高中信息技术教学设计实践

朱修萍

【教材分析】

“数据与大数据”是浙教版（2019）信息技术必修1第一章“数据与信息”的第五部分，其中涵盖了大数据的定义、大数据的特点、大数据的思维方式以及大数据对社会的作用等知识。对本课的学习，可以让学生了解大数据的背景及意义，熟悉其相关应用和特点，感受大数据时代的来临，进一步理解数据在社会生活和工作中的重要性。

【学情分析】

学生对大数据这个概念比较陌生，但对数据和信息技术的基础知识有一定的了解。因此，需要通过一些具体案例的讲解和让学生亲身体验大数据的应用，来加深学生对大数据的理解和认识。同时，需要针对学生的不同水平，适当拓展一些有关大数据的知识，以满足基础较好、学有余力学生的学习需求。

【教学重点】

1.大数据的概念和特征。

2.大数据的产生和发展趋势。

3.大数据的应用及价值。

【教学难点】

1.如何让学生理解大数据的概念和特征。

2.如何让学生深入了解大数据的应用及价值。

3.如何引导学生感受大数据的时代特点。

【教学过程】

一、导入新课

教师：同学们，今天我们要学习的新课是“数据与大数据”。在我们的日常生活中，数据无处不在、无时不在。那么，到底什么是数据呢？

学生：数据就是一些数字、文字、图片、视频等可以用来表达信息的东西。

教师：非常正确！数据就是用来表达信息的东西。那么，什么是大数据呢？

学生：大数据就是指数据量很大、很复杂的数据。

教师：非常好！大数据就是指数据量很大、很复杂的数据。那么，数据和大数据之间有什么关系呢？

学生：大数据应该就是指数据量很大、很复杂的数据集合。

教师：对的！大数据就是指数据量很大、很复杂的数据集合。我们今天要学习的内容就是大数据。不过，在开始之前，我先给大家展示一个案例让大家更好地理解大数据的概念和特点。

教师活动：通过多媒体向学生展示几个与数据有关的图片或视频，如某城市一天的出行数据，或某一购物网站的消费数据，或某医院的医疗数据等。

提出问题：这些数据展示了什么？又意味着什么？

学生活动：观看图片或视频，思考并回答问题。

教师总结：这些数据记录了各种活动的状态和结果，它们是客观存在的，是人们决策的依据。

二、讲解理论知识

（一）数据的定义与类型

教师提问：什么是数据？

学生思考并回答。

教师总结：数据是记录客观事物的符号，是信息的载体。数据可以是数字、文字、图像、声音等。数据的类型包括文本类型、数值类型、日期类型、布尔类型等。

（二）大数据的概念与特点

教师提问：什么是大数据？大数据和普通数据有什么区别？

学生思考并回答。

教师总结：大数据是指数据量巨大、复杂度高、处理速度快的数据集合。大数据的特点包括数据量大、处理速度快、数据种类多、价值密度低等。

（三）大数据的来源

教师提问：大数据从哪里来？

学生思考并回答。

教师总结：大数据的来源主要有两个方面，一是人工生成的数据，如社交媒体、电子邮件等；二是机器生成的数据，如传感器、GPS定位系统等。

（四）大数据处理的基本流程

教师提问：大数据如何处理？

学生思考并回答。

教师总结：大数据处理的基本流程包括数据收集、数据预处理、数据存储、数据处理和数据分析五个步骤。其中，数据收集是指从各个源头收集数据；数据预处理是对数据进行清洗、去重、格式转换等操作；数据存储是指将数据存储在数据库或云端；数据处理是指对数据进行统计分析、挖掘等操作；数据分析是指通过可视化技术将处理结果呈现出来，帮助人们做出决策。

（五）大数据的应用

教师提问：大数据有哪些应用？

学生思考并回答。

教师总结：大数据的应用非常广泛，包括但不限于商业智能、医疗健康、交通出行、环境保护等。在商业智能方面，大数据可以帮助企业分析市场趋势，制定营销策略；在医疗健康方面，大数据可以帮助医生分析病例，提高诊断准确率；在交通出行方面，大数据可以帮助政府规划交通路线，提高人们出行效率；在环境保护方面，大数据可以帮助政府监测空气质量、水质量等环境指标。

三、分析案例

案例1：假设你是一名电商平台的用户，你在平台上购买了很多商品。那么，这些购买行为会在该平台上留下数据痕迹。如果平台想要预测你的购买行为，或者向你推荐更多类似的商品，它就可以对这些数据进行分析和挖掘，这是数据与大数据在电商领域的典型应用。

案例2：假设你是一名新闻网站的用户，每次你访问该网站，浏览器都会向服务器发送获取页面内容的请求，这些请求会在服务器上留下访问日志。如果新闻网站想要了解哪些文章最受欢迎，或者预测访问趋势，它就可以对这些日志进行分析和挖掘。这是数据与大数据在新闻领域的典型应用。

案例3：假设你是一名医疗保健领域的专业人士，你正在研究一种新的治疗方法。在该治疗方法中，你希望了解不同因素对治疗效果的影响。为了回答这个问题，你可以收集患者的医疗记录和健康状况数据，并对这些數据进行分析和挖掘。这是数据与大数据在医疗保健领域的典型应用。

