《初识数据与计算》教学案例

昌荣

● 教材分析

本课是高中信息技术必修1《数据与计算》第1单元的内容，教材对这部分内容的要求为“在具体感知数据与信息的基础上，描述数据与信息的特征;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，感受利用数字化工具的优势”。通过本节课的教学活动，带领学生走进数据时代，做合格的数字公民。

● 学情分析

学生在初中时已学习和了解 了信息的概念、特征及应用，但数据、信息、知识之间的关系，数字化工具在日常学习工作中的优势等理解得还不到位，还存在误区甚至盲区。例如，有的学生把数据和信息当作同义词来用;有的学生认为大数据是很专业的技术，是专家研究的，跟普通人沒多大关系;还有的学生在生活中囿于纸笔的手工计算，一提及计算机处理数据就有畏难情绪等。因此，教师需要引导学生从日常的情境中观察和体验，并通过具体的案例剖析走出误区，扫除盲区。

● 教学目标

①通过具体事例的观察、体验，能够描述生活中的各种数据和信息，能够举例说明两者的区别和联系。②通过观看视频和小组讨论，能够阐述数据、信息和知识的关系，辩证地看待知识共享的利好，担负起信息社会责任。③通过具体案例的三种计算方式的分析对比，能够了解计算的基本方式和发展历程，能根据问题需求选用恰当的计算方式，感受计算机在处理数据时的优势。

● 教学重难点

重点：理解数据、信息与知识的相互关系。

难点：能够比较总结出不同计算方式的特点。

● 教学过程

1.情境导入，引出课题

师：（出示学校公众号上新冠疫情期间展示的学生在家学习生活的图片、文字等）漫长的冬日总算过去，沐浴着春日温暖的阳光，我们终于开学了。这些图片记录了同学们这个特殊的寒假生活，除了图片，相信同学们也用其他形式记录了这个超长的假期。你能说说看吗？

学生回答记录的表现形式。

数字、符号、文字、图形图像、声音、视频等都可以用来做记录，它们帮我们记录客观事物的原始状态，这些原始的状态正是我们所说的“数据”。在大数据时代，我们每一个人都是数据的生产者，不管是手机下单订外卖、扫码骑单车出行，还是习惯性地敲击键盘打字，都 在产生数据;同时，我们又是数据的消费者，通过数据的收集、整理、计算、分析得到有价值的信息并用于辅助决策、优化选择、改善生活等方方面面。今天这两节课我们要学习的内容就是感受数据与计算。

2.感受数据与信息

（1）从数据到信息

人类是数据的生产者和消费者，自结绳记事起，数据就已慢慢产生。随着计算机和互联网的广泛应用，人类产生创造的数据量呈爆炸式增长。据行业机构预测，2020年全球数据总量将超过40个ZB，这究竟是多大的数据量呢？我们以电影的部数来计算，假设一部电影为1个GB，这就意味着，如果要想看完40个ZB的电影，需要全国近14亿人口每人每天不停地观看7年的时间。

问题1：为什么说“数据爆炸了，信息却很贫乏”？你能结合自己的经验，说说数据和信息有什么区别或联系吗？

①数据是显示世界客观事物的符号记录，是信息的载体，是计算机加工的对象。②数据本身没有意义，它只有对实体行为产生影响时才成为信息。③信息是对数据进行处理后的结果，信息是数据的内涵。

（2）信息的特征

问题2：在这个超长的寒假里，为什么信息的及时获取显得尤为重要？（如60后劝90后不要熬夜，90后劝60后戴口罩，原因是什么——90后获取信息的及时，体现了信息的时效性），出示其他几张图片，与学生互动提出共享性、载体依附性、价值型等特征。

①信息的表示、传播和存储需要依附于某种载体，用来反映其内容和含义。②信息的传递和共享体现了信息的意义。③信息的产生和利用都具有时效性。④信息的价值和效用因人而异，取决于对信息理解、认识和利用的能力。

结论：在信息社会里，信息的有效获取和利用已成为人们的一种重要素养。

3.讨论数据、信息与知识的关系

问题3：信息有价值，信息可以共享，那么信息就是我们学到的知识吗？观看视频，思考并讨论数据、信息与知识的关系。你同意视频中辩手的观点吗？能说说你的理由吗？

①数据是事物状态的一种原始记录，经过处理并被赋予某种意义后，才会转化为信息。②知识是人们对信息进行提炼和归纳后，获得实践中解决问题的观点、经验和技能。③智慧是人们为了达到预定目标而综合运用知识和技能解决问题的创新思维能力。

结论：数据、信息、知识与智慧之间是逐渐递进的，前者是后者的基础和前提，后者是前者的抽象与升华。

问题4：如果说3.14是个普通的数据，你能联想到什么信息、知识与智慧？

4.体验数据计算的三种方式

数据是冷冰冰的，而数据背后的信息是有温度的，在海量信息中我们必须学会判别真假。因此，我们每一个人都应该具备基本的数据处理能力，其中包括简单的数据计算与数据分析。今天我们先来体验数据的计算。在人类发展的历史中，计算多依靠人工来完成。随着计算机技术的发展，以数据抽象和自动化处理为代表的计算方式改变着我们的行为方式和心理认知。同学们目前主要采用什么方式进行数据计算呢？下面我们通过一个有趣的问题来体验一下这几种常见的计算方式。

在数学领域有一个冰雹猜想问题：任给一个自然数，若为偶数则除以2，若为奇数则乘以3再加1，若干次迭代后得到的结果必然是最小的自然数为1。由于在一般情况下，演算时数值时大时小，这恰如天降冰雹时尺寸忽大忽小，所以得名。

请同学们思考并选择合适的计算方式，看看谁能以最快的速度求出自然数24的迭代次数。78呢？27呢？

分别用电子表格软件和Python编程演示计算过程，思考、讨论并回答（如上页表）。

①要根据问题的需求来选择恰当的计算方式，因为合适的才是最好的。②不要小看计算机工具软件，它不是阿拉丁神灯，但很实用。③编程计算不神秘，因为学编程和学写作是一样的。

5.课堂小结（如上页图）

点评

昌老师的这节课是高中信息技术的第一课，第一课就像两人初次见面，印象很关键。这节课会给学生留下高中信息技术课程的感觉是：知识是比较“密实”的，4个问题后面跟上了13个需要“带走”的知识;课堂上的思考是静水流深的，没有浮在面上的讨论，但是一节课下来要思考的问题很多;学习是充满挑战的，冰雹猜想对于高一学生来说还是要仔细斟酌才行。这就是我们要的感觉。

这个案例还体现了江苏省锡山高级中学课堂改革的4个点：一是教学目标撰写规范。昌老师用可观察可测量的行为动词描述了经过课堂学习学生需要发生的变化。例如，“通过观看视频和小组讨论，学生能够阐述数据、信息和知识的关系”交代了怎么学的“观察”“讨论”，学到什么程度“能够阐述”。还有就是“能够举例说明两者的区别和联系”，学生能够举例，那就是学习的程度。有了清晰的目标，学生就知道学完这节课要到哪里去。二是设计了促进学习的课堂评价。一个个的问题就是一次次的评价，学生回答有没有在点子上，就知道教的效果如何，冰雹猜想的表格有没有填写，填写得准确与否，也是课堂评价的证据。如果案例中有依据评价证据，现场挑战教学策略的内容就更好了。三是有思维强度。这就是前面所说的思维“密实”，这样才是深度的学习。四是密切联系生活实际。从学校公众号及新冠疫情入手来谈，能够把学生吸引在课堂上。

（点评人：江苏省锡山高级中学  胡晓军）