“數據管理與分析”模塊教學概述

鄭立新 郭君紅

《普通高中信息技術課程標準（2017年版）》（以下簡稱新課標）中針對數據管理與分析技術設置了選擇性必修課程模塊3“數據管理與分析”。教師在實施此模塊教學時，應在了解其整體內容特點的基礎上，制訂可行的教學規劃，選擇恰當的教學策略，以達到更好的教學效果。

內容特點

本模塊是在綜合分析學生認識能力、社會發展需要和學科特征的基礎上設計的，總體來說具有以下特點。

1.遵循真實問題解決的邏輯線索

數據管理與分析技術已經廣泛應用于人們的日常生活與學習，成為解決問題的重要方式。本模塊設計遵循了真實問題解決的邏輯線索。首先，強調與日常工作、學習和生活中的真實問題緊密結合。例如，新課標中針對本模塊提出“結合生活實際，認識到數據是一種重要的資源”“結合具體案例，初步了解分析業務需求、建立數據管理與分析問題整體解決方案的基本過程”“結合案例，了解數據采集途徑的多樣性”等。其次，按數據管理與分析一般邏輯線索編排內容。要求通過本模塊的學習，了解數據管理與分析技術，能根據需求分析，形成解決方案;能選擇一種數據庫工具對數據進行管理，從給定數據中提取有用信息并應用于實際問題解決中;在活動過程中形成對數據特征、數據價值、數據管理思想與分析方法的認識。使學生在充分認識數據價值的前提下，開展需求分析、方案制訂、數據采集、數據管理、數據分析等。這種基于真實情境的學習能促進學生對信息問題的敏感性、對知識學習的掌控力、對問題求解的思考力的發展。

2.突出學科思維

本模塊的設計絕不僅僅是針對單純的學科知識及操作方法實現用技術服務生活和學習的目的，而是更突出信息技術學科思維，讓學生理解、感悟數據管理與分析過程中的科學原理、思維方法，感受信息技術學科的魅力。例如，抽象是信息技術學科中一種重要的思維方式，要解決某個問題，需要在分析問題的基礎上，首先將涉及的各種對象進行抽象，然后通過建模的方式，界定和描述問題。而數據便是一種可以被計算機識別及操作的描述客觀事物的抽象符號。又如，對于本模塊，新課標中提出要“認識數據丟失的風險，利用實時備份與定時備份、全備份、增量備份與差異備份等多種方法進行數據備份”，這便是計算思維中按照預防、保護及通過冗余、容錯、糾錯的方式從最壞情形恢復的一種思維。

3.著力培養學科核心素養

學科核心素養是學科育人價值的集中體現，高中信息技術學科核心素養由信息意識、計算思維、數字化學習與創新、信息社會責任四個核心要素組成。通過“數據管理與分析”模塊的學習，可以著力培養學生如下學科核心素養。

信息意識：能認識有效管理和分析數據對獲取有價值信息、形成正確決策的作用與意義，認識數據管理和分析技術對人類社會生活的重要影響;能在特定的信息情境中，根據業務數據問題解決的需要，利用多種途徑采集與甄別數據;能敏銳感覺到數據的變化，并及時對數據出現的風險做出合理判斷，采用有效策略應對風險。

計算思維：能確定學習和生活中的業務數據問題，提取問題的特征，提出解決方案，評價其合理性、完整性以及分析方案優化或改進的可能性;能對數據進行分類、抽象以及模型化處理;能按照特定數據管理的需求，使用數據庫管理系統建立關系數據庫;會選用恰當的策略與方法，對數據進行管理;能正確選用數據分析方法和分析工具，分析并解釋數據。

數字化學習與創新：能夠根據需要，選用合適的數字化平臺、數字化學習工具和學習資源，自主或協作完成數據管理與分析學習任務，提高學習質量;能夠利用數據管理與分析技術協作解決學習中的實際問題，創新問題決策，反思與完善學習成果。

