下面，以小組設計實施的兩個探究方案為例進行介紹：

方案一是利用Excel的多重排序、公式功能。首先，利用表格匯總全體同學共享的數據，通過將表格中按主關鍵字“標示容量”、次關鍵字“實際容量”排序，通過公式計算“實際容量/標示容量”，再以主關鍵詞“實際容量/標示容量”排序，小組發現：數值集中在0.91-0.935之間，在初步推測猜想二成立;（播放方案一視頻）分析探究的數據，需探秘的問題是：規律背后的原因是什么呢？

方案二是利用Excel的公式計算、圖表功能。通過排序，求出相同標示容量的平均值，再求出平均值之后，有同學提出來，可以使用圖表來直觀的呈現規律，通過二次處理數據，使用處理后的數據插入散點圖，通過散點圖，小組發現：我們可以直觀的看到連接散點近似為一條平滑的直線，可在初步推測猜想二成立;（播放方案二視頻）分析探究的數據，需探秘的問題是：1.規律背后的原因是什么呢？2.同標示容量U盤實際容量有細微差異的原因是什么呢？

接下來，各小組就要解決需進一步探秘的問題，為了更好地幫助學生完成探秘，教師對學生進行進一步的方法指導，在傳統方式的基礎上，我重點進行了信息技術環境下方法的引導，如：中國知網、百度文庫、谷歌學術完成文獻檢索;使用即時通許工具、在線知識社區完成訪談研究;使用在線購物平臺體驗交流完成調查研究。具體在實踐中，學生運用傳統方法的同時，也通過中國知網查閱資料、使用知識社區在線提問、使用在線購物平臺和賣家交流的。小組探究出U盤容量有規律失蹤的原因是：生產商和電腦對U盤的容量有不同的計算方法，一個采用的是國際慣例的十進制，另一個采用的是計算內部最高效的二進制，所以U盤插在電腦上之后會有“縮水”的現象，主要還是因為信息不對等，單位換算出現差值，并不是商家弄虛作假。教師引導各小組從知識、創意、應用、技術四個維度撰寫結題報告、制作展示作品，給小組匯報少的同學機會，爭取讓每個成員都有機會展示自己。學生們小組合作探究活動中相互幫助、補充學習的中，體驗到自主、合作、探究的學習方式所帶來的樂趣。

四、搭建平臺，優質共享

學生探究活動非常充分，所得到的結果非常的豐富。小組作品從知識、創意、應用、技術四個維度設置了最具知識獎、最具創意獎、最佳應用獎、最強技術獎四個獎項由各小組申報并評選。具體規則：

1.小組匯報并說出所有申報的獎勵名稱;

2.其他小組對作品提出看法并評價該小組是否具有所申報獎勵的資格。

3.確定小組獲獎的類別。

小組有使用PPT匯報的，有舉辦知識競賽的，有制作微視頻的，形式新穎，各小組在這一過程中真正的所學、所搜、所提煉的知識進行了深層次的加工和融合，促進思維能力和實踐能力的提升。小組領獎后，播放學生在整個探究過程中的剪影，讓學生產生情感上共鳴與升華。

數據探究教學模式極大的激發了學生的學習興趣，信息技術的應用與探究活動的結合，讓師生共享了好的創意和精妙的探究過程，學生的學習成就感。教師在數據探究過程中引導學生從“已有知識水平”向“可能知識水平”邁進，并在這一發展過程中及時有效的為學生“搭建支架”，使學生在知識的建構、內化的過程中實現能力增長。學生在參與的過程中，不僅鞏固了舊知，而且掌握了解決問題的方法，最終形成了自主學習的能力，這種能力將是學生終生受益的財富。

參考文獻

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作者簡介

米亞會：1989.01;女;民族：漢族;河北省石家莊市;學歷：碩士;研究方向：信息技術、思維教學、校本教學研究;職稱：一級教師。