《寻找有效的数据》教学案例

江海涛

● 设计思路

新一轮课程改革背景下的信息技术课程以学生信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任四个维度素养的提升为核心。信息技术教师在进行教学设计时应时刻以体现学科核心素养为指导。本案例试图体现如下几个方面的学科核心素养：①根据给定的问题进行需求分析，主动获取与处理信息，分析信息中所承载的信息;②能提取问题的基本特征，进行抽象处理，合理组织数据，利用合适的计算方案解决问题;③通过计算机可以处理的方式，用形式化的方法表述问题。

● 教学内容分析

《普通高中信息技术课程标准（2017年版）》必修模块1《数据与计算》中的内容要求之一是，“在运用数字化工具的学习活动中，理解数据、信息与知识的相互关系，认识数据对人们日常生活的影响。”本节课通过开放性自选教材内容，围绕“大数据及其应用”主题，采用了核心期刊论文为理论教学材料，同时以最新的、具有一定影响力的信息采集发布平台（微信）数据为教学活动依据。本节课试图通过项目式教学活动的方式，帮助学生在具体感知数据与信息的基础上，理解大数据定义、特征;通过将大数据“简单化”，在利用Excel电子表格等工具处理数据的过程中，理解数据、信息与知识的相互关系，认识数据对人们日常生活的影响;鼓励学生多角度、多维度地进行数据分析，寻找合适的论据支撑自己的论点，并用合适的方式表述出来。

● 学情分析

高二年级学生相对成熟，课堂氛围活跃，接受能力较强，通过高一年级的信息技术学习，已经具备基本的信息技术素养。学生对信息的含义、数据与信息的关系、数据处理分析等有一定程度的基础，掌握了基本的数据处理方法和技巧。学生在现实生活中对大数据、网络、人工智能、微信等信息技术接触较多，对大数据概念有所了解。学生对Excel表格的数据计算、筛选与排序以及图表等基本操作技能已经熟练掌握，但是通过对数据的分析和挖掘获取有效信息的能力还有待提升。学生缺乏大数据分析的经验以及创造性运用数据的能力，普遍缺乏项目式学习习惯。本课题的另外一个困难是目前尚未有新课程配套教材，学生也没有专题学习过大数据相关知识。为了提高教学的针对性和有效性，教师提前准备了两篇专业论文给学生课前阅读。

● 教学目标

知识与技能目标：理解大数据的概念和特征;通过数据的分析和整理，理解数据挖掘的思维方式;巩固Excel操作技能。

过程与方法目标：通过一个完整的项目活动，以小组协作、讨论、阐述的方式，培养快速选择性获取信息、表达信息的能力（大数据分析）;培养和提升学生利用图表发现、挖掘和多维度分析数据的能力。

情感态度与价值观目标：通过现实案例，感受数据和信息的重要作用和价值，培养信息意识及科学研究论证习惯;培养学生交流沟通、表达阐述的能力;体会在大数据仓库中选择有效数据以及通过数据计算支撑论证时的价值取向。

● 教学重难點

通过大数据分析活动理解大数据的概念和特征;通过数据计算、数据挖掘理解大数据仓库中有效数据的获取;用数据进行论证;学生活动协调及开放性学习程度干预。

● 教学设计

1.情境设置——引入

教师展开话题，利用最近发酵的互联网热门话题“国庆微信‘百步青年”激发学生兴趣。

师：国庆七天长假大家都做了什么？宅在家里还是出去旅行亦或者是探亲了？要说国庆大家做了什么事，可能大数据比我们自己都了解得多。长假期间，全国共有2100万位微信用户的日运动量少于100步，其中，80后、90后两个群体占比达总人数的56%，共有1200万人成为当之无愧的“百步青年”。

教师展示微信网页（http：//www.sohu.com/a/259023412_394047）的内容。

师：微信通过采集海量的用户数据，并对这些数据进行筛选、统计分析、挖掘，从而获得了这些分析结果，这就是大数据处理的四个环节：数据采集、预处理——数据清洗、统计和分析、数据挖掘——价值挖掘。那么什么是大数据呢？大数据有些什么特征呢？请同学们拿出我课前要求大家阅读的两篇论文，我们一起来划出大数据的基本概念和特征。

教师在课前预习的两篇论文里指出大数据的定义、特征，并进行简单概括和讲解。

大数据的3+xV特征：规模性、多样性、高速性;价值密度低、真实性、易变性、粘性、邻近性、模糊性……

思维扩散：大数据不仅是海量的数据，而且垃圾信息、错误信息很多，这恰恰是我们真实世界的体现，因为我们所处的真实世界确实是充斥着垃圾信息和错误信息。大数据的挖掘蕴含着巨大的价值。

设计意图：利用微信发布的国庆大数据例子，让学生直观感受大数据以及大数据挖掘。热门话题能引起学生的兴趣，可以让学生更积极地观察和思考;利用专业论文进行预习和讲解，既可以加深概念理解，又能够培养专业的科学精神，让学生了解到定义、概念和特征并不是绝对的，重点是理解其内涵，这有利于学生批判性思考;思维扩散部分教师仅点到即止，目的是让学生能够更理性地看待真实世界;学生通过观察和思考为后面的体验活动环节做准备。

2.学生活动——体验

活动1：发现可以利用的“商机”。按照4个人1小组，观察微信大数据分析（如图1），讨论并选择本小组觉得国庆期间比较有商机的工作，并陈述理由。

教师提示：“商机”可以从吃、穿、住、行、玩等几方面考虑，陈述理由可以从数量、排名等角度考虑。

活动2：观察数据表。将图1中内含的数据呈现给学生，让学生直观地“看到大数据”，引导学生观察数据表并思考：如何使用数据完成预设任务？

学生需要在数据表中寻找支持自己观点（活动1中本小组认为比较有商机的工作）的有效数据，并标注出来。此阶段学生可能会没有头绪，或者标错，不必纠正，可以鼓励学生进行开放性的尝试。