信息社會責任：能認識數據來源的準確性和可靠性的重要作用;具備數據安全意識與能力，能根據需要及時備份與還原數據，確保數據安全;對數據進行合適的分析與可視化處理，提高數據的辨識度，滿足受眾需求;能積極學習數據管理與分析的新理論和新技術。

教學規劃

新課標中，“數據管理與分析”模塊包括數據需求分析、數據管理、數據分析三部分內容。針對這三部分內容及新課標內容要求，各版本教材處理方式不同，如人民教育出版社/中國地圖出版社（以下簡稱人教-中圖版）出版的《數據管理與分析》教科書對應的結構框架如下圖所示。

新課標規定，選擇性必修和選修課程每個模塊為2學分，需36課時。對“數據管理與分析”模塊的36課時安排，各版本教材有所不同，如人教-中圖版《數據管理與分析》教科書各章節課時及內容安排建議如下頁表所示。

教師應在深刻理解新課標中對本模塊的要求的基礎上，全面把握教學內容，根據本模塊課時安排、學生學業基礎及學習特點等實際情況，對本模塊的教學內容進行整體規劃，進而制訂單元及課時教學設計，以便后續更好地開展教學工作。

教學策略

在開展本模塊教學時，要采取正確的教學策略，如注意與必修模塊相關內容銜接、以案例和典型問題為教學抓手、為數字化學習與創新提供支撐等，使學生更好地掌握數據管理與分析的方法，全面提升信息素養。

1.注意與必修模塊相關內容銜接

信息技術課程包括兩個必修模塊，分別是必修模塊1“數據與計算”、必修模塊2“信息系統與社會”，這兩個必修模塊是信息技術課程后續學習的基礎。在必修模塊中，包含部分與數據管理與分析相關的內容，如必修模塊1“數據與計算”中，要求“認識數據在信息社會中的重要價值，合理處理與應用數據，了解數據采集、分析和可視化表達的基本方法”等。雖然必修模塊中相關內容的深度、廣度及系統性與本模塊存在差距，但畢竟學生已經有了一定基礎。在開展“數據管理與分析”模塊教學過程中，要以必修模塊內容為基礎，并保持銜接，以提高教學效率和效果。

2.以案例和典型問題為教學抓手

本模塊遵循真實問題解決的邏輯線索，教師應以案例和典型問題為教學抓手，更好地體現數據管理與分析的作用。教師可提供貼近學生現實生活的典型案例，如校園歌手大賽成績管理、地區天氣數據分析等。選用的案例應該包含數據庫建設與數據生成的主要環節，可進行主要的查詢操作，既能體現其意義，又不至于過分復雜，以免超出學業允許的限度;應能反映整體性思想，采用的案例應由小到大，由簡單到復雜，從而引導學生形成關于數據管理的更大聯想空間。教師還可以選取貼近學生學習和生活的典型問題，引導和鼓勵學生自行采集和創建學習項目，如家庭開支數據管理與分析、中學生體育鍛煉項目及時長的管理與分析等，在確定具體問題解決方案的制訂和實施過程中，開展自主或協作學習，理解數據管理的思想，進而理解數據管理技術，加強對數據分析方法的掌握及數據意義的理解。

3.為數字化學習與創新提供支撐

數字化學習與創新是信息技術學科核心素養之一，在新課標中本模塊便有“運用數字化學習方式，了解數據管理與分析技術的新發展”等相關內容。在本模塊教學過程中，除了引導學生自主進行數字化學習環境的創設，以及數字化學習資源的采集、管理、應用與創新外，為提高教學效率，教師還要提供多種數字化學習環境及資源，如針對學生開展網絡學習與交流、完成項目所需的網絡環境，保存有天氣數據的文件、數據清洗程序半成品等原始素材，編程平臺、數據庫管理系統、數據分析軟件等工具，Python編程資料、拓展閱讀等幫助文檔，這些都能為學生開展數字化學習與創新提供支撐，更好地體現教師在教學中的主導作用。除此之外，教師還可以組織學生參觀學校、企業或社會場所的信息中心，聽取專業人員介紹數據管理與分析的策略，體會數據管理與分析的重要價值，感受數據對人類社會的重要影響。