通过以上三个案例，我们可以看到数据与大数据已经深入到我们生活的方方面面。它可以帮助我们更好地了解自己的行为和兴趣爱好，提高工作和学习效率。同时，它也可以帮助企业和组织更好地了解客户需求、市场趋势和业务运营情况，从而提高运营效率和市场竞争力。

四、上机实践

为了帮助学生更好地理解和掌握数据与大数据的相关知识，我们准备了一些上机实践活动。以下是几个简单的上机实践任务。

◆任务一：探究大数据的应用场景

1.打开Chrome浏览器，进入京东网站。在搜索框中输入感兴趣的商品关键词，如“手机”“电脑”等。观察搜索结果页面中商品的排列顺序和推荐类型，思考：这些排列顺序和推荐类型是如何产生的？点击“更多”查看其他用户对該商品的评价和反馈数据，思考这些数据对购买决策的影响。

2.观察搜索结果页面右上角的“为你推荐”模块，思考：这是如何利用浏览历史和购买行为等数据实现个性化推荐的？

3.尝试搜索一些其他关键词并进入感兴趣的商品详情页，观察详情页中的商品规格、价格、促销活动等相关信息以及下方的“猜你喜欢”模块，思考：这些数据对购买决策的影响以及如何利用这些数据进行个性化推荐的？

4.点击“加入购物车”并结算订单，思考：在结算过程中，京东网站是如何利用用户数据提高购物体验的？总结京东网站利用大数据的应用场景以及给用户带来的便利。

◆任务二：认识大数据的挑战与应对措施

1.通过搜索引擎输入“大数据的挑战与应对措施”，了解大数据面临的主要挑战以及应对措施有哪些。

2.根据搜索结果可以发现，大数据的挑战主要集中在以下几个方面：数据收集、存储、管理、分析等；大数据安全与隐私保护方面；大数据人才短缺问题；大数据伦理和社会问题。

3.针对上述挑战，思考应对措施以及相应的解决方案。例如，技术挑战方面可以考虑采用分布式存储技术、数据挖掘技术等；安全与隐私保护方面可以采取加密技术、数据脱敏技术、访问控制技术等；人才短缺问题可以通过加强教育和培训来提高大数据领域的人才储备；伦理和社会问题则需要从政策、法规、道德等多个层面进行规范和约束。总结各种挑战和应对措施之间的关系以及在解决大数据问题中需要注意的事项。

◆任务三：大数据在智慧城市建设中的应用探究

1.打开地图类应用或访问智慧城市相关的网站，如智慧城市等；在地图或智慧城市网站上查找并了解你所在城市或某个感兴趣的城市的大数据应用情况。

2.这些大数据应用可能包括交通、环境、公共安全、城市规划等方面，深入了解这些应用是如何利用大数据提高城市运营效率、改善民生福祉的。

3.以某个具体的案例为例，如智能交通系统，了解其是如何运用大数据技术缓解城市交通拥堵问题，提高出行效率的。思考：如果将其他智慧城市应用的数据融合起来，是否可以更全面地优化城市运营管理和资源配置？

4.智慧城市的大数据应用数据来源主要是什么？如何保证数据的安全性和隐私性？在实际操作过程中是否存在数据共享和流通的难题？总结大数据在智慧城市建设中的应用现状及未来发展趋势，思考如何进一步推动大数据技术在智慧城市领域的应用创新。

◆任务四：数据可视化实践

1.访问并熟悉一款常用的数据可视化工具，如Tableau、Power BI、Excel等。参照该工具的帮助文档或教程，尝试创建一个简单的可视化仪表板或报告。可以选择你感兴趣或熟悉的数据主题，如个人理财、销售业绩、学生成绩等。

2.在制作过程中，尝试使用不同的数据可视化类型，如柱形图、折线图、饼图、地图等。根据数据特点选择最能反映数据规律和趋势的可视化类型。

3.在完成可视化作品后，思考该工具的优缺点以及在实际工作中如何发挥数据可视化的价值。例如，如何帮助企业决策者更好地理解数据，制订战略和计划？总结数据可视化的实践经验，为后续学习和工作打下基础。

五、课堂总结与布置作业

通过本次课程的学习，我们了解了数据与大数据的基本概念和特点，探讨了大数据的应用场景、挑战与应对措施，并进行了数据可视化实践。

课堂总结：

数据与大数据已成为当今社会的核心资源，其应用领域广泛，具有巨大的潜力和价值。

大数据的应用场景包括电商推荐、新闻阅读、医疗研究等方面，其个性化推荐和预测功能为人们带来便利。

大数据的挑战主要集中在技术、安全、人才、伦理等方面，需要采取相应的措施来克服。

数据可视化作为一种直观的数据呈现方式，可以帮助人们更好地理解和分析数据，为决策提供依据。

作业：

1.写一份1000字以内的课程心得体会，总结本次课程的收获和感悟。

2.设计一个与自己工作或兴趣相关的实践项目，运用所学的数据与大数据知识进行实践操作，如构建一个简单的推荐系统或写一个数据分析报告。

3.在下次上课时，准备一个简短的演讲，分享自己在实践项目中的心得体会和遇到的问题及解决方案。

4.针对本次课程的不足之处提出建议和改进意见，以便更好地完善课程内容，提高学习质量。

编辑：常超波